چترا 1: بیلناکار لتیم - آئن بیٹری ماڈیول کے لئے لیزر ویلڈنگ سیٹ اپ۔ (تصویری ماخذ: فوٹوون آٹومیشن)
بیلناکار لتیم - آئن بیٹریاں (جیسے 18650 ، 21700 ، اور بڑے 4680 ماڈل) پورٹیبل الیکٹرانکس ، پاور ٹولز ، انرجی اسٹوریج سسٹم ، اور خاص طور پر برقی گاڑیوں میں ان کی اعلی توانائی کی کثافت ، معیاری ڈیزائن ، اور ثابت شدہ قابل اعتماد کی وجہ سے بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ یہ بیٹریاں عام طور پر نکل - چڑھایا اسٹیل (ہلومین) کو سانچے کے مواد کے طور پر ملازمت دیتی ہیں ، کیونکہ نکل کوٹنگ سنکنرن مزاحمت فراہم کرتی ہے جبکہ اسٹیل سبسٹریٹ اندرونی دباؤ اور مکینیکل تناؤ کا مقابلہ کرنے کے لئے ساختی طاقت کو یقینی بناتا ہے۔
مخصوص ڈیزائن اور کارکردگی کی ضروریات کو پورا کرنے کے ل some ، کچھ 46 ملی میٹر قطر کے بیلناکار خلیات مختلف سانچے کے مواد جیسے ایلومینیم اور نکل - چڑھایا اسٹیل پر ملازمت کرتے ہیں۔ ماڈیول یا بیٹری پیک مینوفیکچرنگ کے دوران ایک اہم چیلنج ان کی تھرمل خصوصیات اور ویلڈنگ کے طرز عمل میں نمایاں اختلافات کی وجہ سے ، ایلومینیم اور اسٹیل کو ایک ساتھ ویلڈنگ کرنا ہے۔
بیلناکار بیٹری ماڈیولز یا پیک کی تعمیر میں ایک مخصوص نمونہ میں خلیات (انفرادی بیٹری یونٹ) کا بندوبست کرنا اور درخواست کی وولٹیج اور موجودہ ضروریات کے مطابق سیریز یا متوازی طور پر ان کو مربوط کرنا شامل ہے۔ یہ ترتیب مینوفیکچررز کو مخصوص ایپلی کیشنز یا اسٹیشنری انرجی اسٹوریج سسٹم جیسے مخصوص ایپلی کیشنز کے تقاضوں کو پورا کرنے کے لئے بیٹری پیک کی مجموعی توانائی کی صلاحیت اور بجلی کی پیداوار کو اپنی مرضی کے مطابق بنانے کی اجازت دیتی ہے۔ خلیوں کو عام طور پر ایلومینیم بسبار کے ذریعے 0.3–0.6 ملی میٹر کی موٹائی کے ساتھ باہم مربوط کیا جاتا ہے ، جو قابل اعتماد برقی رابطوں کو حاصل کرنے کے لئے لیزر - ویلڈیڈ ہوتے ہیں (شکل 1 دیکھیں)۔ سیل ڈیزائن اور مینوفیکچرر برانڈ پر منحصر ہے ، بیٹری کاسنگ کے لئے استعمال ہونے والا نکل - چڑھایا اسٹیل میں عام طور پر 0.4–0.6 ملی میٹر کی موٹائی ہوتی ہے۔
الیکٹرک گاڑیوں کی ایپلی کیشنز میں ، ایلومینیم بسبار کو بیٹری کے خلیوں سے جوڑنے والے ویلڈز کو شدید متحرک حالات میں اعلی ساختی سالمیت اور بجلی کی چالکتا کو برقرار رکھنا چاہئے ، جس میں صدمہ ، کمپن اور تھرمل سائیکلنگ بھی شامل ہے۔ لہذا ، بیٹری کی لمبی کارکردگی اور حفاظت کے لئے عین مطابق اور قابل اعتماد لیزر ویلڈنگ اہم ہے۔ لیزر ویلڈنگ غیر معمولی طور پر اس اسمبلی منظر نامے کے لئے موزوں ہے۔ یہ اعلی - طاقت پیدا کرتا ہے ، کم گرمی کے ان پٹ اور کم سے کم مسخ کے ساتھ صاف جوڑ۔ یہ خصوصیات ویلڈنگ ایلومینیم میں نکل - چڑھایا اسٹیل میں ویلڈنگ میں مبتلا چیلنجوں پر قابو پانے کے لئے بہت ضروری ہیں۔
