4000W ultrasone metaallasmachine voor batterijlipjes | TOB-20K-4000W

TOB-20K-4000W 20kHz hoogvermogen ultrasone metaal-lasmachine voor het lassen van acculipjes en meerlaagse folie

Productoverzicht en ideale toepassingen

Een ultrasone metaallasmachine verbindt verschillende dunne metalen werkstukken zonder toevoegmateriaal, vloeimiddel of grootschalig smelten. De TOB-20K-4000W genereert hoogfrequente mechanische trillingen van 20 kHz en brengt deze via een nauwkeurig bewerkte laskop over op de metalen stapel onder gecontroleerde pneumatische druk. De oscillerende schuifkracht breekt oppervlakteoxiden af en creëert een metallurgische verbinding in vaste toestand—schoon, snel en zonder de warmte-beïnvloede zone, spatten of verbruikselektroden die horen bij weerstandslassen of laserlassen.

De TOB-20K-4000W is het hoogvermogenmodel binnen de TOB 20K-serie, opgebouwd rond een volledig digitale, uit Duitsland geïmporteerde ultrasone generator die een uitgangstrap van 4000 W aanstuurt. De generator gebruikt IGBT-vermogensmodules en een afzonderlijk bekrachtigd oscillatiecircuit om een stabiel, nauwkeurig gevormd 20 kHz-signaal te produceren. Een automatisch frequentievolgsysteem vergrendelt in realtime op de resonantie van de transducer en compenseert verschuivingen veroorzaakt door temperatuur- en belastingsveranderingen, zodat de transducer altijd met maximale efficiëntie werkt zonder handmatige afstelling. Een constante-amplitudefunctie handhaaft de ingestelde amplitude van de laskop, zelfs wanneer de netspanning binnen het bereik van 215–238 V fluctueert, zodat de honderdste las van een dienst identiek is aan de eerste.

De lashoofdeenheid combineert een Duitse wafer-transducer (X20), een booster (Y20) en een laskop die is bewerkt uit geïmporteerd snelstaal met twee bruikbare zijden. De kop is gemonteerd op een nauwkeurige pneumatische cilinder (boring 63 mm, slag 20 mm) met instelbare stijg- en daalsnelheden, waardoor de operator een snelle nadering gevolgd door een zachte, gecontroleerde aanraking kan programmeren. Lasparameters—energie, tijd of intelligente tijdmodus; amplitude van 1 % tot 100 %; gesegmenteerde vermogensprofielen—worden ingesteld en opgeslagen via de high-definition touchscreeninterface, die ook meer dan 100 lasrecords opslaat en intelligente foutmeldingen biedt.

Ideaal voor:

1. Productielijnen voor grootschalige accupakketassemblage waarbij dikke koperen lipjes (tot C1100, 0,25 mm) en aluminium lipjes worden gelast aan cilindrische, pouch- of prismatische cellen in EV- en energieopslagmodules.
2. Meerlaagse stapeltoepassingen voor pouchcellen waarbij 20–45 lagen folie aan één lipje moeten worden gelast zonder doorbranden of zwartverkleuring.
3. Afdichting van koperen buizen, assemblage van kabelbomen voor auto's, verbindingen tussen zonnepanelen en elke productieomgeving die een ultrasoon vermogensreserve van 4000 W vereist voor dikkere of materialen met hogere geleidbaarheid.
4. Fabrikanten die overstappen van pneumatische weerstandslasmachines naar een schoon, koud proces in vaste toestand dat elektrodeverbruik elimineert en energiekosten verlaagt.

Waar hoogvermogen ultrasoon lassen past binnen de assemblage van accupakketten

Bij de productie van lithium-ion accupakketten en modules is ultrasoon lassen de standaardmethode voor het verbinden van lipjes met celterminals en voor het creëren van de serie-parallelle elektrische verbindingen tussen cellen. De procesketen is:

• Sorteren en positioneren van cellen – Cellen worden gegroepeerd op capaciteit en interne weerstand en vervolgens geplaatst in een opspaninrichting die de module-indeling bepaalt.
• Lassen van lipje naar terminal – Nikkel-, vernikkelde koper- of zuivere koperen lipjes worden verbonden met de positieve en negatieve terminals van elke cel.
• Lassen van onderlinge verbindingen – Lipjes van meerdere cellen worden verzameld en aan elkaar gelast, of aan een busbar gelast, om het serie-parallelle netwerk te vormen.
• Bevestiging van BMS- en spanningsmeetdraden– Wordt vaak ook uitgevoerd door ultrasoon lassen of weerstandslassen.

