在新能源汽车产业蓬勃发展的背景下，锂电池作为核心动力部件，其制造工艺对精度、效率和可靠性的要求日益严苛。机器人激光飞行焊接（OTF, on-the-fly）作为一种先进的自动化焊接技术，凭借其独特的技术优势，已成为锂电池制造领域的关键支撑技术，在提升生产效能、保障产品质量等方面发挥着不可替代的作用。
飞行焊接的工作原理
在扫描仪或部件运动时进行焊接，光学系统产生的光束图案必须对运动进行补偿。这就需要对系统组件进行紧密集成。
对于电池焊接等高精度、高产量的应用，龙门式扫描仪组合通常是最佳选择。在此示例中，扫描仪控制器可跟踪扫描仪的位置和速度，并补偿光束轨迹，从而在正确的位置创建正确的焊接形状。传统的扫描仪焊接技术比较简单，只需从固定位置 "绘制 "所需的形状，而飞行焊接则必须根据实时计算，引导光束沿着与最终焊缝不同的路径进行焊接。
如上图左侧所示，扫描仪软件引导光束形成环形。右图所示的最终焊缝是理想的完美圆形。
飞行焊接的优点
提高效率和产量：
通过大幅减少所需的启动和停止次数，飞行焊接可有效消除用于改变部件或光学器件位置的非生产性时间间隔。对于必须焊接大量单个零件、对同一零件进行多次焊接或进行多次长时间连续焊接的生产线，采用飞行焊接通常可使生产率提高数倍。
更高的精度和可靠性：
实时焊接可持续计算和调整焊接参数，以考虑到连续运动。因此，激光束可以精确定位，同时保持最佳的光束特性。此外，由于扫描头使用的视场有限，焊接结果更加一致和可预测，从而更容易保持在狭窄的工艺窗口内。
灵活性：
当扫描头在运动时，可以使用飞行焊接，在这种应用中，必须在一个大型部件上进行许多单独的焊接，例如电池母线焊接。OTF 焊接也可在扫描头静止不动而许多较小部件在下面移动的情况下使用，例如焊接沿旋转传送带移动的单个电池单元。
此外，飞行焊接还可与三轴龙门架、笛卡尔系统运动以及机器人系统运动配合使用。
与其他激光焊接技术的兼容性：
飞行焊接可与其他可改变光束特性和监控焊接过程的激光焊接技术一起使用。
例如，飞行焊接可与双光束激光器兼容，从而提高焊接质量并减少飞溅。OTF 焊接还可与实时直接激光焊接测量集成，这是一种过程监控形式，可帮助制造商跟踪焊接深度等关键焊接特性。
技术核心：机器人激光飞行焊接的工作逻辑与适配性
机器人激光飞行焊接是自动化激光焊接工艺的进阶形式，核心在于通过激光扫描系统与机器人运动系统的紧密集成，实现焊接头或工件在持续运动中的连续焊接，彻底打破了传统 “停止-开始” 焊接模式的局限。其工作原理是借助振镜扫描技术偏转激光束，机器人系统精准控制运动轨迹，同时通过实时计算动态补偿光束路径，即便在工件存在高度变化或三维几何结构的情况下，也能保持焦点稳定，确保焊接精度。
在锂电池制造场景中，该技术可灵活适配多种自动化配置，既能与三轴龙门架、笛卡尔系统结合，也能与机器人系统无缝协同，无论是针对大型电池模组的母线焊接，还是小型电池单元的连续加工，都能通过优化视场利用，避免光束聚焦失真，实现高效稳定作业。IPG 开发的飞行焊接技术已实现每分钟 1000 道焊缝的焊接速度，即便面对螺旋形等复杂焊接图案，也能保持高效输出，完全匹配锂电池大规模量产的需求。
核心应用：贯穿锂电池制造全流程
机器人激光飞行焊接凭借其灵活性和高精度，已深度渗透到锂电池制造的关键工艺环节，成为提升产品一致性和可靠性的核心手段。
极片与极耳焊接
极片与极耳的连接质量直接影响锂电池的导电性能和循环寿命。传统焊接技术易因机械力过大导致金属断裂，而机器人激光飞行焊接采用非接触式工艺，配合 IPG 双光束激光技术，可有效降低铜、铝等异种金属焊接的缺陷率，且焊接速度显著优于传统波长激光方案。对于 100x8μm 厚的铜极片等精密部件，该技术能实现精准连接，同时减少热输入，避免极片热损伤，保障电池内部结构稳定性。