ٹوٹنے والی انٹرمیٹالک مرکبات (آئی ایم سی ایس) کی تشکیل
ویلڈنگ کے دوران بنیادی چیلنج بریٹل انٹرمیٹالک مرکبات (آئی ایم سی ایس) کی تشکیل ہے ، جو مشترکہ طاقت اور بجلی کی چالکتا کو نمایاں طور پر کم کرتی ہے۔ یہ مسئلہ ایلومینیم اور اسٹیل کی مختلف خصوصیات ، خاص طور پر ان کے مختلف تھرمل ردعمل سے پیدا ہوتا ہے: ایلومینیم اسٹیل سے تیزی سے پگھل جاتا ہے اور اس میں تیزی سے پھیلتا ہے ، جس سے تھرمل تناؤ پیدا ہوتا ہے جو ویلڈنگ کے دوران آئی ایم سی کی نشوونما کو فروغ دیتے ہیں۔ یہ آئی ایم سی ایس - جیسے جیسے لوہے - ایلومینیم مرکبات فیل ₃ اور فیئال {- عام طور پر ٹوٹنے والی بناوٹ کی نمائش کرتے ہیں جو مشترکہ طاقت کو کمزور کرتے ہیں ، جس کی وجہ سے شگاف شروع ہوتا ہے ، کم طاقت ، اور سنکنرن کی حساسیت میں اضافہ ہوتا ہے۔
ویلڈنگ کے دوران آئی ایم سی کی تشکیل اور کل حجم ویلڈ کوالٹی اور لمبے - اصطلاح کی کارکردگی کو تنقیدی طور پر متاثر کرتا ہے۔ جیسے جیسے آئی ایم سی کا حجم بڑھتا ہے ، مشترکہ برٹیلینس شدت اختیار کرتی ہے ، مکینیکل طاقت کم ہوتی ہے ، اور تناؤ کا امکان - حوصلہ افزائی ناکامی میں اضافہ ہوتا ہے۔ گہری ویلڈ دخول عام طور پر کل آئی ایم سی کے حجم میں اضافہ کرتا ہے ، جس سے اعلی مشترکہ طاقت ، وشوسنییتا اور استحکام کو یقینی بنانے کے لئے عین ویلڈنگ پیرامیٹر کنٹرول کی ضرورت کی نشاندہی ہوتی ہے۔
وسیع تحقیق سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ پتلی ، یکساں آئی ایم سی پرت کو برقرار رکھنے (عام طور پر 2 µm سے 10 µm) کو برقرار رکھنے سے زیادہ تناؤ کی قینچ کی طاقت حاصل ہوتی ہے۔ یہ پتلی پرتیں مشترکہ ٹوٹ پھوٹ کو کم سے کم کرتے ہوئے موثر میٹالرجیکل بانڈنگ کو قابل بناتی ہیں۔ تاہم ، جب آئی ایم سی پرت موٹائی میں 15 µm سے تجاوز کرتی ہے تو ، اس کی کٹائی اکثر بوجھ کے تحت کریک شروع اور پھیلاؤ کے حساسیت کی وجہ سے تناؤ کی طاقت کو کم کرتی ہے (شکل 2)۔
چترا 2: تناؤ کی طاقت پر آئی ایم سی پرت کی موٹائی کا اثر۔ (تصویری ماخذ: H. He Et al.) [1]
