CN101593822B - 一种蓄电池汇流排预铸件及其与蓄电池极板的焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于大容量铅酸蓄电池中将蓄电池内部同极性极板并联并引向电极端子的汇流排的预铸件，该预铸件包括一与蓄电池各极板极耳焊接的连接主板，连接主板为长条状，连接主板中间包铸有垂直于连接主板的极柱，沿连接主板较长一边的侧面延伸有梳齿状的备料牙条。本发明的汇流排预铸件，由于有梳齿状备料牙条的存在，可大大减少焊接时工件的熔化时间和合金焊料的送给量，使焊接面可在短时间内一次完成，最大限度减少铅合金与空气接触的机会，保证焊件的质量，使汇流排具有致密的结构，从而延长蓄电池的使用寿命。本发明还提供一种上述汇流排预铸件与蓄电池极板极耳连接的方法，该方法操作简单，利用现有的焊接条件就能获得良好的焊接质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种汇流排，尤其涉及一种汇流排的预铸件，更具体是涉及一种用于大容量铅酸蓄电池中将蓄电池内部同极性极板并联并引向电极端子的汇流排的预铸件。本发明还涉及这种汇流排预铸件与蓄电池各极板极耳相焊接的方法。
背景技术
铅酸蓄电池通常包括电池壳、电池盖和设于电池壳内的单个或多个极群组，极群组包括多片相互交叠的正、负极板及用于分隔正负极板的分隔板，正、负极板顶端设有极耳，各极耳通过焊接与汇流排预铸件连接，将电流汇集到电极端子上。现有铅酸蓄电池的汇流排预铸件，一般包括用于与蓄电池各极板极耳焊接的连接主板11和位于连接主板上的电极端子12，如图1所示。汇流排预铸件与蓄电池各极板极耳焊接时，将蓄电池各同性极板的极耳13固定于焊接架牙板14的凹槽中，将汇流排置于焊接架上，使连接主板的一侧边紧贴蓄电池各同性极板的极耳，采用焊枪在焊接架的牙板上形成一个与汇流排连接主板长度、厚度相同的焊接层，该焊接层将各极耳固定其中并与汇流排连接主板融合为一体共同构成蓄电池的汇流排15，如图2、3所示。
蓄电池极板的板栅采用的材料一般为铅钙合金，汇流排也是采用与之匹配的铅合金，而钙是比较活泼的金属，当焊接面长时间暴露在空气中时，大气中的氧就会氧化各种合金元素，而且大气中的氮和水蒸气等进入熔池后，还会在随后的冷却过程中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊接的质量和性能。由于电池内部充满酸雾，因此焊接层的质量对电池的使用寿命影响很大。对于200A以上的大容量铅酸蓄电池，汇流排需要承载大电流的充电、放电，汇流排的厚度一般在5-10毫米之间，因此固定极耳的焊接层也需要同样的厚度，这样大的焊接截面需要有比较长的焊接时间，因此，在大容量蓄电池汇流排预铸件与极耳的焊接过程中，各种合金元素极易被氧化，而这种含有氧化层的汇流排，在充满酸雾的环境下极易受到腐蚀，从而造成极耳焊接面的松动，使蓄电池提早报废。
发明内容
为克服以上存在的问题，本发明的目的是提供一种应用于大容量铅酸蓄电池上的汇流排预铸件，该预铸件使其与蓄电池极板极耳焊接后形成的汇流排具有致密的结构，不易在酸环境下受到腐蚀，从而延长电池的使用寿命。
本发明的另一个目的是提供一种采用上述汇流排预铸件与蓄电池各极板极耳焊接的方法。
为实现以上第一个目的，本发明大容量铅酸蓄电池汇流排预铸件包括一与蓄电池各极板极耳焊接的连接主板，其特征在于：所述连接主板为长条状，连接主板中间包铸有垂直于连接主板的极柱，沿连接主板较长一边的侧面延伸有梳齿状的备料牙条，备料牙条的横截面为半圆形，备料牙条平整的一面与预铸件连接主板的底面持平、弧面的顶点略低于预铸件连接主板的顶面。
为了配合现有焊接架的牙板，上述备料牙条的长度与焊接架牙板凹槽的长度相当，备料牙条与备料牙条之间的间隙大于或等于牙板凹槽的宽度。
铅酸蓄电池极板的材质一般为铅钙或铅锑合金，汇流排预铸件的材质必须与其匹配才能保证汇流排的质量，但为了最大限度降低焊接过程中出现的氧化，上述汇流排预铸件采用不易氧化、且包容性好的铅锡多元合金浇铸而成。
为了使汇流排预铸件易于脱模，以提高工作年效率，上述预铸件的连接主板，与梳齿状备料牙条相对的一侧边从中间向两侧收缩，形成两个斜面。
对于1000A以上的蓄电池，一般是采用两个500A的极群组进行并联，因此，上述汇流排预铸件连接主板的两端表面设有可供蓄电池内部并接的凸柱。
本发明的汇流排预铸件，由于在连接主板的一侧边设有梳齿状的备料牙条，该备料牙条一方面可增加预铸件连接主板与蓄电池极板极耳的接触面积，另一方面大大减少了焊接时工件的熔化时间和合金焊料的送给量，使焊接面可在短时间内一次完成，最大限度减少铅合金与空气接触的机会，保证焊缝的质量，使汇流排具有致密的结构，从而延长蓄电池的使用寿命。