De TOB-20K-4000W verwerkt stappen 2 en 3, met een bijzondere kracht bij de dikkere materialen met hogere geleidbaarheid die worden gebruikt in hoogcapaciteits-EV- en energieopslagcellen. Waar ultrasone lassers met lager vermogen moeite kunnen hebben om een volledige penetratieverbinding te bereiken op 0,25 mm C1100-koperen lipjes zonder de aanbevolen lastijd te overschrijden, levert het vermogen van 4000 W van de TOB-20K-4000W de energiereserve om de verbinding in één korte puls te voltooien—meestal binnen één seconde. Het resultaat is een las die voldoet aan de door de fabrikant gespecificeerde kwaliteitsnorm "laag-voor-laag penetratie, geen zwartverkleuring", met een lassterkte die die van het basismateriaal benadert.

Belangrijk verwerkingsvoordeel van ultrasoon lassen ten opzichte van weerstandslassen voor dikke lipjes:

Bij weerstandslassen van dikke koperen lipjes zijn zeer hoge stromen nodig en kan overmatige warmte ontstaan die de interne separator of elektrolyt van de cel beschadigt. Ultrasoon lassen is een proces in vaste toestand en beperkt de warmteontwikkeling tot het directe grensvlak tussen de materialen. Het grootste deel van het lipje en de cel blijft koel, waardoor de elektrische eigenschappen en veiligheidsmarge van de cel behouden blijven.

Hoe het ultrasone metaallas-systeem werkt

De TOB-20K-4000W zet elektrische energie om in een metallurgische verbinding in vaste toestand via een reeks nauwkeurig gecontroleerde omzettingen:

1. Ultrasone generatie: De volledig digitale, uit Duitsland geïmporteerde generator zet de wisselstroomvoeding (220 V, 50/60 Hz) om in een nauwkeurig geregeld elektrisch signaal van 20 kHz met behulp van IGBT-vermogensmodules en een afzonderlijk bekrachtigd oscillatiecircuit. Deze architectuur biedt inherent stabiele energieomzetting met weinig ruis en weerstand tegen elektromagnetische interferentie van nabijgelegen motoraandrijvingen en omvormers.
2. Transductie en versterking: Het elektrische signaal stuurt een piëzo-elektrische transducer (X20, Duitse wafertechnologie) aan die in de lasunit is geplaatst. De transducer zet de elektrische oscillaties om in mechanische trillingen met dezelfde frequentie. Deze trillingen gaan door een booster (Y20) die de verplaatsing versterkt tot een bruikbare halve-cyclusamplitude van 20–40 µm, traploos instelbaar.
3. Energieoverdracht naar het werkstuk:De versterkte beweging bereikt de laskop, die is bewerkt uit geïmporteerd snelstaal met twee onafhankelijke bruikbare zijden. Het patroon van het laskopoppervlak—selecteerbaar als rechte lijn of kruisraster ("rijst") voor de bovenste laskop, gaas voor het onderste aambeeld—grijpt de metalen stapel vast en brengt de oscillerende schuifkracht erdoorheen over. De laskop daalt onder pneumatische druk (cilinderdiameter 63 mm, slag 20 mm) met instelbare snelheid; de stijg- en daalsnelheden worden onafhankelijk geregeld zodat het uiteindelijke contact zacht verloopt en slagbeschadiging aan dunne folies wordt voorkomen.
4. Het lasproces:Onder de vooraf ingestelde druk (instelbaar via de pneumatische regelaar, tot 6 kg/cm²) schuurt de punt van de laskop zijwaarts tegen de bovenste metaallaag met 20.000 cycli per seconde, terwijl de onderste lagen stationair tegen het aambeeld worden gehouden. Deze relatieve beweging veroorzaakt plaatselijke wrijvingswarmte en sterke plastische vervorming specifiek op de grensvlakken. Oxidefilms worden verbrijzeld en verspreid, waardoor schoon metaal wordt blootgelegd. Onder invloed van atomaire diffusie en plastische stroming ontstaat binnen milliseconden een metallurgische verbinding in vaste toestand—doorgaans ruim onder één seconde volgens de specificatie. De voorbelastingstijd vóór de ultrasone puls is afzonderlijk instelbaar van 0,02 s tot 10 s om aan te sluiten bij de specifieke stapelgeometrie.
5. Intelligente regeling en bewaking: De op DSP gebaseerde controller biedt drie lasmodi: energiemodus (stopt bij een ingestelde Joule-waarde), tijdmodus (vaste pulsduur) en intelligente tijdmodus (detecteert automatisch het voltooien van de verbinding en stopt de puls). De amplitude kan worden geprofileerd in stappen van 1 %–100 % binnen een venster van 0–100 ms, waardoor een zachte eerste aangrijping gevolgd door volledige energieverbinding mogelijk is. Gedurende de cyclus volgt de controller de resonantiefrequentie van de transducer (zoekbereik 19.0000–21.0000 Hz, automatisch volggebied ±20 Hz) en past de aandrijffrequentie in realtime aan. Ook bewaakt hij de temperatuur van de interne vermogensbuis en activeert automatische bescherming bij 60 °C, terwijl het spanningsbeveiligingssysteem netspanningsschommelingen tussen 215 V en 238 V compenseert.
6. Nalas-houden en terugtrekken:Nadat de ultrasone energie stopt, wordt de pneumatische druk nog enkele seconden gehandhaafd zodat de verbinding onder compressie kan stollen en een robuuste verbinding op moleculair niveau vormt. De snelwerkende magneetklep trekt vervolgens de cilinder terug en de kop keert terug naar de uitgangspositie.

