CN104400193A - 一种用于氢镍电池壳体氩弧焊的装置及其工艺方法 - Google Patents

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张军
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黄亚军
陆荣
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Abstract

本发明公开了一种用于氢镍电池壳体氩弧焊的装置,包括:三爪卡盘、夹持散热工装、氩弧专用焊枪、调节滑块、传动减速装置、调速电机、支撑平台、氢镍电池壳体、通气孔、旋紧装置、焊接环;夹持散热工装内侧镶嵌散热铜块并呈瓣状分别与三爪卡盘的三爪相连,装卡过程中,氢镍电池壳体分别通过左右夹持散热工装抱紧,并通过旋紧装置使上下壳体夹紧,实现无间隙配合,氩弧专用焊枪正对焊接环中心;焊接前利用橡胶软管经通气孔向电池壳内通入氦气进行焊缝背面的保护;焊接速度由调速电机进行控制,经传动减速装置带动三爪卡盘实现圆周焊接;调节滑块可实现氩弧专用焊枪的左右及上下微调,从而保证焊接过程的稳定可控。

Description

一种用于氢镍电池壳体氩弧焊的装置及其工艺方法
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及焊接技术领域,具体涉及一种用于氢镍电池壳体氩弧焊的装置及利用该装置实现氢镍电池壳体氩弧焊的工艺方法,可用于氢镍电池壳体十字型三合一单面焊三面成形。
[0003]
背景技术
[0004] 氢镍电池作为新一代的航天器用电源,已经在卫星以及飞行器上得到广泛应用,电池内部使用氢气作为反应气,其内部工作压力长期保持在lMpa_8Mpa之间,这就对电池壳体的耐压和耐疲劳强度提出了很高的要求,在设计上,电池壳体采用GH4169镍-铬-铁基合金(美国牌号为Inconel 718)旋压制作而成,由上下壳体构成,单体电池装配过程中需采用焊接方法进行上下壳体的封装,接头形式为十字型三合一接头,要求单面焊三面成型,按《QJ1842不锈钢、结构钢熔焊技术条件》进行I级焊缝检验,焊接强度及气密性需满足相关技术要求。
[0005] 同时,为缩小电池体积,壳体内部所装的电池堆非常靠近焊缝,电池堆内非金属材料占有很大的比例,这就要求焊接时在保证焊缝成形同时,热影响区的温度又要控制在很低的水平上:即热影响区温度不能太高,否则会破坏电池内部结构,影响电池放电性能;同时又要保证焊缝处有足够的金属熔化温度,否则容易产生未熔合未焊透等焊接缺陷。这就对焊接设备和焊接工装,以及焊接时的过程控制提出相当苛刻的要求。
[0006] 在采用手工常规氩弧焊接方法时,容易出现电池上下壳体装配精度差,散热不良,焊缝成型不均匀,背面保护不良,气孔超标等焊接缺陷。为提高氢镍电池壳体焊接质量,本发明主要通过对焊接平台的改进并增加相关工艺过程,达到了单面焊三面成型的效果。
[0007]
发明内容
[0008] 针对现有技术的不足,本发明的技术解决问题是:提供一种用于氢镍电池壳体氩弧焊的装置,用于提高氢镍电池壳体十字型三合一单面焊三面成形焊接接头成型质量。
[0009] 本发明的解决方案是:提出一种用于氢镍电池壳体氩弧焊的装置,包括:三爪卡盘、夹持散热工装、氩弧专用焊枪、调节滑块、传动减速装置、调速电机、支撑平台、氢镍电池壳体、通气孔、旋紧装置、焊接环;
夹持散热工装内侧镶嵌散热铜块并呈瓣状分别与三爪卡盘的三爪相连,装卡过程中,氢镍电池壳体分别通过左右夹持散热工装抱紧,并通过旋紧装置使上下壳体夹紧,实现无间隙配合,氩弧专用焊枪正对焊接环中心;焊接前利用橡胶软管经通气孔向电池壳内通入氦气进行焊缝背面的保护;焊接速度由调速电机进行控制,经传动减速装置带动三爪卡盘实现圆周焊接;调节滑块可实现氩弧专用焊枪的左右及上下微调,从而保证焊接过程的稳定可控。以上控制、夹持、传动及调节装置均固定于支撑平台上构成氢镍电池壳体氩弧焊接
T D O
[0010] 本发明的另一技术方案:提出一种用于氢镍电池壳体氩弧焊的工艺方法,包括如下步骤:
首先,夹持散热工装内侧镶嵌散热铜块并呈瓣状分别与三爪卡盘的三爪相连;
装卡过程中,氢镍电池壳体分别通过左右夹持散热工装抱紧,并通过旋紧装置使上下壳体夹紧,实现无间隙配合;氩弧专用焊枪正对焊缝中心;