为实现以上第二个目的，本发明采用上述汇流排预铸件与蓄电池极板焊接的方法，包括以下步骤：
(1)将蓄电池各同性极板的极耳固定于焊接架牙板的凹槽中，极耳突出于牙板表面；
(2)将汇流排预铸件置于焊接架上，让预铸件连接主板的梳齿状备料牙条的底面紧贴焊接架的牙板上，各备料牙条的间隙对准牙板的凹槽；
(3)采用熔焊的方法在梳齿状备料牙条的侧面和顶面一次形成一个与预铸件连接主板厚度和长度相同的焊接层，该焊接层与连接主板融为一体，共同构成蓄电池的汇流排。
本发明的汇流排预铸件与蓄电池极板极耳连接的方法，操作简单，在现有的焊接条件下便能对大容量蓄电池汇流排大截面工件的焊接，并能获得良好的焊接质量。
附图说明
图1是现有大容量铅酸蓄电池汇流排预铸件的结构示意图。
图2是现有汇流排预铸件与蓄电池极耳焊接的示意图。
图3是现有汇流排预铸件与蓄电池极耳焊接后的示意图。
图4是本发明大容量铅酸蓄电池汇流排预铸件的结构示意图。
图5是本发明汇流排预铸件与蓄电池极耳焊接时各工件的示意图。
图6是本发明汇流排预铸件与蓄电池极耳焊接的示意图。
图7是本发明汇流排预铸件与蓄电池极耳焊接后的示意图。
具体实施方式
如图4、5所示，本发明的大容量汇流排预铸件由长条状的连接主板21和包铸于连接主板上且垂直于连接主板的铜芯极柱22构成，沿连接主板较长一边的侧面延伸有梳齿状的备料牙条211，该备料牙条的横截面呈半圆形，其底面212与预铸件连接主板的底面持平、弧面的顶点略低于预铸件连接主板的顶面，备料牙条底面的宽度与焊接架牙板24的宽度相当，两梳齿状备料牙条之间的间隙等于焊接架牙板凹槽的宽度；为了便于预铸件脱模，与梳齿状备料牙条相对的连接主板一侧边从中间向两端收缩，形成两个斜面213，为了适应1000A以上的蓄电池，在预铸件连接主板两端的表面设有可供蓄电池内部并接的凸柱214，为了与蓄电池极板的材质匹配，也为了减少合金元素被氧化的机会，预铸件采用包容性好、且不易氧化的铅锡多元合金浇铸而成。
如图6所示，汇流排预铸件与蓄电池极板极耳焊接时，将蓄电池各同性极板的极耳23固定于焊接架牙板24的凹槽中，极耳突出于牙板的表面，将汇流排预铸件置于焊接架上，预铸件连接主板的梳齿状备料牙条的朝向与焊接架牙板凹槽槽口的朝向相同，让梳齿状备料牙条的底面紧贴焊接架的牙板上，各备料牙条的间隙对准牙板的凹槽，备料牙条的端部215与牙板的端部241持平，采用焊枪及铅锡多元合金条，在梳齿状备料牙条的侧面和顶面一次形成一个与预铸件连接主板厚度和长度相同的焊接层，该焊接层与连接主板融为一体，共同构成蓄电池的汇流排25，如图7所示。
为解决大容量蓄电池汇流排焊接质量的问题，本发明没有采用改变焊接条件或焊接设备等通常的做法，而是通过对汇流排预铸件结构的改进，使预铸件与蓄电池极板极耳焊接的时间大大缩短，由此获得具有焊接质量好、结构致密的汇流排，该汇流排不易在酸性环境下受到腐蚀，从而延长电池的使用寿命。
Claims (6)
1.一种蓄电池汇流排预铸件，包括一与蓄电池各极板极耳焊接的连接主板，其特征在于：所述连接主板为长条状，连接主板中间包铸有垂直于连接主板的极柱，沿连接主板较长一边的侧面延伸有梳齿状的备料牙条，备料牙条的横截面为半圆形，备料牙条平整的一面与预铸件连接主板的底面持平、弧面的顶点略低于预铸件连接主板的顶面。
2.根据权利要求1所述的蓄电池汇流排预铸件，其特征在于：所述备料牙条的长度与焊接架牙板凹槽的长度相当，备料牙条与备料牙条之间的间隙大于或等于牙板凹槽的宽度。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电池汇流排预铸件，其特征在于：所述汇流排预铸件采用不易氧化、且包容性好的铅锡合金浇铸而成。
4.根据权利要求1或2所述的蓄电池汇流排预铸件，其特征在于：所述预铸件的连接主板，与梳齿状备料牙条相对的一侧边从中间向两侧收缩，形成两个斜面。
5.根据权利要求1或2所述的蓄电池汇流排预铸件，其特征在于：所述汇流排预铸件连接主板的两端表面设有可供蓄电池内部并接的凸柱。
6.一种权利要求1所述蓄电池汇流排预铸件与蓄电池极板焊接的方法，包括以下步骤：
(1)将蓄电池各同性极板的极耳固定于焊接架牙板的凹槽中，极耳突出于牙板表面；
(2)将蓄电池汇流排预铸件置于焊接架上，让预铸件连接主板的梳齿状备料牙条的底面紧贴焊接架的牙板上，各备料牙条的间隙对准牙板的凹槽；
(3)采用熔焊的方法在梳齿状备料牙条的侧面和顶面一次形成一个与预铸件连接主板厚度和长度相同的焊接层，该焊接层与连接主板融为一体，共同构成蓄电池的汇流排。
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