CN107584213A - 一种激光焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光焊接方法，其包括如下步骤：S1、设置第一反射镜片，并使其按照预设的第一圆形轨迹运动；S2、设置第二反射镜片，并使其按照预设的第二圆形轨迹运动；S3、产生激光束，所述激光束依次经过所述第一反射镜片以及第二反射镜片的反射后，按照第三圆形轨迹出射，并完成对待焊接工件的焊接。本发明中由两个电机带动两个全反射镜片高速摆动，是的焊接激光束以设定的圆形轨迹出射。通过使用上述焊接方法极大提高率焊接效率和焊缝一致性，消除焊缝中的气孔，提高了焊缝强度，降低了出现爆点的机率，焊缝表面光滑平整，具有更好地使用安全性。

Description

一种激光焊接方法

技术领域

本发明涉及激光焊接领域，具体涉及一种激光焊接方法。

背景技术

锂电池是新型绿色高能电池，具有能量密度高、输出功率大、可快速充放电、自放电小、低消耗、循环次数多、安全性能好，续航里程长、无公害、使用寿命长等优点，其广泛应用在手机、纯电动汽车、插电式混合动力装置、笔记本电脑、数码产品船舶、轨道交通以及军工领域。

锂电池在生产制造过程中，需要将电池盖板和电池壳体进行封口焊接。现有技术中，新能源动力电池盖板封口焊接领域主要采用的焊接方式都是光纤激光器连续焊接，该方式焊接具有焊接接头稳定、焊缝光滑美观等优点，焊接速度为50-80mm/s。但其在高速焊接条件下的熔池一致性差，铝合金焊接气孔多，对于焊接轨迹精度要求以及焊接速度也有待于进一步的提高。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种激光焊接方法，其可特别用于将动力电池盖板与电池壳体进行封口焊接，极大提高焊接效率和焊缝一致性，消除焊缝中的气孔，提高了焊缝强度，降低了出现爆点的机率，且焊缝表面光滑平整，具有更好地使用安全性。

本发明解决上述技术问题所提供的方案如下：

提供一种激光焊接方法，其包括如下步骤：

S1、设置第一反射镜片，并使其按照预设的第一圆形轨迹运动；

S2、设置第二反射镜片，并使其按照预设的第二圆形轨迹运动；

S3、产生激光束，所述激光束依次经过所述第一反射镜片以及第二反射镜片的反射后，按照第三圆形轨迹出射，并完成对待焊接工件的焊接。

优选的，所述第一反射镜片和/或第二反射镜片为全反射镜片。

优选的，所述步骤S1中，通过第一电机带动所述第一反射镜片按照预设的第一圆形轨迹运动，且所述第一圆形轨迹直径为0.2-0.6mm。

优选的，所述按照预设的第一圆形轨迹运动的运动频率为900-1100HZ。

优选的，所述步骤S2中，通过第二电机带动所述第二反射镜片按照预设的第二圆形轨迹运动，且所述第二圆形轨迹直径为0.2-0.6mm。

优选的，所述按照预设的第二圆形轨迹运动的运动频率为900-1100HZ。

优选的，步骤S3中包括：

S31、设置第一移动电机，通过所述第一移动电机将待焊接工件移动到预定焊接位置；

S32、产生激光束，所述激光束依次经过所述第一反射镜片以及第二反射镜片的反射后，按照第三圆形轨迹出射，并落到所述待焊接工件的焊接位置上；

S33、设置第二移动电机，通过所述第二移动电机带动所述激光束沿所述焊接位置移动，完成对待焊接工件的焊接。

优选的，所述第一移动电机和/或第二移动电机为直线电机，且所述激光束的移动轨迹与所述待焊接工件的移动轨迹垂直。

优选的，所述第三圆形轨迹直径为0.2-0.6mm；所述激光束的焊接速度为180-220mm/s。

优选的，所述激光束采用直吹方式完成对待焊接工件进行焊接，且采用纯氩气作为保护气。

本发明技术方案所带来的效果：

本发明中，由两个电机带动两个全反射镜片高速摆动，是的焊接激光束以设定的圆形轨迹出射。通过使用上述焊接方法极大提高率焊接效率和焊缝一致性，消除焊缝中的气孔，提高了焊缝强度，降低了出现爆点的机率，焊缝表面光滑平整，具有更好地使用安全性。

附图说明

图1是实施例一中焊接方法的步骤流程图；

图2是实施例一中焊接方法的光路结构示意图；

图3是实施例一中第一圆形轨迹以及第二圆形轨迹的示意图；

图4是实施例一中第一移动电机以及第二移动电机的示意图；

图5是实施例一中第三圆形轨迹的示意图；

图6是实施例一中第三圆形轨迹的外观图；

图7是实施例一中现有低速焊接的焊缝外观图；

图8是实施例一中现有高速焊接的焊缝外观图；

图9是实施例一中现有高速焊接的焊缝截面图；

图10是实施例一中本发明的焊接方法获得的焊缝外观图；

图11是实施例一中本发明的焊接方法获得的焊缝截面图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

本发明中的激光焊接方法适用于动力电池盖板与电池壳体的封口焊接，且所述动力电池盖板由铝合金制成，具体的，如图1-3所示，所述焊接方法包括如下步骤：

S1、设置第一反射镜片10，并使其按照预设的第一圆形轨迹运动；

S2、设置第二反射镜片20，并使其按照预设的第二圆形轨迹运动；本实施例中，所述第一反射镜片10和/或第二反射镜片20为全反射镜片；

S3、产生激光束30，所述激光束依次经过所述第一反射镜片10以及第二反射镜片20的反射后，按照第三圆形轨迹出射，并完成对待焊接工件(如动力电池盖板等)的焊接；优选的，所述激光束30由功率4000W的连续光纤激光器产生，且按照第三圆形轨迹出射的激光束的焊接速度为180-220mm/s(特别优选为200mm/s)。

