CN105817757A - 一种斜角多焊头超声波焊接设备 - Google Patents

一种斜角多焊头超声波焊接设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种斜角多焊头超声波焊接设备，包括工作台，其中：所述工作台上设置有用于固定焊料的长平台、设置于长平台上的待焊接电池、以及至少一组焊接组件，其中，所述焊接组件包括基台以及设置于基台上的、以一定夹角沿轴向对称设置的第一超声波焊接机和第二超声波焊接机，所述第一超声波焊接机和第二超声波焊接机的前方相应地设置有第一焊接头和第二焊接头，且所述第一焊接头和第二焊接头的下方设置有底模。本发明可通过调节焊接组件中两台超声波焊接机间的夹角来满足不同情况的焊接需求，具有同心度好、焊接效率高、焊接效果好且能耗低的特点，尤其适用于大型电池长电极的焊接。

Description

一种斜角多焊头超声波焊接设备
技术领域
本发明涉及一种超声波焊接设备，具体涉及一种焊接效率高、同心度好的具有多台超声波焊机且所述多台超声波焊机之间呈一定角度设置的斜角多焊头超声波焊接设备。
背景技术
现有的超声波金属焊接设备是利用高频振动波传递到焊头，是振动波存在于两个待焊接的金属表面，在加压的情况下，使两个待焊接金属表面相互摩擦形成分子层之间的熔合，从而实现电池电极的快速焊接。该焊接过程是一种机械处理过程，且在该焊接过程中，并无电流在被焊件中流过，也无诸如电焊过程中的焊弧产生。由于超声波焊接不存在热传导与电阻率等问题，因此，对于有色金属材料来说，其无疑是一种理想的金属焊接技术，对于不同厚度的片材，其均能进行有效地焊接，并具有快速、节能、熔合强度高、导电性好、接近状态加工等优点，且焊接材料不熔融，不脆弱金属，焊接后导电性好，电阻系数极低甚至近乎于零。此外，超声波焊接技术对待焊接金属表面要求较低，氧化或电镀均可焊接，且焊接时间短、无需任何助焊剂、气体以及焊料，焊接过程中无火花产生，环保安全。
然而，在用于大型电池的长电极大面积焊接时，传统的超声波焊接设备的焊接技术都是通过加大功率与增大焊头体积以实现长电极的焊接。但是，这种焊接方式的缺陷在于耗能过大，对焊头材料要求比较高，焊头的损耗非常快，且焊头在焊接时极易断裂并掉落导致砸伤损坏电池；而如果采用小焊头分次对单个长电极进行焊接的方式，焊头在焊接过程中极易震松上次焊点，造成焊点不牢固等缺陷，严重影响电池导电效果，且焊接效率较低。因此，开发一种焊接效率高、适用于大型电池的长电极的超声波焊接设备是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种焊接能耗低、焊接效率高且焊接效果好的斜角多焊头超声波焊接设备，特别适用于大型电池长电极的焊接。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种斜角多焊头超声波焊接设备，包括工作台，其中：所述工作台上设置有用于固定焊料的长平台、设置于长平台上的待焊接电池、以及至少一组焊接组件，其中，所述焊接组件包括基台以及设置于基台上的、以一定夹角沿轴向对称设置的第一超声波焊接机和第二超声波焊接机，所述第一超声波焊接机和第二超声波焊接机的前方相应地设置有第一焊接头和第二焊接头，且所述第一焊接头和第二焊接头的下方设置有底模。
优选的是：所述第一超声波焊接机和第二超声波焊接机设置于同一基台上。
优选的是：所述基台由第一基台和第二基台组合而成，且第一超声波焊接机和第二超声波焊接机分别相应地设置于第一基台和第二基台上。
优选的是：所述焊接组件共设置有两组，且两组焊接组件对称设置于所述长平台的两侧。
优选的是：所述第一超声波焊接机和第二超声波焊接机之间的夹角为0°～180°。
优选的是：所述焊接组件通过滑轨可活动地设置于所述工作台上。
优选的是：其还包括对所述焊接组件进行操作控制的控制组件；所述控制组件包括设置在工作台下方的控制电箱以及设置于工作台上的操作面板。
优选的是：所述待焊接电池通过电池装夹组件和沿所述长平台移送待焊接电池的输送装置设置于所述长平台上。
优选的是：所述电池装夹组件包括用于放置电池本体和电池正、负极的定位板，以及分别用于保持正极极片与电池电极柱的相对应位置关系、和用于保持多层负极极片与电池负极极柱的相对位置关系的装夹压板，且所述装夹压板与多层负极极片和多层正极极片之间分别具有供焊接头在电极极片的表面完成焊接的焊接间隙。
优选的是：所述输送装置包括电机以及由电机驱动的丝杠螺母传动机构，用于装夹待焊接电池的电池装夹装置固定安装于丝杠螺母传动机构的螺母上。
本发明的有益效果在于，本发明通过设置至少一组含有成一定角度设置的两台超声波焊接机的焊接组件的方式，既可实现大功率大面积焊接又利用双焊接头分减超声能量，从而避免了大功率震断焊头或震损电池的问题。且采用本发明的焊接设备处理长电池时，可以对焊接物料进行一次性焊接，并具有同心度好、效率高、能耗低的特点，而且，本发明的焊接设备可根据生产需要调整超声波焊接机之间的角度以及焊接面积。此外，通过多组焊接组件的对称设置，可以实现电池双头快速焊接，避免了单焊头焊接时有损伤旧焊点的情况发生，具有极高的焊接效果。
附图说明
图1根据本发明的一种实施方式，示出了本发明所述斜角多焊头超声波焊接设备的立体结构示意图；
图2根据如图1所示的实施方式，示出了所述斜角多焊头超声波焊接设备中焊接组件的立体结构示意图；
图3根据本发明的另一种实施方式，示出了本发明所述斜角多焊头超声波焊接设备的另一立体结构示意图；
图4根据图3所示的实施方式，示出了如图3所示的斜角多焊头超声波焊接设备的俯视图；
图5根据本发明的又一实施方式，示出了本发明所述斜角多焊头超声波焊接设备的又一立体结构示意图；
图6根据图5所示的实施方式，示出了如图5所示的斜角多焊头超声波焊接设备的俯视图；
