L’utilisation du soudage laser pour assembler des centaines de plaques bipolaires est une technologie avancée de plus en plus adoptée par les fabricants de piles à combustible. Le soudage laser utilise un faisceau laser à haute densité énergétique pour fondre rapidement les surfaces de contact de deux plaques métalliques et les fusionner complètement pour former une soudure solide. Cette technologie présente des avantages exceptionnels dans des industries telles que l’aérospatiale, la fabrication automobile, l’électronique et l’énergie. Cet article détaille pourquoi les plaques bipolaires doivent être soudées, comment le soudage laser améliore les plaques bipolaires et si TMN peut fournir des services de soudage laser pour les plaques bipolaires.
Pourquoi utiliser la technologie de soudage pour souder des plaques bipolaires ?
La technologie de soudage joue un rôle crucial dans la fabrication des plaques bipolaires. Elle améliore non seulement la performance globale des piles à combustible, mais aussi leur sécurité, leur fiabilité et leur durée de vie. Si des aspects tels que l’étanchéité, la résistance structurelle, la conductivité, la gestion thermique et la précision de fabrication ne répondent pas aux normes requises lors de la production de piles de plaques bipolaires, la performance globale de la pile à combustible sera significativement réduite.
Qu’est-ce que le soudage laser ?
Le soudage laser est une méthode de soudage de haute précision et à haute efficacité qui utilise un faisceau laser à haute densité énergétique comme source de chaleur. Dans les années 1970, cette technologie était principalement utilisée pour le soudage de matériaux à paroi mince et pour le soudage à basse vitesse. Le processus de soudage est de type conduction thermique, où le rayonnement laser chauffe la surface de la pièce, et la chaleur de surface se diffuse vers l’intérieur par conduction thermique. En contrôlant des paramètres tels que la largeur d’impulsion du laser, l’énergie, la puissance de crête et la fréquence de répétition, la pièce fond, formant une piscine de fusion spécifique. Actuellement, le soudage laser a été appliqué avec succès au soudage de précision de micro et petites pièces.
Comparaison avec la technologie de soudage traditionnelle
Comparé à la technologie de soudage traditionnelle, le soudage laser performe mieux dans les aspects suivants :
Précision du soudage : Le faisceau laser utilisé dans le soudage laser peut être focalisé en un point très petit, ce qui le rend très adapté au soudage fin et aux microstructures. Un contrôle précis du soudage peut être réalisé en ajustant la puissance du laser et la position de focalisation, ce qui est difficile à réaliser avec le soudage traditionnel.
Vitesse de soudage : Le soudage laser peut concentrer une énergie élevée en peu de temps, ne nécessitant pas de longue entrée de chaleur, complétant ainsi rapidement le processus de soudage et améliorant significativement l’efficacité de production.
Zone affectée par la chaleur : Le soudage laser peut contrôler précisément la quantité de chaleur introduite, résultant en une zone affectée par la chaleur très petite, réduisant ainsi la déformation du matériau et les contraintes thermiques. Les recherches de TMN ont révélé que le contrôle stable de l’apport de chaleur est un facteur clé pour assurer la stabilité du processus de soudage, résolvant efficacement le problème de la sensibilité des plaques bipolaires en métal ultra-minces à la chaleur générée par le laser pendant le soudage.
Compatibilité des matériaux : La technologie de soudage traditionnelle fonctionne souvent mal sur certains matériaux, tels que les métaux à haute conductivité thermique ou à haute réflectivité, tandis que le soudage laser excelle, en particulier pour les matériaux en feuille mince, évitant la pénétration et la combustion.
Qualité de la soudure : La qualité de la soudure du soudage traditionnel est fortement influencée par le processus de soudage et les compétences de l’opérateur, nécessitant souvent un meulage et un nettoyage ultérieurs. En revanche, le soudage laser produit des soudures de haute qualité avec des surfaces lisses, éliminant le besoin de post-traitement, réduisant la contamination et l’oxydation pendant le processus de soudage, et résultant en une qualité de soudure plus pure.
Automatisation et flexibilité : Les méthodes de soudage traditionnelles ont un faible degré d’automatisation, nécessitant une intervention manuelle importante, et manquent de flexibilité pour les tâches de soudage complexes et de précision. Le soudage laser, intégré avec des machines CNC et des robots, peut réaliser une production automatisée, adaptée au soudage de structures complexes et précises.
TMN peut-elle fournir des services de soudage laser pour les plaques bipolaires ?
La technologie de soudage laser présente des avantages exceptionnels dans la fabrication de plaques bipolaires pour piles à combustible. Ceux-ci incluent une haute précision de soudage, une vitesse de soudage rapide, une petite zone affectée par la chaleur, une forte compatibilité des matériaux, une haute qualité de soudure, et de hauts niveaux d’automatisation et de flexibilité. TMN a utilisé avec succès cette technologie pour fabriquer des piles de plaques bipolaires pour plusieurs clients, devenant de plus en plus compétente dans son application. À ce jour, TMN a soudé avec succès des piles d’électrodes contenant jusqu’à 500 plaques bipolaires et a reçu des retours positifs de la part des clients.
Voici deux cas typiques qui démontrent l’excellence de TMN dans le soudage laser :
Cas 1 : Soudage laser de plaques bipolaires de 0,15 mm, soudant 176 couches sans cicatrices de soudure, soudures fausses ou bulles, et maintenant une planéité de 0,08 mm.
Cas 2 : Soudage de ponts sur les plaques de cathode et d’anode pour obtenir la fermeture du canal de flux, résultant en des surfaces de soudure sans cicatrices visibles et un contrôle de la planéité de 0,08 mm.
En plus des performances exceptionnelles en soudage laser, TMN propose également d’autres services de traitement des plaques bipolaires :
Gravure de canaux à double profondeur : Par exemple, une plaque bipolaire avec une épaisseur totale de 2,0 mm peut avoir des canaux gravés à des profondeurs de 0,6 mm et 0,4 mm d’un côté, et 0,5 mm de l’autre côté.
Revêtement de surface : TMN peut plaquer une face de la plaque bipolaire avec du platine et l’autre face avec du MMO.
Si vous avez des exigences personnalisées pour les plaques bipolaires, veuillez nous laisser un message ou un commentaire, et nous vous contacterons dès que possible pour fournir la meilleure solution.
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