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2022
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【材料课堂】汽车锂电池激光焊缝金相制备实验
作者：
在新能源汽车的动力电池系统中，电池壳占系统总重量约为 20～30%，是电池的主要结构件。轻量化与高安全性使得铝合金电池包壳体成为动力电池外壳主流。动力电池外壳采用铝材料具有加工成形容易、良好思维高温耐腐蚀性、良好的传热性和导电性。因此，同样容量下采用铝合金的电池壳体相比钢壳更薄,相对质量更轻。此外，一旦电池出现爆炸，锂电池铝壳也比钢壳的迸发力较弱,铝壳动力电池造成的危害相对更低。目前铝电池壳多采用激光进行焊接。
使用Beta-300Pro 全自动切割机切割试样；
Beta-300Pro 全自动切割机
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设备 |
Beta-300Pro 全自动切割机 |
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耗材 |
SiC切割片 |
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参数 |
6a，0.6mm/s，2200rpm |
使用TJ2231环氧树脂热镶；
MT-1H 自动热镶嵌机
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设备 |
MT-1H 自动热镶嵌机 |
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耗材 |
TJ2231 |
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参数 |
180℃，120bar，5min，中速冷却 |
使用TJ2210亚克力树脂冷镶嵌；
ThetaMount 压力冷镶嵌机
TJ 2210 压克力树脂
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设备 |
ThetaMount 压力冷镶嵌机 |
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耗材 |
TJ 2210 压克力树脂 |
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参数 |
0.3MPa，15min |
使用GP-2000A 自动磨抛机研磨试样，砂纸P400→P2500；
GP-2000A 自动磨抛机
金相砂纸
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设备 |
GP-2000A 自动磨抛机 |
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耗材 |
砂纸：P400；P800；P1200；P2000；P2500 |
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参数 |
压力0.3MPa，上转80rpm，下转150rpm，时间2min |
使用GP-2000A 自动磨抛机抛光试样，先使用YS抛光布，配合3μm多晶金刚石抛光液粗抛同时添加抛光润滑剂
YS-JP 白色纤维抛光布
PD-W多晶金刚石抛光液
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设备 |
GP-2000A 自动磨抛机 |
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耗材 |
YS抛光布，3μm多晶金刚石抛光液，抛光润滑液 |
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参数 |
压力0.35MPa，上转80rpm，下转150rpm，时间5min |
使用GP-2000A 自动磨抛机抛光试样，再使用ET抛光布，配合0.05μm氧化铝抛光液中抛；
ET-JP白色合成人造丝抛光布
AO-P氧化铝抛光液
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设备 |
GP-2000A 自动磨抛机 |
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耗材 |
ET抛光布，0.05μm氧化铝抛光液 |
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参数 |
压力0.3MPa，上转80rpm，下转150rpm，时间2min |
使用GP-2000A 自动磨抛机抛光试样，再使用ET抛光布，配合0.05μm二氧化硅抛光液精抛；
ET-JP白色合成人造丝抛光布
SO T401 二氧化硅抛光液
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设备 |
GP-2000A 自动磨抛机 |
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耗材 |
ET抛光布，0.05μm二氧化硅抛光液 |
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参数 |
压力0.25MPa，上转80rpm，下转120rpm，时间2min |
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设备 |
Leica DM2700M金相显微镜 |
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参数 |
50×→500×倍观察 |
直角焊缝 50×
直角焊缝 200×
圆角焊缝 50×
圆角焊缝 200×
冷镶和热镶的制样效果一致。
使用Keller’s试剂腐蚀试样。
激光焊缝熔池底部的柱状晶、芯部的等轴晶、层状偏析和孔洞都清晰可见。
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