Volledige technische specificaties

Apparaatparameter

Technische parameter

Afmetingen

Waarom kiezen voor TOB-20K-4000W boven het 1500 W-model of een generieke ultrasone lasmachine

Wanneer het 4000 W-model kiezen:

Als uw productie koperen tabs van 0,20 mm of dikker omvat, of meerlaagse pouch-stapels met meer dan 20 lagen, verkort het extra vermogen van de TOB-20K-4000W de lastijd, verbreedt het procesvenster en verlengt het de levensduur van de hoorn doordat de amplitude voor dezelfde energieoverdracht op een lager percentage kan worden ingesteld. De selecteerbare instelling van 2000 W maakt het ook mogelijk dat dezelfde machine lichter werk uitvoert wanneer nodig, waardoor flexibiliteit wordt geboden in een productielijn met gemengde producten.

Technische veelgestelde vragen

V1: Kan de TOB-20K-4000W puur koper (C1100) rechtstreeks met aluminium lassen, of moet het koper vernikkeld zijn?

Ultrasoon lassen kan koper rechtstreeks met aluminium verbinden en de mechanische hechtsterkte is goed. In een omgeving met batterijcellen, waar elektrolytdampen en vocht aanwezig kunnen zijn, kan een galvanisch koppel tussen koper en aluminium echter na verloop van tijd corrosie veroorzaken. Voor batterijtabs is het gebruik van vernikkeld koper een gangbare praktijk om dit te voorkomen. De TOB-20K-4000W last zowel blank koper als vernikkeld koper even goed; de keuze hangt af van de verwachte gebruiksomgeving en levensduur van de cel.

V2: Hoe vaak moet de lashoon worden geïnspecteerd en opnieuw geslepen?