电池母线与单元连接
在电池模组组装中，母线焊接需完成大量点位或连续焊缝的加工，对效率和一致性要求极高。机器人激光飞行焊接通过机器人系统的灵活走位与激光扫描头的动态补偿，可在大型模组上快速完成多组焊接，无需频繁停机重新定位，大幅缩短非生产性时间。无论是方形 Busbar 焊接，还是电池单元与母线的批量连接，都能实现均匀焊点成型，满足锂电池模组的导电一致性要求。
壳体与密封焊接
电池壳体的密封性能直接关系到电池的安全性和使用寿命，涵盖电池单元盖与罐焊接、注入孔密封等关键工序。机器人激光飞行焊接搭配准连续波激光器，通过高峰值功率脉冲实现高速高质量密封，同时凭借低热量输入特性，避免壳体变形或内部电解质受影响。针对大尺寸棱柱形或刀片电池的罐盖密封，双光束激光配置可实时动态控制核心光束与环形光束功率，精准匹配密封要求，确保焊接强度与密封性兼具。
特种部件焊接
在锂电池延伸应用场景中，机器人激光飞行焊接同样表现突出。例如电池冷板焊接需兼顾散热效率与结构完整性，燃料电池双极板焊接对精度和密封性要求苛刻，该技术通过机器人的精准轨迹控制与飞行焊接的实时参数调整，可有效应对这些复杂需求，为锂电池衍生产品的制造提供可靠保障。
技术优势：赋能锂电池制造提质增效
机器人激光飞行焊接之所以能成为锂电池制造的优选方案，源于其在效率、精度、质量控制等方面的多重核心优势。
在生产效率方面，该技术通过大幅减少焊接过程中的启停次数，彻底消除了部件或光学器件重新定位的非生产性时间，使生产线生产率提升数倍，完美适配锂电池大规模量产的需求。配合 IPG 单模环形光斑激光器与高功率振镜，可在保证焊接质量的同时，进一步提升焊接速度，实现高效产出。
精度与可靠性上，机器人系统的精准运动控制与飞行焊接的实时参数调整相结合，能持续补偿运动偏差和工件几何变化，确保激光束始终保持最佳聚焦状态和定位精度。同时，由于焊接过程仅使用扫描头的有限视场，有效避免了视野边缘的光束失真问题，使焊接结果更具一致性和可预测性，轻松满足锂电池制造的狭窄工艺窗口要求。
质量控制层面，该技术可与 LDD 焊接过程监控系统深度集成，实现焊前、焊中、焊后 100% 全检。通过实时监测熔深、识别工件翘曲、装夹偏差、虚焊、过焊、凹陷、爆孔等缺陷，生成可追溯的定量监测数据，大幅提升电池良率。此外，其与双光束激光器的兼容性可进一步减少焊接飞溅，与实时直接激光焊接测量技术的结合，能持续跟踪关键焊接特性，全方位保障焊接质量。
灵活性与环保性方面，机器人激光飞行焊接可适配不同规格、类型的锂电池产品，无论是圆柱形、棱柱形还是软包电池，无论是单个电池单元还是大型模组，都能通过调整机器人运动轨迹和焊接参数实现高效适配。同时，相较于传统工艺，激光焊接的低热量输入和非接触式加工特性，配合激光干燥等环保技术，可减少碳足迹，降低能源消耗，契合锂电池产业的绿色发展理念。
行业实践：IPG 技术方案的落地成效
作为全球光纤激光技术领导者，IPG 的机器人激光飞行焊接解决方案已在锂电池制造领域得到广泛应用。其推出的新能源电池转塔飞行焊 + 质量控制集成方案，通过机器人系统与 AMB 单模双光束激光器、LDD-700 实时监测系统的协同，实现了焊接过程的高效化与智能化。在实际应用中，该方案不仅满足了电池制造商对高产量、高精度的核心需求，更通过全流程质量监控，为锂电池的安全性能提供了有力保障，成为 CIBF 等行业展会中备受关注的核心技术方案。
随着锂电池技术向高能量密度、长循环寿命方向发展，制造工艺的精细化水平将持续提升。机器人激光飞行焊接凭借其高效、精准、可靠的技术特性，以及与自动化系统、质量监控技术的深度融合能力，必将在锂电池制造领域发挥更大作用，推动新能源产业向更高质量、更高效率的方向迈进。
