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Jan 07,2026
विभिन्न बैटरी सेल प्रारूपों के लेज़र वेल्डिंग के मामले में विशिष्ट दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है। सिलेंड्रिकल सेल के लिए, तेज़ गोलाकार सीलिंग की आवश्यकता होती है जिससे अत्यधिक ऊष्मा विकृति न हो और कैन बरकरार रहे तथा ठीक से सीलित रहे। प्रिज्मैटिक सेल पूरी तरह से एक अलग चुनौती प्रस्तुत करते हैं। उन्हें आकार में स्थिर रखने और किसी भी ऐंठन की समस्या को रोकने के लिए अपने समतल सतहों पर सटीक सीम वेल्डिंग की आवश्यकता होती है। एल्युमीनियम प्लास्टिक लैमिनेट की कई परतों से बने पाउच सेल विशेष रूप से जटिल होते हैं क्योंकि वेल्डिंग के दौरान उन्हें फॉयल के अलग होने या सील के खराब होने से रोकने के लिए अत्यंत कम ऊष्मा इनपुट की आवश्यकता होती है। तांबे से एल्युमीनियम टैब जैसी असमान धातुओं के साथ काम करते समय, प्रत्येक के ऊष्मा चालन की अच्छाई में महत्वपूर्ण अंतर के कारण एक बड़ी समस्या होती है। तांबा एल्युमीनियम की तुलना में लगभग 70% बेहतर चालन करता है, जिससे असमान पिघलने वाले पूल, छींटे बनना और खराब फ्यूजन गुणवत्ता सहित कई समस्याएं उत्पन्न होती हैं। हाल ही में मटीरियल साइंस जर्नल में प्रकाशित शोध के अनुसार, इन तांबा-एल्युमीनियम वेल्ड्स के लिए लेज़र सेटिंग्स को समायोजित करने से छींटे लगभग 60% तक कम किए जा सकते हैं। इसका अर्थ है कि उत्पादन उपकरणों में ऐसी सुविधाओं की आवश्यकता होती है जैसे समायोज्य क्लैंप, सीमों की वास्तविक समय ट्रैकिंग और दोलनशील बीम, यदि निर्माता इन सभी विभिन्न बैटरी प्रारूपों को प्रभावी ढंग से संभालना चाहते हैं।
>99.5% वेल्ड सामंजस्य प्राप्त करने के लिए थ्रूपुट को एम्बेडेड गुणवत्ता आश्वासन के साथ संतुलित करने की आवश्यकता होती है। आधुनिक लेजर वेल्डिंग मशीनें उच्च-रिज़ॉल्यूशन दृष्टि प्रणालियों और स्वचालित निरीक्षण प्रोटोकॉल को एकीकृत करती हैं—जो प्रति मिनट 200 से अधिक निरीक्षण पर माइक्रॉन-स्तरीय दोषों का पता लगाने में सक्षम हैं। वास्तविक समय निगरानी तीन महत्वपूर्ण चरों को ट्रैक करती है:
सर्वोत्तम प्रणालियाँ वेल्डिंग के दौरान प्रति सेकंड लगभग 15 सेल्स को संभाल सकती हैं, जबकि स्थितिगत सटीकता 0.1 मिमी से कम बनाए रखती हैं। इससे रोबोटिक सामग्री हैंडलिंग के साथ काम करते समय 1 से 5 मिलीसेकंड के बीच सिंक्रनाइज़्ड पल्सिंग की अनुमति मिलती है, जिससे वास्तविक वेल्डिंग के अलावा अन्य कार्यों में खर्च किए गए समय को कम करने में मदद मिलती है। जब वेल्ड खराब हो जाते हैं, तो वे महंगी पुनर्कार्य और सामग्री के अपव्यय का कारण बनते हैं। उद्योग के आंकड़े बताते हैं कि पोनेमैन की 2023 की रिपोर्ट के अनुसार, वार्षिक रूप से प्रत्येक उत्पादन लाइन लगभग $740,000 की हानि वेल्ड समस्याओं के कारण उठाती है जिन्हें पर्याप्त समय पर नहीं पकड़ा गया। उच्च उपज पर केंद्रित ऑपरेशन वास्तविक समय प्रतिक्रिया को केवल सूची में जांच करने योग्य बात नहीं, बल्कि अपनी समग्र प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली के एक महत्वपूर्ण घटक के रूप में देखते हैं।
