Máquina de Solda a Laser de Fiber P pórtico

Máquina de Solda a Laser de Fibra em Pórtico - TOB-XD4000W

Laser de fibra contínua de 4000 W para alumínio e cobre, em um pórtico de 800 x 600 x 400 mm com posicionamento de ±0,05 mm

Visão Geral do Produto e Aplicações Ideais

O TOB-XD4000W é uma máquina em pórtico construída em torno de um laser de fibra contínua de 4000 W, e as duas metades dessa frase são igualmente importantes. O laser é uma fonte de 1070 nm escolhida para metais de alta reflexão - alumínio e cobre - que refletem a maior parte de um feixe comum de volta para a ótica em vez de para a junta. O pórtico é uma estrutura de projeto próprio que se desloca sobre guias de precisão com servomotores de alta resposta, movimentando esse laser por uma área de trabalho de 800 x 600 x 400 mm com precisão de posicionamento de ±0,05 mm e velocidade rápida de até 60 m/min.

Para o trabalho com baterias, essa combinação abrange as soldas que determinam o rendimento do pack: barras condutoras de alumínio e cobre em um módulo, abas de níquel, tampas superiores e portas de enchimento de células prismáticas, e as juntas de coletores de corrente em designs cilíndricos sem abas. Como a área útil acomoda uma bandeja de módulo inteira em vez de apenas uma célula, um único dispositivo de fixação pode segurar a peça enquanto o pórtico se posiciona entre as costuras e a cabeça do scanner realiza o movimento rápido do feixe dentro de cada costura. A máquina opera em 380 V, consome no máximo 22 kW e possui classificação IP54 para um ambiente de produção em vez de uma sala limpa.

Ideal para:

• Soldagem de barras condutoras de alumínio e cobre dentro de um módulo ou pack, incluindo juntas dissimilar Al-Cu
• Vedação da tampa superior e porta de enchimento de células prismáticas, onde a costura precisa ser estanque a gás
• Soldagem de abas de níquel e alumínio em células cilíndricas e do tipo pouch, incluindo pilhas de abas multicamadas
• Soldagem de coletores de corrente em células cilíndricas sem abas, onde a junta percorre todo o disco
• Estruturas de módulos, placas de extremidade e componentes de packs que exigem uma costura longa e repetível em vez de um ponto
• Linhas piloto e desenvolvimento de processos, onde o programa de soldagem precisa ser salvo, recuperado e executado novamente na próxima montagem

É uma máquina de solda de produção, não um marcador a laser e tampouco uma unidade portátil. O feixe de 4000 W é especificado para alumínio de até 3 mm em fusão direta, portanto, o trabalho de seção espessa e penetração profunda pertence a uma classe diferente de laser; e como a cabeça é um scanner em um pórtico móvel, a comparação útil é com um soldador galvo de cabeça fixa, que não consegue alcançar além do seu próprio campo de varredura. Se a sua soldagem ocorre no nível da célula em vez do nível do módulo - uma costura de tampa superior, por exemplo - a máquina de solda a laser para vedação da tampa superior e porta de enchimento de células prismáticas é construída exatamente para essa junta.

A máquina completa: cobertura externa de perfil com três janelas de visualização e o computador industrial em um braço articulado para que o programa possa ser executado do lado do dispositivo de fixação.

Informe-nos os metais que você une, o comprimento da costura e o dispositivo de fixação que você já possui, e confirmaremos a potência do laser, o campo de varredura e o chiller antes de você fazer o pedido.

Especificações Completas

Três tabelas, na ordem necessária para avaliar a compatibilidade: o que a estrutura pode alcançar e com que precisão, o que o laser faz quando chega lá e o que o ambiente precisa fornecer. Os valores são as classificações especificadas para este modelo.