اس مسئلے کو حل کرنے کے ل a ، ایک زیادہ موثر نقطہ نظر یہ ہے کہ ویلڈ انٹرفیس کے علاقے کو بڑھانا ہے بجائے اس کے کہ وہ زیادہ سے زیادہ دخول کی گہرائی پر بھروسہ کریں۔ انٹرفیس ایریا کو بڑھانا میٹالرجیکل بانڈنگ کو بڑھاتا ہے جبکہ مجموعی طور پر آئی ایم سی حجم کو محدود کرتے ہیں۔ اس سے ٹوٹ پھوٹ کم ہوتی ہے اور مشترکہ میں تناؤ کی زیادہ یکساں تقسیم کو فروغ ملتا ہے ، اس طرح وشوسنییتا میں بہتری آتی ہے۔ یہ اثر لیزر دالوں کو بیم اسکیننگ ٹکنالوجی کے ساتھ جوڑ کر گرمی کے ان پٹ اور انٹرفیس کی تشکیل کو عین مطابق کنٹرول کرنے ، آئی ایم سی کی نمو کو کم سے کم کرکے حاصل کیا جاسکتا ہے۔
فوٹوون آٹومیشن نے مائیکرو سیکنڈ - سطح پر لیزرز کے اوپر صحت سے متعلق کنٹرول کے قابل جدید نبض اور پاور کنٹرولرز تیار کیے ہیں ، جس سے اپنی مرضی کے مطابق نبض کی تشکیل کو چالو کیا جاسکے۔ ٹھیک - کے ذریعہ نبض کی شکل کو ٹیون کرتے ہوئے ، مقامی تھرمل تناؤ کو کم کیا جاتا ہے ، مادے کی مثالی مکینیکل خصوصیات کو محفوظ کیا جاتا ہے ، گرمی - متاثرہ زون (HAZ) کو کم سے کم کیا جاتا ہے ، اور جزوی زندگی میں توسیع کی جاتی ہے۔ کمپنی کا ونڈر بورڈ گالو آئینے کے کنٹرولرز کے ساتھ بھی انٹرفیس کرتا ہے ، جس سے ورک پیسوں میں لیزر انرجی کی یکساں تقسیم کو قابل بناتا ہے۔ اس سے تیز رفتار مقامات اور تیز رفتار بیم کی نقل و حرکت کی وجہ سے غیر مساوی حرارتی نظام کو روکتا ہے۔
آئی ایم سی کی تشکیل کے لئے لیزر پلس اور بیم دوہری کنٹرول
پلسڈ لیزر اعلی تھرمل ان پٹ کنٹرول پیش کرتے ہیں ، جس سے زیادہ - پگھلنے یا چھڑکنے کے خطرات کو کم کیا جاتا ہے۔ دالوں کے مابین ٹھنڈک کے وقفے گرمی کے جمع کو کم سے کم کرتے ہیں ، جس سے برن - کے ذریعے یا مسخ کے ذریعہ نقائص کو روکنے میں مدد ملتی ہے۔ پتلی - مادی ویلڈنگ یا متنازعہ دھات میں شامل ہونے کے ل ((جیسے ، ایلومینیم - سے - اسٹیل) ، پلسڈ ٹکنالوجی پگھل تالاب استحکام میں بھی اضافہ کرتی ہے۔
گالوانومیٹر کے ذریعہ ویلڈ زون کے اس پار لیزر بیم کی متحرک اسکیننگ یکساں توانائی کی تقسیم کو یقینی بناتی ہے۔ اس سے کنارے کے اثرات (ضرورت سے زیادہ دخول ، انڈر کٹ ، یا ویلڈ کے راستے کے آغاز/اختتام پر طویل عرصے سے رہائش کی وجہ سے گرم مقامات) کو روکتا ہے)۔ دوئم ٹکنالوجی مشترکہ مکینیکل طاقت اور یکسانیت کو بڑھانے کے ل custom اپنی مرضی کے مطابق ویلڈ پروفائلز (جیسے ، سرکلر ، ہیلیکل ، یا سوٹوتھ) کو بھی قابل بناتی ہے۔
نبض اور دوغلا پن کا امتزاج ایک انتہائی قابل کنٹرول ویلڈنگ ماحول پیدا کرتا ہے جو تھرمل میلان کو کم سے کم کرتا ہے ، میٹالرجیکل بانڈنگ کو بہتر بناتا ہے ، اور زیادہ یکساں تناؤ کی تقسیم کو یقینی بناتا ہے۔ یہ نقطہ نظر بیٹری مینوفیکچرنگ میں خاص طور پر اہم ہے ، جو حساس اجزاء یا موصل علاقوں کو نقصان پہنچانے سے بچنے کے لئے عین مطابق توانائی کے کنٹرول کو قابل بناتا ہے۔