लेजर वेल्डिंग मशीन का चयन करते समय, इसकी क्षमताओं को बैटरी सामग्री की ऊष्मा और धातु परिवर्तनों के प्रति प्रतिक्रिया के साथ मिलाना वास्तव में महत्वपूर्ण है। तांबे की उच्च तापीय चालकता रेटिंग लगभग 398 W/mK पर होती है, जिसका अर्थ है कि यह तेजी से ऊष्मा खो देता है। इस त्वरित शीतलन से वेल्डिंग के दौरान छींटे (स्पैटर) की समस्या उत्पन्न होती है, इसलिए ऑपरेटरों को अपनी पल्स सेटिंग्स के साथ विशेष सावधानी बरतनी चाहिए। एल्युमीनियम अपने 235 W/mK चालकता स्तर पर इतना खराब नहीं है, लेकिन हमें वेल्ड में छिद्रता की समस्याओं और ठंडे लैप्स को रोकने के लिए ऊर्जा निवेश पर नजर रखनी अभी भी आवश्यक है। नवीनतम मशीनें अनुकूली पल्स आकार देने और बीम दोलन जैसी चतुर तकनीकों के माध्यम से इन समस्याओं का समाधान करती हैं। 2023 में IWS के कुछ हाल के अध्ययनों के अनुसार, इन विधियों से छींटे लगभग तीन-चौथाई कम हो जाते हैं जबकि वेल्ड माइक्रॉन स्तर पर स्थिर बने रहते हैं। मजबूत वेल्ड स्पष्ट रूप से महत्वपूर्ण हैं, लेकिन इतना ही महत्वपूर्ण यह सुनिश्चित करना है कि जोड़ अच्छी विद्युत चालकता बनाए रखें। आखिरकार, किसी को भी बैटरी मॉड्यूल के भीतर धारा पथों में प्रतिरोध बढ़ते हुए नहीं चाहिए।
तांबे और एल्युमीनियम में उच्च तापीय चालकता के कारण तेजी से ठंडा होना और अस्थिर मेल्ट पूल होता है, जिसके परिणामस्वरूप असंगत संलयन और स्पैटर उत्सर्जन होता है। प्रभावी न्यूनीकरण तीन एकीकृत विशेषताओं पर निर्भर करता है:
एक साथ, ये तकनीकें इलेक्ट्रोड दूषण को कम करती हैं, रिक्तता निर्माण को न्यूनतम करती हैं, और मजबूत विद्युत निरंतरता का समर्थन करती है—जो सीधे सेल-स्तरीय प्रतिबाधा और पैक-स्तरीय ताप प्रबंधन को प्रभावित करती है।
तांबे को एल्युमीनियम में वेल्डिंग करने से भंगुर इंटरमेटैलिक यौगिक (IMC) निर्माण और तापीय प्रसार असंगति (Cu: 17 × 10⁶/K; Al: 23 × 10⁶/K) का जोखिम उत्पन्न होता है। अनियंत्रित IMC तन्यता को कम करते हैं और थकान विफलता को तेज करते हैं। इसके निवारण की कुंजी है सटीक नियंत्रण:
इन नियंत्रणों को लागू करने वाले उन्नत लेजर वेल्डर पारंपरिक विधियों की तुलना में 15–30% तक तन्य शक्ति में सुधार प्राप्त करते हैं (जॉइनिंग टेक रिव्यू 2023), जो सीधे बैटरी पैक चक्र जीवन और क्षेत्र विश्वसनीयता को बढ़ाता है।
सटीक परिणाम प्राप्त करना वास्तव में केवल कागजी संख्याओं को देखने के बजाय वास्तविक उद्योग मानकों के साथ मुख्य विनिर्देशों की जाँच करने पर निर्भर करता है। शक्ति स्तर का भी बहुत अधिक महत्व है। जब हम 1 से 5 किलोवाट के बीच शिखर शक्ति के बारे में बात करते हैं, तो यह मूल रूप से यह निर्धारित करता है कि भेदन कितना गहरा होगा और हमें किस तरह की प्रसंस्करण सीमा मिलेगी। पर्याप्त शक्ति न होने से जोड़ों की गुणवत्ता खराब होती है जो लंबे समय तक नहीं चलते, जबकि बहुत अधिक शक्ति सामग्री को जला देती है और छिंटकन और समांतरता जैसी समस्याएं पैदा करती है। लगभग ±3% या उससे बेहतर के आसपास पल्स ऊर्जा में स्थिरता सब कुछ तय करती है। यदि इस सीमा से बाहर उतार-चढ़ाव होता है, तो कीहोल गलत तरीके