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極柱熔深檢測系統(tǒng):工作原理與核心技術(shù)創(chuàng)新

更新時間:2025-09-30      點(diǎn)擊次數(shù):76
  極柱作為電池模組/電芯的關(guān)鍵連接部件,其焊接熔深直接影響導(dǎo)電性、機(jī)械強(qiáng)度及長期可靠性。極柱熔深檢測系統(tǒng)通過多技術(shù)融合,實(shí)現(xiàn)對焊接界面熔合深度的精準(zhǔn)量化與缺陷識別,是保障電池安全的核心裝備。
 
  一、工作原理:
 
  系統(tǒng)工作流程可分為“數(shù)據(jù)采集-特征提取-熔深計(jì)算”三階段。首先,通過高精度傳感器獲取焊接區(qū)域的物理信號——光學(xué)檢測模塊利用藍(lán)光/紅外相機(jī)捕捉熔池凝固前的動態(tài)形貌(分辨率達(dá)微米級),記錄熔寬、熔池流動軌跡等幾何特征;超聲檢測模塊發(fā)射高頻脈沖(頻率10-50MHz),通過熔合界面與母材的聲阻抗差異反射回波,分析回波時間差與幅值衰減;激光位移傳感器則同步測量焊縫表面三維形貌,輔助構(gòu)建熔深-熔寬關(guān)聯(lián)模型。
 
  隨后,系統(tǒng)通過邊緣計(jì)算單元對多源數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理(去噪、配準(zhǔn)),提取關(guān)鍵特征參數(shù)(如熔池峰值溫度梯度、超聲波首波到達(dá)時間)。最終,基于物理模型(如熱-力耦合仿真推導(dǎo)的熔深公式)或機(jī)器學(xué)習(xí)算法(訓(xùn)練集包含數(shù)千組“熔深-信號特征”樣本),將特征映射為熔深數(shù)值(精度±0.02mm),并標(biāo)記未熔合、虛焊等缺陷類型。
 
  二、核心技術(shù)創(chuàng)新:
 
  1.多模態(tài)感知融合:突破單一光學(xué)檢測易受飛濺物干擾的局限,通過“光學(xué)形貌+超聲反射+激光三維”的復(fù)合傳感,同步獲取表面與內(nèi)部信息,將復(fù)雜工況(如高反光極柱、深色焊縫)下的誤檢率降低至0.5%以下。
 
  2.實(shí)時動態(tài)校準(zhǔn):引入溫度補(bǔ)償算法與自適應(yīng)閾值模型,根據(jù)焊接電流、速度等工藝參數(shù)動態(tài)調(diào)整檢測基準(zhǔn),解決傳統(tǒng)系統(tǒng)因工藝波動導(dǎo)致的測量偏差問題,支持產(chǎn)線連續(xù)高速檢測(節(jié)拍≤3s/件)。
 
  3.智能缺陷溯源:結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù),將實(shí)時熔深數(shù)據(jù)與焊接電源波形、機(jī)器人軌跡同步映射,反向推導(dǎo)缺陷產(chǎn)生的工藝根因(如功率不足、焦點(diǎn)偏移),為工藝優(yōu)化提供直接依據(jù)。
 
  極柱熔深檢測系統(tǒng)已應(yīng)用于動力電池頭部企業(yè)產(chǎn)線,推動極柱焊接合格率從95%提升至99.8%,成為新能源產(chǎn)業(yè)鏈質(zhì)量管控的關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點(diǎn)。
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