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深圳市聯(lián)贏激光股份有限公司
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深圳市聯(lián)贏激光股份有限公司
閱讀：470發(fā)布時(shí)間：2023-8-11
氫燃料電池汽車正駛?cè)氚l(fā)展風(fēng)口，以北京、上海、廣東等示范城市群為基礎(chǔ)，我國加快建立燃料電池汽車示范區(qū)，與此同時(shí)，圍繞氫能“制—儲(chǔ)—運(yùn)—加—用”等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵零部件技術(shù)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈和創(chuàng)新鏈，國內(nèi)各類企業(yè)均不斷加大投資，推動(dòng)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同發(fā)展。北京實(shí)現(xiàn)了氫燃料電池汽車在大規(guī)模的集中示范運(yùn)營，為推廣氫燃料電池汽車創(chuàng)造了良好的“窗口效應(yīng)”。
氫燃料電池技術(shù)的是續(xù)航里程高、加氫速度快，且氫是鋼鐵、化工、航空等行業(yè)所需要的，未來氫燃料電池不僅覆蓋乘用車和商用車，還有無人機(jī)、船舶、軌道交通、電機(jī)發(fā)電等應(yīng)用場景。
通常一個(gè)燃料電池單元所產(chǎn)生的電量不足1伏特，所以在應(yīng)用時(shí)，需要將許多燃料電池單元并排疊加才能得到足夠的電伏。因此，燃料電池由多個(gè)小單元體組成，每一個(gè)單元體由雙極板和MEA為主要組成，通過激光把陰陽極板焊接在一起，形成雙極板。
氫燃料電池焊接是一項(xiàng)非常費(fèi)時(shí)的工藝，且密封焊接是基本要求，質(zhì)量低的焊接會(huì)嚴(yán)重影響燃料電池的工作性能和使用壽命，甚至導(dǎo)致氫或其它液體泄漏。優(yōu)化焊接工藝能夠大大的降低氫燃料電池生產(chǎn)成本。
金屬雙極板激光焊接
雙極板（簡稱BPP）主要作用為支撐MEA、提供氫氣、氧氣和冷卻液流體通道并分隔氫氣和氧氣、收集電子、傳導(dǎo)熱量。常見的雙極板材料有石墨、復(fù)合材料和金屬。金屬材料具有機(jī)械強(qiáng)度高、體相電導(dǎo)和熱導(dǎo)優(yōu)良，容易制成薄板并沖壓加工成型的特點(diǎn)，其應(yīng)用廣泛。
金屬雙極板由兩塊沖壓成形的金屬單極板密封焊接而成，采用的材料為鈦合金和不銹鋼316L，經(jīng)過沖壓后，材料硬力聚集在內(nèi)部，焊接時(shí)得到釋放，易造成極板變形、流道焊穿、密封性差等問題。與此同時(shí)，金屬雙極板激光焊接會(huì)造成局部金屬氧化物的生成，對(duì)于該區(qū)域的表面涂層性能造成影響，最終影響燃料電池的性能及壽命。
為解決上述系列難題，聯(lián)贏激光在前期技術(shù)和工藝積累的基礎(chǔ)上，通過在流道區(qū)域焊接（雙極板流場有點(diǎn)狀流場、平行直流道流場、交指形流道流場以及單通道蛇形流道流場等），杜絕變形等問題，保證兩單極板之間的密封性，并將至0.05mm的超薄板變形降到最小，使整個(gè)氫燃料電池堆焊接變形得到有效的控制的同時(shí)，提高金屬雙極板的導(dǎo)電性能。
氫燃料電池雙極板焊接線
工藝流程：機(jī)器人上料碼盤-正反面檢測-自動(dòng)掃碼-治具定位壓緊-自動(dòng)焊接-氣密檢測-打標(biāo)-下料。
高速連續(xù)焊接的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)金屬雙電極板精密焊接不變形、超長焊道、焊縫窄且均勻美觀、焊接氣密性優(yōu)異。
如何提高焊接節(jié)拍和降低焊接產(chǎn)生的余高，讓其余高盡可能的小正成為行業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)，為提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性與市場競爭力，聯(lián)贏激光在基于現(xiàn)有的技術(shù)上，展開自主夾具開發(fā)等，實(shí)現(xiàn)余高小于10um，且焊接效率提高至400mm/s甚至到1000mm/s，確保焊接過程高效穩(wěn)定。
電堆扎帶激光焊接
燃料電池電堆堆棧主要由端板、絕緣板、集流板、雙極板、膜電極、緊固件、密封圈這七個(gè)部分組成。電堆小單元組件堆疊成子件后，經(jīng)過預(yù)組裝后壓緊，再使用扎帶張緊，通過激光焊接將張緊后的扎帶焊接固定，進(jìn)而達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的效果。
不論是石墨電堆還是金屬電堆，在壓緊工序后都可以采用螺桿固定或者是扎帶張緊激光焊接的方式進(jìn)行固定。傳統(tǒng)金屬電堆和石墨電堆固定多采用螺桿固定，隨著電堆“輕量化”發(fā)展的迫切需求，眾多電堆行業(yè)企業(yè)逐步使用激光焊接大固定取代螺桿固定，激光焊接被認(rèn)為未來張緊固定的主流方式。
針對(duì)電堆激光焊接，聯(lián)贏激光開發(fā)了專用激光器和焊接擺動(dòng)頭，同時(shí)為適應(yīng)市場需求還開發(fā)了各種適配于不同類型電堆扎帶焊接的配置，如單模激光器、多模激光器以及環(huán)形激光器；單光纖出射頭、單光纖擺動(dòng)焊接頭以及振鏡焊接頭等配置。
聯(lián)贏激光電堆扎帶焊接方案，在保證焊接拉力滿足客戶大于10KN的拉力情況下，焊接材料厚度可兼容0.5-2mm的扎帶；且焊縫整潔美觀，拉力測試時(shí)在母材上斷裂，焊縫形貌完成，焊縫背面不能焊穿。
全自動(dòng)智能化氫燃料電池電堆組裝線
工藝流程：原材料掃描-自動(dòng)堆疊-加壓-捆扎固定-氣密測試-輸出電堆-測試；
整線設(shè)有多道氣密檢測、子電堆組裝檢測、電堆組裝檢查、裸堆檢查，篩選不合格品，大大提高了生產(chǎn)直通率，減少人工返修頻次，每道氣密檢測數(shù)據(jù)記錄并可復(fù)查，包括不合格品測試信息溯源，柔性產(chǎn)線具備一鍵切換功能，選擇任意產(chǎn)品配方即可換產(chǎn)。
聯(lián)贏激光是激光焊接領(lǐng)域的，擁有全面的激光焊接技術(shù)、豐富的技術(shù)儲(chǔ)備和強(qiáng)大的應(yīng)用洞察力，為實(shí)現(xiàn)對(duì)氫燃料電池焊接及裝備市場需求的快速響應(yīng)，在行業(yè)內(nèi)較早開發(fā)了多系列具有行業(yè)影響力的技術(shù)突破性新產(chǎn)線和設(shè)備，如雙極板焊接生產(chǎn)線、雙極板貼合生產(chǎn)線、密封圈點(diǎn)膠生產(chǎn)線、全自動(dòng)智能化電堆組裝生產(chǎn)線、電堆自動(dòng)綁帶焊接機(jī)等，能為氫燃料電池行業(yè)客戶量身定制激光焊接及智能制造解決方案！
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