图7根据本发明的一种实施方式，示出了本发明所述的斜角多焊头超声波焊接设备的焊接组件中，焊接机间的夹角为0°时俯视图；
图8根据本发明的另一实施方式，示出了本发明所述的斜角多焊头超声波焊接设备的焊接组件中，焊接机间的夹角为36°时俯视图；
图9根据本发明的再一实施方式，示出了本发明所述的斜角多焊头超声波焊接设备的焊接组件中，焊接机间的夹角为45°时俯视图；
图10根据本发明的又一实施反式，本发明所述的斜角多焊头超声波焊接设备的焊接组件中，焊接机间的夹角为180°时俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
如图1所示，本发明所述的斜角多焊头超声波焊接设备包括工作台1以及设置于工作台1上的至少一组焊接组件，如图2所示，所述焊接组件包括基台9以及设置于基台9上的第一超声波焊接机3-1和第二超声波焊接机3-2，所述第一超声波焊接机3-1和第二超声波焊接机3-2的前方相应地设置有第一焊接头4-1和第二焊接头4-2，其中，所述第一超声波焊接机3-1和第二超声波焊接机3-2以一定的夹角沿轴向对称设置，亦即，所述第一焊接头4-1和第二焊接头4-2之间形成一定的夹角；此外，所述焊接组件还包括设置于所述第一焊接头4-1和第二焊接头4-2下方的底模8。在本发明中，所述焊接组件可通过滑轨2设置于所述工作台1上，以使得所述焊接组件可相对于工作台在XYZ方向上灵活定位，进而实现精准焊接，所述滑轨2的数量不做具体限定，但本实施方式中优选两根。所述斜角多焊头超声波焊接设备还包括用于固定焊料的长平台6以及设置在所述长平台6上的待焊接电池7。进一步地，所述待焊接电池7可安装在长平台6的任意位置，以便对待焊接电池7进行精准灵活地焊接。
此外，本发明所述的斜角多焊头超声波焊接设备还可包括对所述超声波焊接设备进行操作控制的控制组件，例如但非限定性地，所述控制组件可包括设置在工作台1下方的控制电箱以及设置于工作台1上的操作面板5。再者，所述第一超声波焊接机3-1和第二超声波焊接机3-2均可采用单焊头单气缸的超声波焊接机，且二者可在控制组件的控制作用下，实现两个气缸的同步动作，进而实现第一焊接头4-1和第二焊接头4-2同步协调焊接。如本实施方式所示的斜角多焊头超声波焊接设备，其特别适合于针对大型的待焊接长电极电池7进行单头双极的高效率高质量焊接，总体能耗低，相对于传统大功率单头焊接机而言，焊接效率高，焊接效果佳，且焊头寿命较长。
图3-图4示出了本发明所述的斜角多焊头超声波焊接设备的另一种实施方式图；与图1中所示的第一超声波焊接机3-1和第二超声波焊接机3-1同时固定于同一基团2上不同的是，在本实施方式中，所述基台9可采用组合件的方式，亦即，所述基台9可由第一基台和第二基台组合而成，所述焊接组件中的第一超声波焊接机3-1和第二超声波焊接机3-2分别相应地设置于第一基台和第二基台上，从而，所述焊接组件中的第一超声波焊接机3-1和第二超声波焊接机3-2可分别通过相应的基台沿滑轨2在XYZ方向上灵活滑动定位，从而可实现对两个普通大小的电池7-1、7-2同时进行精准焊接。本实施方式中的超声波焊接设备的其它组件的设置方式可与图1所示的实施方式相同或类似，在此不再赘述，但是，为了防止第一焊接头4-1和第二焊接头4-2在移动过程中发生碰撞，可在基台9上设置一限位机构，如限位柱。如本实施方式所示的斜角多焊头超声波焊接设备，通过采用第一超声波焊接机3-1和第二超声波焊接机3-2分离独立操作的方式，可对大批量的普通大小的电池7-1、7-2同时进行精准焊接，实现了电池焊接的灵活性及高效性。
图5-图6示出了本发明所述的斜角多焊头超声波焊接设备的又一种实施方式图，与图1所示的设置一组焊接组件不同的是，在此实施方式中，所述超声波焊接设备共设置了两组焊接组件，且两组焊接相对于所述长平台6对称设置，亦即，每组焊接组件各通过相应的滑轨2对称设置于长平台6两侧，从而可实现对待焊接长电极电池进行双边的快速精准焊接。除了所述焊机组件的设置方式不同之外，本实施方式中的超声波焊接设备的其它组件的设置方式可与图1所示的实施方式相同或类似，在此不再赘述。本实施方式通过设置两组沿长平台对称设置的焊接组件，可对电池的双边同时进行精准焊接，相对于传统单焊头单边超声波焊接方式而言，该实施方式无论在焊接能耗、焊接效率、还是在焊接效果方面，均体现出了明显的优势。
可以理解的是，本领域技术人员可根据上述实施方式，还可沿所述长平台6对称设置两组以上的焊接组件，例如但不限于，四组、六组等，以实现对多个电池的同时双边焊接。
此外，在本发明如上所述的斜角多焊头超声波焊接设备的焊接组件中，第一超声波焊接机3-1和第二超声波焊接机3-2之间的夹角可根据实际需求在0°～180°之间调节，例如，图7-图10分别示出了该夹角为0°、36°、45°和180°时的第一超声波焊接机3-1和第二超声波焊接机3-2的示意图。但应当理解的是，该夹角的角度不限于在图中所示的夹角角度。而且，在本发明中，所述待焊接电池7可通过电池装夹组件和沿所述长平台6移送待焊接电池7的输送装置设置于所述长平台6上，其中，所述电池装夹组件可包括用于放置电池本体和电池正、负极的定位板，以及分别用于保持正极极片与电池电极柱的相对应位置关系、和用于保持负极极片与电池负极极柱的相对位置关系的装夹压板，且所述装夹压板与负极极片和正极极片之间分别具有供焊接头在电极极片的表面完成焊接的焊接间隙，这样即可保证焊接的可靠性，又可提高焊接效率。所述输送装置包括受控于控制组件的电机以及由电机驱动的丝杠螺母传动机构，用于装夹待焊接电池的电池装夹装置固定安装于丝杠螺母传动机构的螺母上。此为现有技术，在此不再赘述。
综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。

