氫裝上陣！揭秘氫燃料電池激光焊接

氫燃料電池汽車正駛入發展風口，以北京、上海、廣東等示範城市羣爲基礎，我國加快建立燃料電池汽車示範區，與此同時，圍繞氫能“制—儲—運—加—用”等環節的關鍵零部件技術鏈、產業鏈和創新鏈，國內各類企業均不斷加大投資，推動氫燃料電池汽車產業鏈上下游的協同發展。北京冬奧會首次實現了氫燃料電池汽車在全球最大規模的集中示範運營，爲推廣氫燃料電池汽車創造了良好的“窗口效應”。

氫燃料電池技術的最大優勢是續航里程高、加氫速度快，且氫是鋼鐵、化工、航空等行業所需要的，未來氫燃料電池不僅覆蓋乘用車和商用車，還有無人機、船舶、軌道交通、電機發電等應用場景。

通常一個燃料電池單元所產生的電量不足1伏特，所以在應用時，需要將許多燃料電池單元並排疊加才能得到足夠的電伏。因此，燃料電池由多個小單元體組成，每一個單元體由雙極板和MEA爲主要組成，通過激光把陰陽極板焊接在一起，形成雙極板。

氫燃料電池焊接是一項非常費時的工藝，且完全密封焊接是基本要求，質量低的焊接會嚴重影響燃料電池的工作性能和使用壽命，甚至導致氫或其它液體泄漏。優化焊接工藝能夠大大的降低氫燃料電池生產成本。

金屬雙極板激光焊接

雙極板（簡稱BPP）主要作用爲支撐MEA、提供氫氣、氧氣和冷卻液流體通道並分隔氫氣和氧氣、收集電子、傳導熱量。常見的雙極板材料有石墨、複合材料和金屬。金屬材料具有機械強度高、體相電導和熱導優良，容易製成薄板並衝壓加工成型的特點，其應用最爲廣泛。

金屬雙極板由兩塊衝壓成形的金屬單極板密封焊接而成，最常採用的材料爲鈦合金和不鏽鋼316L，經過沖壓後，材料硬力聚集在內部，焊接時得到釋放，易造成極板變形、流道焊穿、密封性差等問題。與此同時，金屬雙極板激光焊接會造成局部金屬氧化物的生成，對於該區域的表面塗層性能造成影響，最終影響燃料電池的性能及壽命。

爲解決上述系列難題，聯贏激光在前期技術和工藝積累的基礎上，通過在流道區域焊接（雙極板流場有點狀流場、平行直流道流場、交指形流道流場以及單通道蛇形流道流場等），杜絕變形等問題，保證兩單極板之間的密封性，並將最低至0.05mm的超薄板變形降到最小，使整個氫燃料電池堆焊接變形得到有效的控制的同時，提高金屬雙極板的導電性能。

氫燃料電池雙極板焊接線

工藝流程：機器人上料碼盤-正反面檢測-自動掃碼-治具定位壓緊-自動焊接-氣密檢測-打標-下料。

高速連續焊接的同時，實現最新結構金屬雙電極板精密焊接不變形、超長焊道、焊縫窄且均勻美觀、焊接氣密性優異。

如何提高焊接節拍和降低焊接產生的餘高，讓其餘高儘可能的小正成爲行業面臨的新挑戰，爲提高產品的穩定性與市場競爭力，聯贏激光在基於現有的技術上，展開自主夾具開發等，實現餘高小於10um，且焊接效率提高至400mm/s甚至到1000mm/s，確保焊接過程高效穩定。

電堆紮帶激光焊接

燃料電池電堆堆棧主要由端板、絕緣板、集流板、雙極板、膜電極、緊固件、密封圈這七個部分組成。電堆小單元組件堆疊成子件後，經過預組裝後壓緊，再使用紮帶張緊，通過激光焊接將張緊後的紮帶焊接固定，進而達到一個穩定的效果。

不論是石墨電堆還是金屬電堆，在壓緊工序後都可以採用螺桿固定或者是紮帶張緊激光焊接的方式進行固定。傳統金屬電堆和石墨電堆固定多采用螺桿固定，隨着電堆“輕量化”發展的迫切需求，衆多電堆行業企業逐步使用激光焊接大固定取代螺桿固定，激光焊接被認爲未來張緊固定的主流方式。

針對電堆激光焊接，聯贏激光開發了專用激光器和焊接擺動頭，同時爲適應市場需求還開發了各種適配於不同類型電堆紮帶焊接的配置，如單模激光器、多模激光器以及環形激光器；單光纖出射頭、單光纖擺動焊接頭以及振鏡焊接頭等配置。

聯贏激光電堆紮帶焊接方案，在保證焊接拉力滿足客戶大於10KN的拉力情況下，焊接材料厚度可兼容0.5-2mm的紮帶；且焊縫整潔美觀，拉力測試時在母材上斷裂，焊縫形貌完成，焊縫背面不能焊穿。

全自動智能化氫燃料電池電堆組裝線

工藝流程：原材料掃描-自動堆疊-加壓-捆紮固定-氣密測試-輸出電堆-測試；

整線設有多道氣密檢測、子電堆組裝檢測、電堆組裝檢查、裸堆檢查，篩選不合格品，大大提高了生產直通率，減少人工返修頻次，每道氣密檢測數據記錄並可複查，包括不合格品測試信息溯源，柔性產線具備一鍵切換功能，選擇任意產品配方即可換產。

聯贏激光是激光焊接領域的龍頭企業，擁有全面的激光焊接技術、豐富的專利技術儲備和強大的應用洞察力，爲實現對氫燃料電池焊接及裝備市場需求的快速響應，在行業內較早開發了多系列具有行業影響力的技術突破性新產線和設備，如雙極板焊接生產線、雙極板貼合生產線、密封圈點膠生產線、全自動智能化電堆組裝生產線、電堆自動綁帶焊接機等，能爲氫燃料電池行業客戶量身定製激光焊接及智能製造解決方案！