1. Pórtico e Movimento

2. Laser

3. Ambiente de Trabalho

As dimensões da máquina e do chiller são informadas como gabaritos gerais e incluem a cobertura externa. A precisão de posicionamento e reposicionamento é de ±0,05 mm, que é o valor que um projeto de fixação deve considerar, e não o valor que um cordão de solda apresentará.

Componentes Elétricos e Mecânicos

Esta máquina é um conjunto de hardware óptico e de controle adquirido de terceiros sobre uma estrutura construída por nós mesmos. A lista abaixo é a que consta na especificação do pedido, incluindo as marcas, pois em um laser de 4000 W a fonte e o cabeçote são as duas partes pelas quais um comprador realmente julga.

Para cumprir os requisitos de entrega, o fornecedor reserva-se o direito de substituir um componente por uma peça de grau equivalente, desde que o desempenho nominal nas tabelas acima permaneça inalterado. Informe-nos na fase de consulta se a sua própria política de qualificação ou de peças de reposição estipular uma marca, e esta será confirmada na especificação do pedido.

Soldadura ao nível da célula em vez do nível do módulo? Duas máquinas da mesma família realizam essa união: a máquina de soldadura a laser para coletores de corrente de baterias cilíndricas sem abas e o sistema de soldadura a laser para selagem de células prismáticas.

Porquê um pórtico móvel com cabeça de varrimento

Uma cabeça de varrimento isolada é rápida mas míope: o feixe é direcionado por espelhos, e quanto mais afastado do centro do campo é direcionado, maior é o ponto e mais o plano focal se curva. A partir de determinado ângulo, a soldadura deixa de ser a soldadura que programou. Esse limite de campo, e não a potência do laser, é o que impede um soldador galvo de cabeça fixa de cobrir um módulo de bateria.

Colocar a cabeça num pórtico resolve o problema ao dividir a tarefa. O pórtico move toda a cabeça de costura a costura numa área de 800 x 600 mm a uma velocidade de até 60 m/min, e o scanner traça cada costura enquanto a cabeça está imóvel, para que o feixe funcione sempre perto do centro do seu campo, onde o ponto é mais pequeno e o foco é plano. Nenhum dos mecanismos tem de fazer o trabalho do outro.

Essa divisão é também o motivo pelo qual a estrutura importa mais do que parece. Uma cabeça que acelera até 60 m/min e para dentro de ±0,05 mm aplica uma carga na estrutura a cada ciclo, e qualquer flexão manifesta-se como uma costura que se desvia no último módulo do turno. O pórtico aqui é concebido e construído internamente sobre guias de precisão com acionamentos de servo de alta resposta e interruptores de limite fotoelétricos, que é a parte da máquina que podemos controlar totalmente.

A escolha do laser segue o metal, e não o contrário. O alumínio e o cobre refletem a maior parte de um feixe de 1070 nm quando estão frios, pelo que a fonte tem de fornecer potência e brilho: 4000 W através de um núcleo de 50 μm, com potência ajustável de 10 a 100 %, são recomendados para a fusão direta de alumínio até 3 mm. O kit de sopro de ar na cabeça não é um acessório de conforto — ele mantém os salpicos afastados da ótica, que é o que realmente acaba por limitar a vida útil de uma cabeça de soldadura.

O reconhecimento por visão e a focalização automática removem então a última variável das mãos do operador. A máquina encontra a costura e o plano focal por si própria, pelo que o dispositivo de fixação apenas tem de localizar a peça, e não medi-la a um centésimo de milímetro. Num módulo com dezenas de costuras idênticas, essa é a diferença entre um programa que funciona durante todo o turno e um que precisa de ser reprogramado após cada alteração de dispositivo.