Claims (10)

1.一种斜角多焊头超声波焊接设备，包括工作台，其特征在于：所述工作台上设置有用于固定焊料的长平台、设置于长平台上的待焊接电池、以及至少一组焊接组件，其中，所述焊接组件包括基台以及设置于基台上的、以一定夹角沿轴向对称设置的第一超声波焊接机和第二超声波焊接机，所述第一超声波焊接机和第二超声波焊接机的前方相应地设置有第一焊接头和第二焊接头，且所述第一焊接头和第二焊接头的下方设置有底模。
2.根据权利要求1所述的超声波焊接设备，其特征在于：所述第一超声波焊接机和第二超声波焊接机设置于同一基台上。
3.根据权利要求1所述的超声波焊接设备，其特征在于：所述基台由第一基台和第二基台组合而成，且第一超声波焊接机和第二超声波焊接机分别相应地设置于第一基台和第二基台上。
4.根据权利要求1所述的超声波焊接设备，其特征在于：所述焊接组件共设置有两组，且两组焊接组件对称设置于所述长平台的两侧。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的超声波焊接设备，其特征在于：所述第一超声波焊接机和第二超声波焊接机之间的夹角为0°～180°。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的超声波焊接设备，其特征在于：所述焊接组件通过滑轨可活动地设置于所述工作台上。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的超声波焊接设备，其特征在于：其还包括对所述焊接组件进行操作控制的控制组件；所述控制组件包括设置在工作台下方的控制电箱以及设置于工作台上的操作面板。
8.根据权利要求1-4中任意一项所述的超声波焊接设备，其特征在于：所述待焊接电池通过电池装夹组件和沿所述长平台移送待焊接电池的输送装置设置于所述长平台上。
9.根据权利要求8所述的超声波焊接设备，其特征在于：所述电池装夹组件包括用于放置电池本体和电池正、负极的定位板，以及分别用于保持正极极片与电池电极柱的相对应位置关系、和用于保持负极极片与电池负极极柱的相对位置关系的装夹压板，且所述装夹压板与负极极片和正极极片之间分别具有供焊接头在电极极片的表面完成焊接的焊接间隙。
10.根据权利要求8所述的超声波焊接设备，其特征在于：所述输送装置包括电机以及由电机驱动的丝杠螺母传动机构，用于装夹待焊接电池的电池装夹装置固定安装于丝杠螺母传动机构的螺母上。
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