CN108526693A - 一种动力电池模组端板与侧板的激光填丝焊接方法 - Google Patents

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陈永城
韩善果
罗子艺
张宇鹏
易耀勇
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Abstract

一种动力电池模组端板与侧板的激光填丝焊接方法，先对动力电池模组端板开单边V型坡口；接着用夹具将动力电池模组端板和侧板夹紧，使侧板紧靠在端板开有坡口的一侧且与端板摆向垂直，并用激光焊缝跟踪系统确定焊接路径；然后用激光填丝焊沿确定好的焊接路径对坡口处进行焊接，使动力电池模组端板与侧板焊接固定在一起。本发明由于采用了先对动力电池模组端板开单边V型坡口再进行激光填丝焊接的方法，使动力电池模组端板与侧板在焊接过程中不会产生虚焊等缺陷，接头成形良好，焊缝拉力强度高，有效提高了动力电池模组端板与侧板的连接可靠性，且在焊接过程中也不会造成侧板一侧或端板一侧焊缝过高的问题，有效提高了模组在后续工序装配的合格率。

Description

一种动力电池模组端板与侧板的激光填丝焊接方法
技术领域
本发明涉及动力电池领域，具体是涉及一种动力电池模组端板与侧板的激光填丝焊接方法。
背景技术
随着人们的环境保护意识不断增强，动力电池模组在越来越多的领域内代替了传统能源，因此对动力电池模组的各种研究也越来越深入。
传统的动力电池模组包括侧板、端板和锂离子电池，锂离子电池安装于侧板和端板组成的空间内。由于使用动力电池模组的过程中，动力电池模组需要承受较大的机械冲击、振动等工况，这就要求端板与侧板的连接具有高可靠性。目前，动力电池模组的端板与侧板连接方法主要采用螺栓紧固、激光对接焊接（无填丝）或者冷金属过渡焊接。然而，采用螺栓紧固不是冶金结合，对单个电池尺寸公差要求极高，同时动力电池模组可靠性较差，激光对接焊接（无填丝）方法对动力电池模组的端板与侧板之间的间隙要求极高，焊接过程中易产生虚焊等缺陷；采用冷金属过渡焊接方法则容易造成侧板一侧或者端板一侧焊缝过高，从而导致模组在后续工序装配困难。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种动力电池模组端板与侧板的激光填丝焊接方法，能够有效提高动力电池模组端板与侧板的连接可靠性及模组在后续工序装配的合格率。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明所述动力电池模组端板与侧板的激光填丝焊接方法，其特点是：先对动力电池模组端板开单边V型坡口，坡口深度为动力电池模组侧板厚度的1～1.5倍，坡口角度为40～60°；接着用夹具将动力电池模组端板和侧板夹紧，使侧板紧靠在端板开有坡口的一侧且与端板摆向垂直，并采用激光焊缝跟踪系统确定焊接路径；然后采用激光填丝焊沿确定好的焊接路径对坡口处进行焊接，使动力电池模组端板与侧板焊接固定在一起，焊接时激光光束与垂直方向的角度为0～10°，激光光束与焊丝方向的角度为50～60°，激光功率为3～6kW，相对于坡口底部处的离焦量为-3～3mm，送丝速度为3.0～5.0m/min，焊接速度为2.0～7.0m/min，焊丝直径为0.8～1.2mm。
其中，上述动力电池模组端板的厚度为10～16mm。
上述动力电池模组侧板的厚度为1～3mm。
上述动力电池模组端板和侧板的材料为钢或铝合金。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本发明由于采用了先对动力电池模组端板开单边V型坡口再进行激光填丝焊接的方法，减少对单个电芯尺寸公差要求，可使动力电池模组端板与侧板在焊接过程中不会产生虚焊、裂纹等缺陷，接头成形良好，焊缝拉力强度高和良好抗疲劳性能，有效提高了动力电池模组端板与侧板的连接可靠性，而且在焊接过程中也不会造成侧板一侧或者端板一侧焊缝过高的问题，有效提高了模组在后续工序装配的合格率。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1为动力电池模组的整体结构俯视图。
图2为动力电池模组端板与侧板的激光填丝焊示意图。
图3为实施案例1中动力电池模组端板与侧板的激光填丝焊接头图。
附图标记：1为动力电池模组端板；2为动力电池模组侧板；3为动力电池；4为激光光束；5为焊丝；b为动力电池模组端板的厚度；c为动力电池模组侧板的厚度；e为坡口深度；α为坡口角度；β为激光光束与垂直方向的角度；β1为激光光束与焊丝方向的角度。
具体实施方式
本发明所述动力电池模组端板与侧板的激光填丝焊接方法，具体为：
首先进行选材，动力电池模组端板和侧板的材料既可以选择钢，也可以选择铝合金，而且当选择铝合金时，两者既可以选择同种铝合金，也可以选择异种铝合金；
接着对动力电池模组端板开单边V型坡口，如图2所示，坡口深度e为动力电池模组侧板厚度的1～1.5倍，坡口角度α为40～60°,其中动力电池模组端板1的厚度b为10～16mm，动力电池模组侧板2的厚度c为1～3mm；
然后用夹具将动力电池模组端板和侧板夹紧，使侧板紧靠在端板开有坡口的一侧且与端板摆向垂直（如图2所示），并采用激光焊缝跟踪系统确定焊接路径，即确定焊接的起始点和终止点，焊接轨迹为直线；
最后采用激光填丝焊沿确定好的焊接路径对坡口处进行焊接，使动力电池模组端板与侧板焊接固定在一起，焊接时激光光束4与垂直方向的角度β为0～10°，激光光束4与焊丝方向的角度β1为50～60°，激光功率为3～6kW，相对于坡口底部处的离焦量为-3～3mm，送丝速度为3.0～5.0m/min，焊接速度为2.0～7.0m/min，焊丝5的直径为0.8～1.2mm。
实施例一：
动力电池模组端板采用6063铝合金，且厚度b为14mm；动力电池模组侧板采用5083铝合金，且厚度c为1.5mm；动力电池模组端板开单边V型坡口，坡口深度e=c=1.5mm，坡口角度α=45°，激光光束与垂直方向的角度β为5°，激光光束与焊丝方向的角度β1为50°，激光功率为3kW，相对于坡口底部处的离焦量为1mm，送丝速度为3.0m/min，焊接速度为4.0m/min，焊丝为4043铝合金，焊丝直径为1.0mm。采用以上参数获得的激光填丝焊接头如图3所示，焊缝成形良好，焊缝长度为65mm，拉力强度为22000N，可达到同样激光焊焊缝强度。
实施例二：
动力电池模组端板采用304不锈钢，且厚度b为10mm；动力电池模组侧板采用304不锈钢，且厚度c为1.0mm；动力电池模组端板开单边V型坡口，坡口深度e=c=1.0mm,坡口角度α=60°,激光光束与垂直方向的角度β为5°，激光光束与焊丝方向的角度β1为60°，激光功率为3kW，相对于坡口底部处的离焦量为0mm，焊接速度为3.0m/min，焊接速度为5.0m/min， 焊丝为ER-308Si焊丝，焊丝直径为1.0mm。采用以上参数获得的激光填丝焊接头，焊缝成形良好。
本发明是通过实施例来描述的，但并不对本发明构成限制，参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。

