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激光加工技术为氢燃料电池双极板提供焊接解决方案

激光加工技术为氢燃料电池双极板提供焊接解决方案

  • 发布时间:2021-01-11
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激光加工技术为氢燃料电池双极板提供焊接解决方案

氢燃料汽车虽在日本发展超快,但同样,在我国,其也是我们新能源汽车发展的主要技术发展方向,由于氢燃 料电池具有诸多技术优势,比如:无污染,噪音低,续航能力强等,成为我们新能源汽车发展的新的方向,但 是氢燃料新能源汽车也需要动力电池的辅助,其系统由燃料电池控制系统,辅助动力电池,储氢装置,驱动电 机,动机控制单元构成,而燃料电池是其主要动力源,就好比汽油车的发动机,质量好坏,基本决定一台汽车 的性能。
燃料电池作为一种不燃烧燃料而直接以电化学反应方式将燃料的化学能转变为电能的高效发电装置,主要由端 板、绝缘板、集流板、单电池(包含双极板和MEA)组成。零部件之间由螺钉和端板组合施加的压紧力组合 成了一个短电堆,在燃料电池中起到支撑、收集电流、为冷却液提供通道、分隔氧化剂和还原剂等作用。
一、氢能源燃料电池双极板分类
常见的氢能源燃料电池双极板有石墨双极板、金属双极板和复合双极板三类,各自拥有不同优势。
1、石墨双极板
主要采用石墨板机械加工的制备方法,在电化学环境中具有良好的化学稳定性,同时具有很高的导电率和很好 的导热性,目前在质子交换膜燃料电池研究和应用中最为广泛。

2、金属双极板
由不锈钢、钛合金、铝合金等冲压成形,具有电导率高、价格低廉、工艺制法多样、高机械强度等优点。从性 能和成本来讲,金属双极板更适合于大规模量产。
金属双极板
3、复合双极板
复合双极板可分为多层复合型和复合材料型,具有导电及力学性能较好、耐腐蚀性强,质量轻等优势。

二、氢能源汽车燃料电池双极板焊接方式:
双极板焊接分流道区域焊接和密封区域焊接,对应的材料大部分是金属和复合板,单片材料的厚度分布在 0.05mm~0.3mm之间进行焊接。激光焊接双极板按照激光输出、激光器、焊接头等不同,可进行多种分类。
1、激光焊接双极板按照激光输出方式一般可分为脉冲焊接和连续焊接两种。
2、激光焊接双极板按照激光器分类一般可分为QCW焊接、Mopa焊接和单模焊接。
3、激光焊接双极板按照焊接头分类一般可分为出射头焊接和振镜焊接。
三、氢能源燃料电池焊接案例
双极板焊接需要考虑密封性、牢固性、一致性、耐久性、平整度等多种因素,对焊接要求极其严格,国内己经 有多家为氢能源燃料电池焊接解决方案供应厂,我们来看看电堆绑带焊接机是怎么样的配置吧。
【电堆绑带焊接机】
1、该设备由伺服加压机构、PLC控制系统、激光器、焊接工作台、冷水机、烟雾净化器等组成。
2、设备工艺流程:绑带上料→电堆上料→电堆定位→启动按钮→压紧电堆→折弯钢带→焊接钢带→电堆下料

3、设备优势及特点:
A. 人工上下料,工件移动定位绑带自动成型;
B. 采用自动对焦、定位精准、焊接速度快、一致性好、焊缝美观、性能稳定;
C. 全程压力监控;
D. 单机化模块化设计,灵活、柔性强,亦可配合自动化产线使用。
E. 设备占地面积小、耗材少,维护成本低,程序操作简单。
【电堆自动绑扎焊接机】
1、该设备由伺服加压机构、PLC控制系统、激光焊接机、绑带输送机构、电堆输送车、冷水机、烟雾净化器 等组成。
2、设备工艺流程:绑带上料→电堆上料→启动按钮→夹具固定→压紧电堆→钢带折弯→焊接钢带→松开夹具 →电堆下料

3、设备优势及特点
A. 采用UW自主研发的绑带输送机构、电堆输送车、电堆工装治具等智能机构提高了设备的自动化和稳定性; B. 单机化模块化设计,灵活、柔性强、亦可配合自动化产线使用;
C. 配置了工业监控系统,可对焊接过程实时监控;
D. 操作简单,维护方便。
[双极板双工位焊接机]
1、该设备由伺服加压机构、PLC控制系统、激光器、焊接工作台、冷水机、烟雾净化器等组成。
2、设备工艺流程:极板上料→夹具固定→启动按钮→视觉定位→焊接极板→松开夹具→极板下料

3、设备优势及特点:
A. 采用双工位焊接,生产效率高同时占地面积小;
B. 单机化模块化设计,灵活、柔性强,亦可配合自动化产线使用;
C. 配置了工业监控系统,可对焊接过程实时监控;
D. 高可靠性工装夹紧设计,保证焊接一致性;
[电堆组装生产线]
1、该设备主要由电堆压合机、激光焊接机、电堆输送车、冷水机、烟雾净化器、电堆气密性检测机、翻转下 料机、AJV流转车等组成。
2、设备工艺流程:双极板上料→扫码→堆叠压合→电堆钢带自动绑扎→电堆钢带自动焊接→电堆气密性检查 →电堆输出
3、设备优势及特点:
A. 全自动上下料;
B. 高效率,耗材少,维护成本低,程序操作简单;
C. 配置了工业监控系统,可对焊接过程实时监控;
D. 自动焊后检测;
E. 信息参数追溯功能;
D. 专用治具,保证焊接高品质。

如果你在焊接氢燃料电池双极板方面遇到一些技术问题,可以与新华鹏激光联系,将为你提供合适的氢燃料电池双极板激光焊接解决方案与相关激光焊接设备系统。
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