دوسرے چیلنج میں عین ویلڈ سیون پوزیشننگ اور مستقل ویلڈ معیار کو حاصل کرنا شامل ہے۔
بیلناکار سیل ڈیزائنوں میں ، مثبت اور منفی دونوں الیکٹروڈ اوپر کی سطح پر رہتے ہیں - مرکزی الیکٹروڈ کیپ مثبت الیکٹروڈ کے طور پر کام کرتا ہے ، جبکہ آس پاس کے کنڈولر خطے منفی الیکٹروڈ کے طور پر کام کرتے ہیں۔ یہ لے آؤٹ لیزر پوزیشننگ میں انتہائی صحت سے متعلق مطالبہ کرتے ہوئے ، دستیاب ویلڈنگ کے علاقے کو محدود کرتا ہے۔ یہاں تک کہ معمولی غلط فہمی کے نتیجے میں ناکافی ویلڈ طاقت ، اندرونی نقصان ، یا مختصر سرکٹس کا نتیجہ ہوسکتا ہے ، یہ سب سیل کی ناکامی کے خطرے میں اضافہ کرتے ہیں اور ، شدید معاملات میں ، تھرمل بھاگنے کو متحرک کرسکتے ہیں۔
اسمبلی کے دوران ، ان بیٹری ماڈیول میں عام طور پر سیکڑوں قریب سے پیک سیل ہوتے ہیں۔ مینوفیکچرنگ رواداری یا ہینڈلنگ کی وجہ سے سیل اونچائی میں معمولی تغیرات کے نتیجے میں بسبار یا ویلڈنگ کے آلے اور خلیوں کے مابین ناہموار رابطہ ہوسکتا ہے۔ اگر مناسب طریقے سے توجہ نہیں دی گئی ہے تو ، یہ متضاد رابطہ ویلڈ کے معیار ، ناقص بجلی کے رابطے ، اور لمبے لمبے - اصطلاح کی کارکردگی کے مسائل کا باعث بنتا ہے۔
ان چیلنجوں پر قابو پانے کے لئے ، مینوفیکچررز دو بنیادی نظاموں پر انحصار کرتے ہیں: وژن سسٹم اور آپٹیکل ہم آہنگی ٹوموگرافی (OCT)۔
ویژن سسٹم ہر بیلناکار سیل کے مثبت ٹرمینل (سینٹر کیپ) اور منفی ٹرمینل (بیرونی رنگ/کنارے) کا پتہ لگاتے ہیں اور ان کا پتہ لگاتے ہیں۔ اضافی طور پر ، وژن سسٹم سیل - سے - سیل کی مختلف حالتوں/رواداری اور حقیقت کی صف بندی کے انحرافات کی تلافی کرتے ہیں ، لیزر بیم کو صحیح ویلڈنگ کی پوزیشن میں رہنمائی کرتے ہوئے موصلیت کی تہوں یا کنارے کے علاقوں سے رابطے سے گریز کرتے ہیں۔ یہ سیکڑوں خلیوں پر مشتمل ماڈیولز میں مستقل ، اعلی - صحت سے متعلق ویلڈنگ کو قابل بناتا ہے۔
او سی ٹی اونچائی کی معمولی سی مختلف حالتوں کا پتہ لگانے کے لئے ویلڈنگ سے پہلے ہر سیل کی اونچائی کا پیمانہ بناتا ہے۔ یہ بجلی سے چلنے والے کولیمیٹنگ لینس کے ذریعہ لیزر فوکس پوزیشن کو متحرک طور پر ایڈجسٹ کرتا ہے ، اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ لیزر مستقل طور پر عین مطابق ویلڈ ہوائی جہاز پر مرکوز ہے۔ اس سے خودکار پیداواری ماحول میں ویلڈ کے معیار اور وشوسنییتا میں اضافہ ہوتا ہے جہاں بیٹری ماڈیول کے اندر خلیوں کے درمیان اونچائی کی معمولی تغیرات موجود ہوسکتی ہیں۔