Principais Características de Engenharia

• Laser de fibra contínua de 4000 W, eficiência eletro-ótica de 40 %. Quarenta por cento é o valor de conversão próprio da fonte, pelo que 4000 W de feixe consomem aproximadamente 10 kW de entrada elétrica; a classificação da máquina de 22 kW cobre o refrigerador, os acionamentos e os controlos para além disso.
• Alumínio até 3 mm em fusão direta. Citado para chapa de alumínio sem material de achega, que é a união de que a maioria dos designs de barramentos e abas de bateria realmente necessita.
• Posicionamento e reposicionamento de ±0,05 mm em todos os três eixos. O mesmo valor em X, Y e Z, pelo que um dispositivo concebido para um eixo é válido para os outros.
• Avanço rápido de 60 m/min em X e Y, 15 m/min em Z. Suficientemente rápido para que a indexação entre costuras não seja o estrangulamento do tempo de ciclo num módulo com muitas soldaduras curtas.
• Cabeça galvo suportada pelo pórtico. O scanner funciona perto do centro do seu campo em todas as posições, pelo que o tamanho do ponto e o plano focal permanecem constantes em toda a área de 800 x 600 mm.
• Reconhecimento por visão e focalização automática. A visão Hikvision e um sistema de focalização Panasonic localizam a costura e o plano focal, pelo que a variação entre peças é absorvida pela máquina em vez do dispositivo de fixação.
• Chiller de temperatura dupla e controlo duplo. O laser e a ótica são arrefecidos nos respetivos pontos de definição, o que mantém uma fonte de 4000 W estável durante um turno completo.
• Caixa IP54 com extração de fumos. Classificado para um piso de produção, com um Villo VX220 a remover os fumos do processo na zona de soldadura em vez de os deixar assentar na ótica.
• Programas que podem ser guardados e chamados. A geometria da costura é introduzida a partir de vários formatos de ficheiro, e um programa validado é armazenado para a peça para que a construção seguinte comece a partir de um resultado conhecido.

Operação, Segurança e Manutenção

1. Antes e durante uma execução

1. Confirme a alimentação antes de mais nada: 380 V, 50 Hz, ligação à terra direta e 22 kW disponíveis para a máquina no seu próprio circuito.
2. Verifique o chiller: nível da água, ambos os pontos de regulação da temperatura (laser e ótica) e o elemento filtrante. Um chiller com falta de água manifesta-se primeiro como uma redução de potência, e não como um alarme.
3. Inspecione a janela de proteção na cabeça quanto a salpicos e confirme se o kit de sopro de ar está a funcionar antes da primeira soldadura do turno.
4. Carregue o dispositivo de fixação e verifique a peça em relação ao envelope: dentro de 800 x 600 mm, e nenhum elemento acima de 400 mm.
5. Abra o programa guardado para essa peça ou importe a geometria da costura e defina a potência entre 10 e 100 %, a posição focal entre -5 e +5 mm e a velocidade de soldadura. Execute o reconhecimento por visão e a focagem automática em vez de introduzir desvios manualmente.
6. Solde a primeira peça, inspecione a costura e só então guarde o programa com o número de referência da peça para que a construção seguinte comece a partir de um resultado conhecido.

2. Segurança e manutenção

• O feixe não é seguro para os olhos a qualquer distância. Mantenha a caixa fechada e interbloqueada durante a soldadura, use os óculos de proteção laser especificados e nunca olhe para a cabeça ou para um trajeto refletido a partir da fibra ou da ótica.
• Mantenha a extração de fumos a funcionar. O Villo VX220 remove os fumos do processo na zona de soldadura; soldar com o equipamento desligado reveste a ótica e liberta fumos metálicos para a divisão.
• Não desative os interruptores de limite fotoelétricos. Eles são a proteção de curso da máquina, e um pórtico que ultrapassa seu limite a 60 m/min não para com suavidade.
• Faça a manutenção do chiller de acordo com o cronograma. Troque o elemento do filtro, mantenha a água limpa e verifique se ambos os circuitos mantêm seus pontos de ajuste. O desvio de temperatura é a causa mais comum de uma solda que funcionou na semana passada e não funciona agora.
• Verifique a janela de proteção a cada turno. Respingos na janela alteram o foco; o kit de sopro de ar desacelera o processo, ele não o torna desnecessário.
• Mantenha a sala dentro de seus limites. 10 a 35 °C, 30 a 80 %UR, bem ventilado, sem carga de impacto a menos de 5 m da máquina e a estrutura diretamente aterrada.
• Apenas operadores treinados, sem modificações não autorizadas. As configurações de potência, a faixa focal e os intertravamentos fazem parte do caso de segurança da máquina, e não das preferências do operador.