से बनते हैं जिससे वायु के सूक्ष्म बुलबुले भीतर बन जाते हैं। ये सूक्ष्म रिक्त स्थान समय के साथ संक्षारण को तेज कर देते हैं। विद्युत वाहनों में उपयोग की जाने वाली उन बेलनाकार बैटरी सेल के लिए, लगातार पल्स स्थिरता का अर्थ है बिना किसी अंतराल के हीर्मेटिक सील बनाना। अधिकांश निर्माता ISO 13919-1 मानकों के अनुसार 0.2% आयतन से कम रिक्त स्थान के लिए लक्ष्य करते हैं, हालांकि कई कंपनियां वास्तव में यह सुनिश्चित करने के लिए और भी सख्त आंतरिक विनिर्देशों के लिए लक्षित करती हैं कि उनकी बैटरी वास्तविक दुनिया की परिस्थितियों में टिके।
1 से 5 किलोवाट शक्ति सीमा के लेजर वेल्डर के साथ काम करते समय, अलग-अलग सामग्री को उचित ढंग से संभालने के लिए आउटपुट पर अच्छा रैखिक नियंत्रण प्राप्त करना आवश्यक है। इन मशीनों को 0.1 मिमी की थैली फिल्मों जैसी पतली सामग्री से लेकर 1.2 मिमी के प्रिज़्मैटिक बसबार जैसे मोटे घटकों तक सहज ढंग से समायोजित करना चाहिए। थर्मल मॉडल चलाने से पता चलता है कि 0.8 मिमी मोटाई में तांबे के टैब को वेल्ड करने के लिए लगभग 3 किलोवाट का उपयोग करना सही संतुलन बनाता है। यह पूर्ण भेदन के लिए पर्याप्त ऊष्मा प्रदान करता है, बिना उन छोटे-छोटे अप्रिय छींटों का निर्माण किए जिन्हें सभी नापसंद करते हैं। वे मशीनें जो अपनी पल्स ऊर्जा को लगभग आधे प्रतिशत भिन्नता के भीतर बनाए रख सकती हैं, भागों को तेजी से ढेर करते समय बहुत बेहतर परिणाम देती हैं। स्थिर कीहोल आकृति का अर्थ है सूक्ष्म दरारों का कम बनना, जो अन्यथा पूरी संरचना को कमजोर कर देंगी। और विशेष रूप से पाउच सेल के लिए, इस तरह की स्थिरता वेल्डिंग के बाद 500 प्रति मिलियन भागों से कम रिसाव को बनाए रखती है, जो वास्तव में ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में उचित सीलन के लिए आवश्यक कठोर IATF 16949 मानकों को पूरा करता है।
4 मिमी·मिलीरेडियन से कम का बीम पैरामीटर उत्पाद (BPP) 50 माइक्रॉन से कम के स्पॉट आकार की अनुमति देता है, जो उन छोटे प्रिज्मैटिक सेल टैब या पतली तांबे की चादरों को अवांछित ऊष्मा क्षति के बिना वेल्ड करने की कोशिश करते समय बहुत महत्वपूर्ण होता है। M² गुणक यहाँ भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। जब यह 1.2 से कम रहता है, तो लेज़र बीम बहुत फैलता नहीं है, इसलिए निर्माता 5 मीटर तक फैली लंबी उत्पादन लाइनों के साथ भी अच्छी फोकस गहराई और शक्ति संकेंद्रण बनाए रख सकते हैं। इस तरह की ऑप्टिकल परिशुद्धता जोड़ के अंतराल को 10 माइक्रॉन से अधिक बढ़ने से रोकती है और एल्यूमीनियम और तांबे के घटकों के बीच उचित विद्युत कनेक्शन के लिए आवश्यक 15 माइक्रॉन की सीमा के भीतर आराम से बनी रहती है। वास्तविक दुनिया के आंकड़े दिखाते हैं कि यदि BPP 0.5 मिमी·मिलीरेडियन से अधिक हो जाता है, तो कारखानों को बड़े पैमाने पर उत्पादन संचालन में लगभग 12% उत्पादन की हानि होती है। इसलिए बीम की गुणवत्ता स्पेक शीट पर सिर्फ एक और बिंदु नहीं है बल्कि कारखाने के तल पर चीजों को सही ढंग से करने के लिए एक मौलिक आधार है।
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