極柱作為電池模組/電芯的關(guān)鍵連接部件，其焊接熔深直接影響導(dǎo)電性、機(jī)械強(qiáng)度及長期可靠性。極柱熔深檢測系統(tǒng)通過多技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)對焊接界面熔合深度的精準(zhǔn)量化與缺陷識別，是保障電池安全的核心裝備。
一、工作原理：
系統(tǒng)工作流程可分為“數(shù)據(jù)采集-特征提取-熔深計(jì)算”三階段。首先，通過高精度傳感器獲取焊接區(qū)域的物理信號——光學(xué)檢測模塊利用藍(lán)光/紅外相機(jī)捕捉熔池凝固前的動(dòng)態(tài)形貌(分辨率達(dá)微米級)，記錄熔寬、熔池流動(dòng)軌跡等幾何特征；超聲檢測模塊發(fā)射高頻脈沖(頻率10-50MHz)，通過熔合界面與母材的聲阻抗差異反射回波，分析回波時(shí)間差與幅值衰減；激光位移傳感器則同步測量焊縫表面三維形貌，輔助構(gòu)建熔深-熔寬關(guān)聯(lián)模型。
隨后，系統(tǒng)通過邊緣計(jì)算單元對多源數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理(去噪、配準(zhǔn))，提取關(guān)鍵特征參數(shù)(如熔池峰值溫度梯度、超聲波首波到達(dá)時(shí)間)。最終，基于物理模型(如熱-力耦合仿真推導(dǎo)的熔深公式)或機(jī)器學(xué)習(xí)算法(訓(xùn)練集包含數(shù)千組“熔深-信號特征”樣本)，將特征映射為熔深數(shù)值(精度±0.02mm)，并標(biāo)記未熔合、虛焊等缺陷類型。
二、核心技術(shù)創(chuàng)新：
1.多模態(tài)感知融合：突破單一光學(xué)檢測易受飛濺物干擾的局限，通過“光學(xué)形貌+超聲反射+激光三維”的復(fù)合傳感，同步獲取表面與內(nèi)部信息，將復(fù)雜工況(如高反光極柱、深色焊縫)下的誤檢率降低至0.5%以下。
2.實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)：引入溫度補(bǔ)償算法與自適應(yīng)閾值模型，根據(jù)焊接電流、速度等工藝參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整檢測基準(zhǔn)，解決傳統(tǒng)系統(tǒng)因工藝波動(dòng)導(dǎo)致的測量偏差問題，支持產(chǎn)線連續(xù)高速檢測(節(jié)拍≤3s/件)。
3.智能缺陷溯源：結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)，將實(shí)時(shí)熔深數(shù)據(jù)與焊接電源波形、機(jī)器人軌跡同步映射，反向推導(dǎo)缺陷產(chǎn)生的工藝根因(如功率不足、焦點(diǎn)偏移)，為工藝優(yōu)化提供直接依據(jù)。
極柱熔深檢測系統(tǒng)已應(yīng)用于動(dòng)力電池頭部企業(yè)產(chǎn)線，推動(dòng)極柱焊接合格率從95%提升至99.8%，成為新能源產(chǎn)業(yè)鏈質(zhì)量管控的關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點(diǎn)。
