例如,，比亞迪電動汽車電池工廠安裝了碟片式激光器,，激光搭接焊接工藝在厚度≤2 mm的銅,、鋁薄板部件上實現(xiàn),，要求焊縫微細,、熱擴散低,、內(nèi)應(yīng)力低,。

然而，鋁/銅異種金屬材料的激光焊接通常較為困難,，原因在于不同金屬元素之間光學(xué)性能和熱物理性能的差異性與不兼容性,，鋁/銅大量混合會形成脆性的、高電阻的金屬間化合物相（IMC）,。

在實際生產(chǎn)中,，汽車電池模組制造商傾向于選擇通過控制鋁/銅熔化時間來抑制IMC相生成量的解決方案，這樣就會使工藝參數(shù)窗口變得非常狹窄,。

鋁/銅激光焊接固有的不穩(wěn)定性使得生產(chǎn)中很難保證焊接性能的重復(fù)性與再現(xiàn)性,，不可避免地形成未焊透、未熔合,、燒穿,、咬邊、焊瘤,、凹坑,、間隙過大、氣孔及裂紋等焊接缺陷,。圖1顯示了鋁/銅異種金屬激光焊接的良好焊縫與常見的典型焊接缺陷,。

                                                                                                                                       圖1 良好焊縫與焊接缺陷

激光焊縫缺陷的*無損檢測技術(shù)有超聲波紅外熱像技術(shù)、超聲波C掃描成像技術(shù),、空氣耦合超聲波檢測技術(shù),、全聚焦成像技術(shù)、同軸圖像傳感技術(shù)及磁光成像檢測技術(shù)等,。目前,，這些*無損檢測技術(shù)方法在電池制造工業(yè)中應(yīng)用非常有限。

為實現(xiàn)汽車動力電池模組件鋁/銅激光焊縫的快速,、批量無損檢測技術(shù)的應(yīng)用，尚需融合非傳統(tǒng)的*檢測技術(shù),，開發(fā)探索激光焊縫缺陷人工智能可視化檢測技術(shù),。實現(xiàn)焊縫缺陷檢測技術(shù)可視化、自動化是未來的發(fā)展趨勢,，人工智能技術(shù)是焊縫缺陷檢測的關(guān)鍵技術(shù),。開發(fā)適用于汽車動力電池生產(chǎn)線上鋁/銅異種金屬激光搭接焊縫的人工智能無損檢測技術(shù)，是有待深入探索的工業(yè)技術(shù)挑戰(zhàn)課題,。

隨著機器視覺理論的發(fā)展,，機器視覺檢測技術(shù)逐漸應(yīng)用于焊接生產(chǎn)的實時監(jiān)控與質(zhì)量檢測，通過攝像機獲取被測圖像,，集中用于對焊點的識別檢測,。金屬片的激光焊接區(qū)域，可視為無數(shù)點焊形成的焊縫,，使得機器視覺系統(tǒng)在對焊縫實時監(jiān)控中具備應(yīng)用可行性,。

由于軟包單體電池自身的特點，焊接工裝定位尤為困難，將機器視覺系統(tǒng)用于動力電池模塊的組裝及焊接,，有助于實現(xiàn)電池組裝的高精度定位以及電池激光焊接的實時追蹤,。

徐劼深入討論了如何使用iRVision機器視覺系統(tǒng)進行單體電池極耳高精度定位以及Precitec視覺系統(tǒng)對激光焊縫的實時精準追蹤，設(shè)備制程能力評判標準CPK結(jié)果顯示,，視覺系統(tǒng)參與定位引導(dǎo)的制造設(shè)備的制程能力遠高于不使用視覺系統(tǒng)的制造設(shè)備,，解決了動力電池模組制造過程中激光焊接合格率低的問題。

龔凱學(xué)等基于機器視覺對快充電池表面金屬片激光焊接區(qū)域進行識別與檢測的研究,，檢測系統(tǒng)構(gòu)成時選擇了合適的采集攝像機及光源照明方案,，預(yù)處理階段進行圖像的灰度處理、模糊度量及復(fù)原,，焊接區(qū)域的識別中設(shè)計了閾值分割與邊緣檢測相結(jié)合的自適應(yīng)算法,，通過特征提取實現(xiàn)對偏焊、過焊,、虛焊等焊接缺陷的識別與檢測,。

                                                                                                            圖2 LED光源位置不同時的焊接裂紋二維灰度圖像

                                                                                                                     圖3 提取的焊接缺陷三維深度圖像

                                                                                                                                     圖4 裂紋結(jié)構(gòu)

從激光等離子體源到X射線激光器，從慣性約束聚變到實驗室天體物理,，固體強激光輻照等離子體的形成是許多應(yīng)用研究和基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的課題,。發(fā)射光譜法（OES）適用于研究過程發(fā)射的波長，從而確定等離子體中存在的化學(xué)元素,，但OES的靈敏度限制了其識別熔池元素之外的其他元素的能力,。隨著集成度的提高，提高OES信噪比是可行的,，但這會降低時間分辨力,，不利于OES作為實時監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用。

CIOHBANU等利用脈沖Nd-YAG激光器和Acton Research光譜儀（最佳光譜分辨力為0.5 nm）著重研究了空氣中鋁和銅等離子體的發(fā)射光譜,，并用Boltzmann作圖法從試驗觀測到的CuI譜線強度提取到銅等離子體激發(fā)溫度為（8210±370）K,。

圖5為使用Oceanoptics HR2000+型光譜儀得到的純鋁和純銅激光焊接的光譜，1070 nm對應(yīng)于光纖激光器的波長,，鋁在360～430 nm之間的394.4 nm/396.15 nm特征雙峰僅表現(xiàn)為395 nm處單峰,，在該光譜范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)銅峰,。440 nm，454 nm,，467 nm,，487 nm，514 nm,，544 nm和566 nm處的峰顯示了Al與O在沒有保護氣體條件下反應(yīng)生成了Al₂O₃,。

                                                                                                                               圖5 鋁/銅激光焊接的測量光譜

SIMONDS領(lǐng)導(dǎo)的團隊是LIF應(yīng)用在激光焊接領(lǐng)域內(nèi)的活躍研究者，其利用LIF技術(shù)研究了對鋁/銅激光搭接焊焊接過程進行原位監(jiān)測的可能性,，結(jié)果表明,，即使在焊縫熔深太淺而未形成牢固焊接接頭的情況下，LIF仍具有足夠的靈敏度在真實條件下探測到鋁/銅異種金屬薄片激光焊接蒸氣煙塵中的銅原子信號,。LIF可憑借其優(yōu)異的靈敏度,，成為實時的、原位過程監(jiān)測的工具,，同時也是研究激光焊接基礎(chǔ)動力學(xué)的工具,。

隨著新能源汽車動力電池制造技術(shù)的發(fā)展，模組件鋁/銅激光焊接的表征技術(shù)也不斷提出新的需求,。常規(guī)無損檢測技術(shù)一般不適用于生產(chǎn)線上直接檢測鋁/銅激光焊接焊縫,，而焊縫試樣從電池模組上取出后，可用RT或CT等常規(guī)無損檢測方法來探測激光焊接缺陷類型,、尺寸,、位置等。期待汽車動力電池行業(yè)相關(guān)機構(gòu)頒布實施鋁/銅激光搭接焊接質(zhì)量的標準規(guī)范,，推薦適用的檢測方法,，并定義不允許存在的焊接缺陷類型、允許存在的焊接缺陷類型及其接受水平,。