进一步的，通过第一电机11带动所述第一反射镜片10按照预设的第一圆形轨迹运动，且所述按照预设的第一圆形轨迹运动的运动频率为900-1100HZ(特别优选为1000HZ)，同时，所述第一圆形轨迹直径为0.2-0.6mm(特别优选为0.3mm)；类似的，通过第二电机21带动所述第二反射镜片20按照预设的第二圆形轨迹运动，且所述按照预设的第二圆形轨迹运动的运动频率为900-1100HZ(特别优选为1000HZ)，同时，所述第二圆形轨迹直径为0.2-0.6mm(特别优选为0.3mm)。由此，所述第三圆形轨迹直径同样可为0.2-0.6mm(特别优选为0.3mm)。

更进一步的，如图4所示，步骤S3中具体包括：

S31、设置第一移动电机1，通过所述第一移动电机1将待焊接工件(如动力电池盖板等)移动(如按照图4中的Y方向纵向移动)到预定焊接位置，并对待焊接工件进行定位；

S32、产生激光束30，所述激光束30依次经过所述第一反射镜片10以及第二反射镜片20的反射后，按照第三圆形轨迹(如图5-6所示)出射，并落到所述待焊接工件的焊接位置上；

S33、设置第二移动电机2，通过所述第二移动电机2带动所述激光束30沿所述焊接位置移动(如按照图4-5中的X方向横向移动)，完成对待焊接工件的焊接。

其中，所述第一移动电机1和/或第二移动电机2为直线电机，且所述激光束30的移动轨迹(即图4中的X方向)与所述待焊接工件的移动轨迹(即图4中的Y方向)垂直。

优选的，所述激光束30采用直吹方式完成对待焊接工件进行焊接，且采用纯氩气作为保护气，同时焊接时的离焦量为2.5mm，有利于改善焊接外观。

图7-9分别示出了现有技术中低速焊接的焊缝外观图、高速焊接的焊缝外观图以及高速焊接焊缝截面图。从图7-8中可以看出，现有低速焊接的焊缝以及高速焊接的焊缝均存在焊缝一致性差的问题，进一步的，从图9中可以看出，现现有高速焊接的焊缝中存在气孔，焊缝熔宽D＝1.61mm，熔深H＝1.91mm，焊缝深宽比约为1.19。

图10-11则示出了通过本发明的焊接方法所获得的焊接焊缝的焊缝外观图以及焊缝截面图，从中可以看出，本发明的焊接方法所获得的焊接焊缝熔池稳定，焊缝一致性良好，外观光滑平整，焊缝界面致密，无气孔存在，且焊缝熔深H1＝1.02mm，熔宽D1＝1.88mm，焊缝深宽比降低为0.54，从而降低对轨迹精度的高要求，增加了焊缝的强度，提高了使用安全性，且焊接过程中爆点率下降，良率增加。

综上所述，本发明的激光焊接方法中，在保护气体下，焊接中的两个电机带动两片全反射镜片按照设计的圆形直径和摆动频率高速摆动，激光以设计的圆形尺寸高频连续出射，结合移动电机对电池盖板进行高速焊接，由此减少了气孔，增加熔池稳定性，提高了焊缝一致性，有效地增加了焊缝的强度，具有更好的安全性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、设置第一反射镜片，并使其按照预设的第一圆形轨迹运动；

S2、设置第二反射镜片，并使其按照预设的第二圆形轨迹运动；

S3、产生激光束，所述激光束依次经过所述第一反射镜片以及第二反射镜片的反射后，按照第三圆形轨迹出射，并完成对待焊接工件的焊接。

2.如权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述第一反射镜片和/或第二反射镜片为全反射镜片。

3.如权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述步骤S1中，通过第一电机带动所述第一反射镜片按照预设的第一圆形轨迹运动，且所述第一圆形轨迹直径为0.2-0.6mm。

4.如权利要求3所述的激光焊接方法，其特征在于，所述按照预设的第一圆形轨迹运动的运动频率为900-1100HZ。

5.如权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过第二电机带动所述第二反射镜片按照预设的第二圆形轨迹运动，且所述第二圆形轨迹直径为0.2-0.6mm。

6.如权利要求5所述的激光焊接方法，其特征在于，所述按照预设的第二圆形轨迹运动的运动频率为900-1100HZ。

7.如权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，步骤S3中包括：

S31、设置第一移动电机，通过所述第一移动电机将待焊接工件移动到预定焊接位置；

S32、产生激光束，所述激光束依次经过所述第一反射镜片以及第二反射镜片的反射后，按照第三圆形轨迹出射，并落到所述待焊接工件的焊接位置上；

S33、设置第二移动电机，通过所述第二移动电机带动所述激光束沿所述焊接位置移动，完成对待焊接工件的焊接。

8.如权利要求7所述的激光焊接方法，其特征在于，所述第一移动电机和/或第二移动电机为直线电机，且所述激光束的移动轨迹与所述待焊接工件的移动轨迹垂直。

9.如权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述第三圆形轨迹直径为0.2-0.6mm；所述激光束的焊接速度为180-220mm/s。

10.如权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述激光束采用直吹方式完成对待焊接工件进行焊接，且采用纯氩气作为保护气。