Het patroon op het hoornvlak (rechte lijnen of kruisraster) is ontworpen voor een levensduur van ≥ 100.000 lassen per vlak onder normale omstandigheden. Met twee bruikbare vlakken bedraagt de totale gebruiksinterval ≥ 200.000 lassen voordat opnieuw slijpen nodig is. Inspecteer de patroondiepte met een dieptemeter elke 10.000–20.000 lassen. Wanneer de patroondiepte onder ongeveer 0,5 mm daalt, draait u naar het tweede vlak. Opnieuw slijpen herstelt de oorspronkelijke structuur en kan meerdere keren worden uitgevoerd voordat de hoorn moet worden vervangen. Het automatische frequentievolgsysteem zorgt ervoor dat een opnieuw geslepen hoorn onmiddellijk op resonantie komt; handmatige afstemming is niet nodig.

V3: Elimineert de functie voor constante amplitude de noodzaak van een spanningsstabilisator op de netvoeding?

Ja, binnen het gespecificeerde ingangsspanningsbereik van 215–238 V. Als de netvoeding van uw fabriek soms buiten dit bereik valt, wordt nog steeds een spanningsstabilisator aanbevolen. Voor de overgrote meerderheid van industriële omgevingen biedt de functie voor constante amplitude echter voldoende compensatie om een consistente laskwaliteit tussen lassen te behouden zonder extra apparatuur voor stroomconditionering.

V4: Welk onderhoud vereist het pneumatische systeem?

De luchttoevoer moet schoon, droog en vrij van olienevel zijn—een standaard filter-regelaar-smeereenheid (FRL) op de toevoerleiding wordt aanbevolen, ingesteld om 7–8 kg/cm² te leveren met de smeerinrichting uitgeschakeld of gevuld met een voedselveilige, niet-verontreinigende smeermiddel. De cilinder (63 mm boring, 20 mm slag) en de snelkoppeling (8 mm) moeten wekelijks op lekkages worden gecontroleerd. Het werkdrukbereik is 0,3–6 kg/cm²; de fabrieksaanbeveling is om te beginnen in het midden van dit bereik en de druk te verhogen voor hogere lasstromen.

V5: Is de TOB-20K-4000W compatibel met de gereedschappen en hoorns van de TOB-20K-1500W?

De transducers en boosters van de twee modellen werken op dezelfde frequentie (20 kHz) en hebben overeenkomende interface-afmetingen. De 4000 W-hoorn is echter ontworpen om het hogere vermogensniveau aan te kunnen, en het gebruik van een 1500 W-hoorn op de 4000 W-machine kan leiden tot vroegtijdige scheurvorming van de hoorn als het volledige vermogen wordt toegepast. Het wordt aanbevolen om de hoorn te gebruiken die bij elke machine is geleverd. TOB kan advies geven over compatibiliteit tussen specifieke hoorngeometrieën.

Klaar om dikke koperen tabs en meerlaagse pouch-stapels te lassen met het vermogen en de regeling van een 4000 W digitaal ultrasoon systeem? Vraag een offerte aan voor de TOB-20K-4000W, geconfigureerd voor uw specifieke tabmateriaal en dikte. Onze ingenieurs voor verbindingsprocessen kunnen een startblad met lasparameters leveren op basis van uw productievereisten.

tob.amy@tobmachine.com | +86 181 2071 5609

Mogelijk hebt u ook nodig

1. Automatische machine voor het maken van kathode-elektroden— Een volledig geïntegreerde coating-, kalander- en snijlijn die de precisie-elektrodevellen produceert waarvan de tabs later door de TOB-20K-4000W op de assemblagelijn voor accupakketten worden gelast.
2. 20kHz ultrasone metaal-lasapparaat voor batterij-elektroden en meerlaagse tablassen (1500W) — Het 1500 W-model uit dezelfde 20K-serie. Een kosteneffectief alternatief voor dunnere tabs en lichtere stapels waarbij het volledige 4000 W-vermogen niet nodig is. Heeft dezelfde digitale generatorarchitectuur, hoornontwerp en touchscreeninterface voor een naadloze gebruikerservaring voor operators bij beide vermogensniveaus.
3. 800W ultrasoon lasapparaat— Een compacte ultrasone lasser met lager vermogen voor kleine cellen, fijne draadaansluitingen en prototypes op laboratoriumschaal. Geschikt wanneer de dwarsdoorsnede van het werkstuk klein is en een volledige 1500 W- of 4000 W-eenheid te groot zou zijn.