ویلڈنگ کے عمل کی نگرانی اور ڈیٹا کے حصول: AI کی بنیاد
لیزر ویلڈنگ مانیٹرنگ (ایل ڈبلیو ایم) سسٹم کو نافذ کرنا AI - کارفرما عمل کنٹرول کے حصول کی سمت ایک اہم اقدام ہے۔ لیزر - مادی تعامل کے دوران ، توانائی کو متعدد شکلوں میں جاری کیا جاتا ہے: پلازما تابکاری (الٹرا وایلیٹ طول موج) ، تھرمل تابکاری (اورکت طول موج) ، کمر کی عکاسی (لیزر کی اصل طول موج) ، اور آپٹیکل اجزاء کے ذریعہ لیزر طاقت منتقل ہوتی ہے۔ ان میں سے ہر ایک سگنل میں ویلڈنگ کے عمل کے پیرامیٹرز کے بارے میں قیمتی معلومات شامل ہیں۔
فوٹوڈیڈ - پر مبنی سینسر اس تابکاری کی معلومات کو حقیقی وقت میں پکڑتے ہیں اور اعلی - معیار کی ویلڈس کے لئے حوالہ کے اعداد و شمار کے خلاف اس کا موازنہ کرتے ہیں۔ یہ مستقل اعداد و شمار کے حصول سے نقائص کی نشاندہی کرنے میں مدد ملتی ہے جیسے فیوژن کی کمی ، کھوئے ہوئے ویلڈز ، یا متضاد دخول کی گہرائی۔ وقت گزرنے کے ساتھ ، اعلی - ریزولوشن پروسیس ڈیٹا کا جمع AI ماڈل کی تربیت کی بنیاد فراہم کرتا ہے۔ یہ ماڈل نمونوں کا پتہ لگاسکتے ہیں ، ناکامیوں کی پیش گوئی کرسکتے ہیں ، اور ویلڈنگ کے عمل کو بند - لوپ کی اصلاح کرسکتے ہیں۔
ویلڈنگ کے معیار کے لئے عمل کی ترقی کی توثیق
بیلناکار لتیم - آئن بیٹریاں کے لیزر ویلڈنگ میں ، بیٹری کی حفاظت اور کارکردگی کی حفاظت کے لئے داخلی ویلڈز کی سالمیت کو یقینی بنانا ضروری ہے۔ ویلڈنگ کے دوران ، کسی بھی پلاسٹک یا ربڑ کے مواد کو اوپر کی سطح کے نیچے کی حفاظت پر خصوصی توجہ دی جانی چاہئے: ضرورت سے زیادہ گرمی کا ان پٹ ، نامناسب لیزر پیرامیٹرز ، یا ضرورت سے زیادہ دخول کی گہرائی بنیادی موصلیت کی تہوں یا پلاسٹک/ربڑ کے ڈھانچے کے اجزاء کو نقصان پہنچا سکتی ہے ، جس کی وجہ سے مختصر سرکٹس ، رساو ، میکانکی ناکامی ، یا تھرمل بھاگنے کا سبب بنتا ہے۔
چترا 3: 3D - CT امیج جس میں ویلڈ دخول کی تفصیلات دکھائی جارہی ہیں۔ (تصویری ماخذ: فوٹوون آٹومیشن)
کمپیوٹڈ ٹوموگرافی (سی ٹی) غیر - تباہ کن ، اعلی - ویلڈیڈ جوڑوں کی قرارداد معائنہ کے قابل بناتا ہے ، جس میں 2D اور 3D اعداد و شمار فراہم کیے جاتے ہیں جو اندرونی ویلڈ نقائص جیسے ویلڈ انٹرفیس میں ناہموار دخول ، یا ناکافی دخول (شکل 3) کو ظاہر کرتا ہے۔ یہ 3D سی ٹی ڈیٹا ویلڈ معیار کی توثیق کرکے اور اس بات کی نشاندہی کرکے عمل کی ترقی کی حمایت کرتا ہے کہ آیا دخول مہر لگانے یا موصل مواد تک پہنچتا ہے ، اس طرح ویلڈنگ کے دوران اس طرح کے مسائل کو بہتر طور پر روکتا ہے۔
