Les solutions de soudage avancées par laser DMK Laser peuvent-elles résoudre les goulots d'étranglement liés au contrôle qualité dans la production de masse des blocs de batteries lithium ?

Le soudage laser de précision est indispensable pour les barres omnibus, les bornes terminales et les valves anti-explosion des blocs (PACK) de batteries électriques destinés aux véhicules à énergie nouvelle. Le soudage de métaux dissimilaires, tels que le cuivre et l’aluminium, tend à provoquer des défauts tels que des joints froids, des soufflures, des déviations de soudure et des projections. L’inspection manuelle souffre d’une faible efficacité et de critères d’évaluation non uniformes, tandis que les équipements laser classiques manquent de sources lumineuses spécialisées et de systèmes de vision en boucle fermée adaptés aux batteries lithium-ion, ce qui entraîne une sortie d’énergie instable, incapable de répondre aux exigences des lignes de production continues à haute vitesse. DMK Laser mène des recherches et développements ciblés sur des équipements complets de soudage laser exclusivement conçus pour la fabrication des PACK de batteries lithium-ion. L’entreprise maîtrise en interne trois technologies fondamentales : les sources laser, les systèmes de commande de mouvement et l’inspection visuelle assistée par intelligence artificielle (IA), et a mis au point un ensemble complet de procédés de soudage propriétaires pour les batteries de traction, offrant ainsi des performances globales d’équipement et des capacités de contrôle qualité en ligne leaders dans le secteur.

En ce qui concerne les sources lumineuses laser et les composants optiques essentiels, DMK Laser développe des sources lumineuses pulsées à fibre personnalisées destinées aux matériaux minces et hautement réfléchissants en aluminium et en cuivre utilisés dans les batteries lithium-ion, adaptées à deux conditions de travail typiques : la soudure ponctuelle des barres collectrices et le scellage continu des modules. Des modules de montée et de descente en puissance, développés en interne, permettent de limiter l’apparition de fissures aux points de démarrage et d’arrêt de l’arc. L’ensemble du trajet optique intègre des lentilles de protection multicouches dotées d’un revêtement antireflet et des lentilles de focalisation plates « F-theta », associées à des systèmes de galvanomètres bidirectionnels à haute vitesse. La stabilité du point focal est contrôlée à ±0,02 mm, avec une fluctuation énergétique inférieure à 2 %. À partir d’essais orthogonaux approfondis, DMK calibre les seuils de soudage et définit des plages énergétiques spécifiques pour les substrats en cuivre, en aluminium et en nickel, évitant ainsi les dommages aux séparateurs des cellules causés par un apport thermique excessif et minimisant la génération de défauts au niveau matériel.

DMK Laser développe de manière autonome un système intégré de coordination entre mouvement et vision, équipé d’une unité de vision IA légère reposant sur des algorithmes YOLO optimisés. Le modèle dédié de reconnaissance des soudures de batteries lithium identifie six défauts typiques, notamment les perforations et les soudures incomplètes. L’équipement permet un flux de travail en boucle fermée comprenant le positionnement par vision, le soudage en temps réel et l’inspection qualité synchronisée. La vision 3D à laser linéaire capture les profils 3D des soudures et mesure la largeur des soudures ainsi que la profondeur de pénétration avec une précision micrométrique, tandis que la vitesse d’inspection est compatible avec des lignes de production à haute vitesse atteignant 700 points de soudure par minute. Le système synchronise automatiquement les données relatives aux défauts avec les plateformes MES afin d’assurer une traçabilité sur l’ensemble du cycle de vie, éliminant ainsi le risque de lots défectueux dus aux retards liés à des inspections hors ligne après soudage. Prend en charge la communication via bus EtherCAT, le système de liaison multi-axes atteint une précision de repositionnement répétée de ±1 μm et permet un changement flexible de production pour des modules de batteries cylindriques, prismatiques et « pouch ».

Doté de capacités internes complètes couvrant les sources lumineuses, les composants optiques, la vision intelligente et l’ensemble des solutions procédurales, le système de soudage laser pour batteries lithium-ion PACK de DMK Laser n’a besoin d’aucun module central externalisé et offre une compatibilité matériel-logiciel nettement supérieure à celle des équipements de soudage génériques. Cette solution intégrée équilibre efficacité de production, sécurité des cellules et inspection intelligente en ligne, et est largement déployée sur les lignes de production en série de modules de batteries de puissance et de packs de batteries pour véhicules. Elle fournit des solutions de soudage laser tout-en-un stables, à faible taux de défauts et gérables numériquement aux principaux fabricants de batteries pour nouvelles énergies, contribuant ainsi à la modernisation vers une fabrication verte et intelligente au sein de l’industrie des batteries lithium-ion.