Busbar-Schweißsystem verbessert Qualität von Fügeverbindungen

Das Hochtechnologieunternehmen Trumpf zeigt auf der Fachmesse Laser World of Photonics ein neues Schweißsystem, das eine hocheffiziente Herstellung von E-Auto-Batterien ermöglicht. Die Lösung setzt beim Schweißen von Busbars an – dem Kontaktieren einzelner Batteriezellen. Das neue Busbar-Schweißsystem basiert auf dem 8 kW starken Laser Tru-Disk 8000 in Kombination mit einer neuen Bearbeitungsoptik, einer neuen Einschweißtiefensensorik und der entsprechenden Software. Alle Komponenten des Systems sind optimal aufeinander abgestimmt. Das System macht die Fertigung von Batteriezellen schneller und reduziert den Ausschuss. Durch die verbesserte Qualität der Fügeverbindung zwischen den Zellen wird der elektrische Widerstand verringert und damit steigt die Reichweite des E-Autos.

Der Hochleistungsfestkörperlaser Tru-Disk 8000 liefert mit 8 kW eine hohe Leistung bei gleichzeitig höchster Strahlqualität. Das ermöglicht den Einsatz von 50 µm Laserlichtkabel für höchste Laserintensität am Werkstück. Dank erhöhtem Wirkungsgrad, neuer energieeffizienter Pulsfunktion und intelligentem Energiemanagement arbeitet der Tru-Disk in allen Zuständen des Lasers sparsam. Zudem besitzt er ein intelligentes Innenleben: Sensoren überwachen alle wichtigen Parameter und liefern Daten für Condition Monitoring. Der Tru-Disk Laser zeichnet sich durch eine kompakte Aufstellfläche und hohe Robustheit aus.

Kern des Schweißsystems ist die dritte Generation der Scanneroptiken von Trumpf. Die Optik hat eine intelligente Steuerung, die permanent mit dem Laser im Austausch ist. Bei hochproduktiven Fertigungsprozessen mit sehr vielen Schweißungen lässt sich dadurch sicherstellen, dass jeder Vorgang wiederhohlgenau durchgeführt wird. Zudem verfügt die Optik über neue Objektive, mit denen hochbrillante Strahlquellen wie der Tru-Disk 8000 im gesamten Arbeitsraum der Scanner-Optik PFO33 genutzt werden können. Der Clou: Für die Optik ist ein spezielles Objektiv verfügbar, mit dem sich die Busbars mehrerer Zellen in einem größeren Scanfeld schweißen lassen, ohne Optik oder Bauteil dafür neu positionieren zu müssen. Die Spiegel der Optik bewegen sich hochdynamisch. Dadurch lassen sich Schweißstrategien und -geometrien freier gestalten und die Effizienz in der Fertigungslinie steigt.

Die Einschweißtiefensensorik Visionline OCT Check überwacht während des gesamten Schweißvorgangs, dass der Laser immer gemäß den eingestellten Parametern einschweißt. Zudem prüft die Sensorik die erstarrte Schweißnaht auf geometrische Abweichungen. Dies ermöglicht sehr wiederholgenau Kontaktierungen der einzelnen Busbarverbindungen und eine kontinuierliche Qualitätsprüfung jedes Bauteils und jeder Schweißnaht. Manuelle Qualitätskontrollen reduzieren sich dadurch auf ein Minimum. Zudem lassen sich die Qualitätsdaten des Sensorsystems umgehend nach der Bearbeitung des Werkstücks archivieren. Die Handhabung von Visionline OCT Check ist einfach, die Sensorik lässt sich über eine intuitive Bedienoberfläche schnell programmieren.