Claims (4)

1.一种动力电池模组端板与侧板的激光填丝焊接方法，其特征在于：先对动力电池模组端板开单边V型坡口，坡口深度为动力电池模组侧板厚度的1～1.5倍，坡口角度为40～60°；接着用夹具将动力电池模组端板和侧板夹紧，使侧板紧靠在端板开有坡口的一侧且与端板摆向垂直，并采用激光焊缝跟踪系统确定焊接路径；然后采用激光填丝焊沿确定好的焊接路径对坡口处进行焊接，使动力电池模组端板与侧板焊接固定在一起，焊接时激光光束与垂直方向的角度为0～10°，激光光束与焊丝方向的角度为50～60°，激光功率为3～6kW，相对于坡口底部处的离焦量为-3～3mm，送丝速度为3.0～5.0m/min，焊接速度为2.0～7.0m/min，焊丝直径为0.8～1.2mm。
2.根据权利要求1所述动力电池模组端板与侧板的激光填丝焊接方法，其特征在于上述动力电池模组端板的厚度为10～16mm。
3.根据权利要求1所述动力电池模组端板与侧板的激光填丝焊接方法，其特征在于上述动力电池模组侧板的厚度为1～3mm。
4.根据权利要求1所述动力电池模组端板与侧板的激光填丝焊接方法，其特征在于上述动力电池模组端板和侧板的材料为钢或铝合金。
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