Perguntas frequentes de engenharia

P1: Ela consegue soldar alumínio de 3 mm sem arame de adição?

Sim — a fonte de 4000 W é especificada para a fusão direta de alumínio de até 3 mm, que é a faixa de espessura em que a maioria dos projetos de barramentos e abas opera. Acima disso, o fator limitante deixa de ser esta máquina e passa a ser a classe do laser em si: o alumínio de seção espessa requer uma fonte diferente, e nenhuma quantidade de programação em um laser de fibra de 4000 W mudará isso.

P2: O cobre reflete 1070 nm — por que usar esse comprimento de onda?

Porque à temperatura ambiente praticamente todos os comprimentos de onda refletem no cobre; a diferença está em quão rapidamente o metal absorve o calor assim que começa a derreter. Uma fonte de 1070 nm com alto brilho e 4000 W de potência supera essa fase inicial, e o kit de sopro de ar mantém a ótica limpa durante o processo. O que ele não fará é se comportar como uma máquina de solda de 1070 nm em aço — o cobre é um processo a ser desenvolvido na sua própria junta, e preferimos testá-lo em uma amostra do seu barramento do que em um corpo de prova genérico.

P3: Eu preciso de um dispositivo de fixação construído com tolerância de ±0,05 mm?

Não. ±0,05 mm é o que a máquina retém, não o que a peça precisa reter. O reconhecimento visual encontra a costura e o foco automático encontra o plano focal, de modo que o dispositivo de fixação deve posicionar a peça de forma repetível, e não medi-la. Construir um dispositivo de fixação com precisão de centésimos de milímetro custaria mais do que a precisão comprada.

P4: Uma máquina pode realizar tanto a vedação de tampas quanto a soldagem de barramentos?

Dentro dos limites, sim: ambas são soldas dentro de 800 x 600 x 400 mm, e ambas são armazenadas como programas. O que muda é o dispositivo de fixação e o tempo de ciclo. Se uma dessas juntas se tornar o gargalo em uma linha de alta produção, uma máquina construída em torno dessa junta única — um sistema dedicado de tampa ou vedação — superará um pórtico geral, e as duas geralmente operam lado a lado, em vez de uma em vez da outra.

P5: O que o chiller precisa da minha instalação?

Espaço no piso de 1455 x 885 x 645 mm, ventilação e um circuito de água que você abastece e mantém limpo. É uma unidade de temperatura dupla e controle duplo, de modo que o laser e a ótica mantêm seus próprios pontos de ajuste; o elemento filtrante é um consumível e deve ser tratado como tal.

Q6: Funciona em 220 V monofásico?

Não. A máquina foi especificada para 380 V a 50 Hz com ligação direta à terra e um consumo total de no máximo 22 kW. Planeie a alimentação e a ligação à terra antes de a máquina chegar; um laser de 4000 W numa alimentação inadequada perde rendimento ou desliga-se, e nenhuma destas situações é abrangida pela garantia.

Envie-nos a seção transversal da junta, os metais e o ctempo de ciclo que você precisa, e nós diremos se 4000 W é a fonte certa antes de você se comprometer com um dispositivo de fixação.

E-mail: tob.amy@tobmachine.com | Tel / WhatsApp: +86 181 2071 5609

Revisado por: Science Wang, Six Sigma Black Belt, Linhas de Baterias | Última atualização: 2026-10-29