焊接前,利用橡胶软管经通气孔向电池壳内通入保护气体进行焊缝背面的保护;焊接时,焊接速度由调速电机进行控制,经传动减速装置带动三爪卡盘实现圆周焊接;或采用手工转动的方式实现固定点焊,自动/手动可通过传动减速装置中的离合器进行切换;
焊接过程中,调节滑块可实现氩弧专用焊枪的左右及上下微调,从而保证焊接过程的稳定可控
本发明与现有技术相比,其优点具体包括:通过对焊接平台的改进并增加相关工艺过程,提高氢镍电池壳体十字型三合一单面焊三面成形焊接接头成型质量,达到了单面焊三面成型的效果。
[0011]
附图说明
[0012] 图1为本发明的用于氢镍电池壳体氩弧焊的装置示意图;
图中:1-三爪卡盘2-夹持散热工装3-氩弧专用焊枪4-调节滑块5-传动减速装置6-调速电机7-支撑平台8-氢镍电池壳体9-通气孔10-旋紧装置11-焊接环图2为本发明实施例的焊接接头截面示意图。
[0013]
具体实施方式
[0014] 下面结合测试实例和附图,对本发明专利做进一步的说明,但本发明专利的实施方式不仅限如此。
[0015] 如图1所示,夹持散热工装2内侧镶嵌散热铜块并呈瓣状分别与三爪卡盘I的三爪相连,装卡过程中,氢镍电池壳体8分别通过左右夹持散热工装2抱紧,并通过旋紧装置10使上下壳体夹紧,实现无间隙配合;氢镍电池壳体8焊接接头采用焊接环作为填充金属,结合图2,氩弧专用焊枪3正对焊缝(焊接环11)中心;焊缝背面采用氦气作为保护气体;焊接前利用橡胶软管经通气孔9向电池壳8内通入氦气进行焊缝背面的保护;焊接速度由调速电机6进行控制,经传动减速装置5带动三爪卡盘I实现圆周焊接,亦可采用手工转动的方式实现固定点焊,自动/手动可通过离合器(传动减速装置配件)进行切换;调节滑块4可实现氩弧专用焊枪3的左右及上下微调,从而保证焊接过程的稳定可控。以上控制、夹持、传动及调节装置均固定于支撑平台7上构成氢镍电池壳体氩弧焊接平台。
[0016] 本发明虽然已以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改,因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于氢镍电池壳体氩弧焊的装置,其特征在于:包括:三爪卡盘、夹持散热工装、氩弧专用焊枪、调节滑块、传动减速装置、调速电机、支撑平台、氢镍电池壳体、通气孔、旋紧装置、焊接环; 所述夹持散热工装内侧镶嵌散热铜块并呈瓣状分别与三爪卡盘的三爪相连,氢镍电池壳体分别通过左右夹持散热工装抱紧,并通过旋紧装置使上下壳体夹紧,实现无间隙配合,氩弧专用焊枪正对焊接环中心;通气孔设置在氢镍电池壳体上;所述调速电机用于控制焊接速度,经传动减速装置带动三爪卡盘实现圆周焊接;调节滑块可实现氩弧专用焊枪的左右及上下微调,从而保证焊接过程的稳定可控;所述支撑平台用于固定上述控制、夹持、传动及调节装置,构成氢镍电池壳体氩弧焊接平台。
2.根据权利要求1所述的用于氢镍电池壳体氩弧焊的装置,其特征在于,所述传动减速装置可进行自动/手动模式切换,手工转动的方式可实现固定点焊。
3.根据权利要求1所述的用于氢镍电池壳体氩弧焊的装置,其特征在于,所述旋紧装置使上下壳体夹紧,夹紧后的左右散热工装同心度小于0.3_。
4.一种用于氢镍电池壳体氩弧焊的工艺方法,其特征在于,包括如下步骤: 首先,夹持散热工装内侧镶嵌散热铜块并呈瓣状分别与三爪卡盘的三爪相连; 装卡过程中,氢镍电池壳体分别通过左右夹持散热工装抱紧,并通过旋紧装置使上下壳体夹紧,实现无间隙配合;氩弧专用焊枪正对焊缝中心; 焊接前,利用橡胶软管经通气孔向电池壳内通入保护气体进行焊缝背面的保护; 焊接时,焊接速度由调速电机进行控制,经传动减速装置带动三爪卡盘实现圆周焊接;或采用手工转动的方式实现固定点焊,自动/手动可通过传动减速装置中的离合器进行切换; 焊接过程中,调节滑块可实现氩弧专用焊枪的左右及上下微调,从而保证焊接过程的稳定可控。
5.根据权利要求4所述的用于氢镍电池壳体氩弧焊的工艺方法,其特征在于,所述氢镍电池壳体焊接接头采用焊接环作为填充金属。
6.根据权利要求4所述的用于氢镍电池壳体氩弧焊的工艺方法,其特征在于,所述保护气体可采用氦气。
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