CN109311130A - 用于激光焊接的治具组件 - Google Patents

Abstract

公开了一种激光焊接治具组件，包括：治具本体，该治具本体具有第一贯穿部，焊接激光能够穿过该第一贯穿部；接触部件，该接触部件连接到治具本体，以接触焊接基材，该接触部件具有第二贯穿部，穿过第一贯穿部的激光能够朝向焊接基材穿过该第二贯穿部；铰接结构的倾斜部，用于将治具本体和接触部件彼此连接；和弹性部件，该弹性部件被置于治具本体和接触部件之间，以提供用于接触部件和焊接基材之间接触的弹性力。

Description

用于激光焊接的治具组件

技术领域

本公开涉及一种用于激光焊接的治具组件，并且更具体地，本发明涉及这样一种用于激光焊接的治具组件：所述治具组件可以相对于诸如二次电池的板形电池单元引线这样的焊接目标进行高质量的激光焊接。

本申请要求2017年1月11日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2017-0004403的优先权，其公开内容通过引用合并于本文。

背景技术

近来，二次电池已经不仅广泛地用在诸如便携式电子设备这样的小型设备中，还被用在需要通过使用内燃机和/或电动机来提供驱动动力的电动车辆中。所述电动车辆包括混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆和仅由电动机和电池供能而无内燃机的纯电动车辆。

当所述二次电池被用在电动车辆中时，通过串联和/或并联大量二次电池来构造电池模块，以增加容量和功率。此时，由于袋型二次电池易于堆叠，因此所述袋型二次电池在中型和大型设备中经常使用。

通常，所述电池模块采用激光焊接来电连接二次电池。例如，如图1所示，堆叠的二次电池10被堆叠成使得正极电极和负极电极的电池单元引线20在其两端处突出，并且所述电池单元引线20交替地具有相反的极性。在堆叠的二次电池10的一侧处，除了位于最外侧处的电池单元引线20之外，位于内侧处的电池单元引线20被弯曲并且彼此重叠，然后所述电池单元引线20的弯曲部被从激光发生器S输出的激光L熔合。在堆叠的二次电池10的另一侧处，所有的电池单元引线20被弯曲，然后被弯曲以彼此重叠的电池单元引线20被从激光发生器S输出的激光L熔合，从而完成电连接。

在常规的电池模块中，当电池单元引线20被焊接时，具有小光斑尺寸的激光L被照射到一个电池单元引线连接部P，以沿电池单元引线20的纵向方向焊接，然后成堆的二次电池10或激光发生器S横向(沿箭头A)移动，然后焊接所述电池单元引线连接部。即，一束激光L被照射到一个电池单元引线连接部P，以进行焊接。

当对所述电池单元引线20进行激光焊接时，为了通过对焊接目标进行挤压来增加所述焊接目标之间的附着性，使用了如图2所示的激光焊接治具。所述激光焊接治具包括：治具本体1；焊接表面2，所述焊接表面位于所述治具本体1的一端处，以接触所述电池单元引线的表面；和激光贯穿孔3，所述激光贯穿孔3形成为穿过所述治具本体1，以贯穿所述焊接表面2。

然而，在对由于所述电池的电池单元的尺寸变化、模块组装偏差等所改变的焊接目标的高度或平坦度进行校正时，激光焊接具有局限性，因此在所述治具的焊接表面和焊接目标之间形成间隙，从而导致所述焊接目标被升高。如果焊接目标之间产生升高，则焊接目标之间的附着性降低，从而在焊接图案中产生孔洞。因此，需要其应对措施。

发明内容

技术问题

本公开被设计成解决相关技术的问题，因此本公开旨在提供一种用于激光焊接的治具组件，该治具组件具有这样的结构：即使电池单元引线的高度或平坦度发生变化，仍然能够通过保持所述电池单元引线和焊接表面之间的附着性来提高焊接质量。

本公开还旨在提供一种用于激光焊接的治具组件，该治具组件可以对应于电池单元引线的高度偏差而补偿激光的焦距。

技术方案

在本公开的一个方面中，提供了一种用于激光焊接的治具组件，该治具组件包括：治具本体，该治具本体具有第一贯穿部，用于焊接的激光能够穿过该第一贯穿部；接触部件，该接触部件连接到治具本体，以接触焊接目标，该接触部件具有第二贯穿部，穿过第一贯穿部的激光能够朝向焊接目标穿过该第二贯穿部；倾斜单元，该倾斜单元具有铰接结构，以将治具本体和接触部件彼此连接；和弹性部件，该弹性部件被置于治具本体和接触部件之间，以提供用于将接触部件紧密地附着到焊接目标的弹性力。

所述弹性部件可以是其两端分别被联接到治具本体和接触部件的螺旋弹簧，并且所述弹性部件可以相对于所述倾斜单元对称地布置。

根据本公开的用于激光焊接的治具组件还可以包括弹簧引导件，该弹簧引导件被构造成分别从治具本体的下表面和接触部件的上表面突出，并且被插入到螺旋弹簧的两侧中，以支撑螺旋弹簧。

焊接目标可以是电池单元引线，并且形成在治具本体处的第一贯穿部可以具有对应于电池单元引线的伸长孔结构。

倾斜单元可以由彼此平行布置的铰接件构成，在该铰接件之间形成间隙，激光能够穿过该间隙，并且倾斜单元的间隙可以与第一贯穿部连通，使得激光能够从中穿过。

接触部件可以由彼此平行布置的一对板构成，在该一对板之间形成间隙，第二贯穿部可以由接触部件的该间隙提供，并且倾斜单元的间隙可以与第二贯穿部连通，使得激光能够从中穿过。

根据本公开的用于激光焊接的治具组件还可以包括位移传感器，该位移传感器被布置成接触治具本体的上表面，以检测焊接目标的高度偏差。

该一对板可以被设置成独立地倾斜。

该一对板可以具有相对较薄的下部和相对较厚的上部，以具有台阶形。

有利的效果

根据本公开，连接到治具本体的接触部件可以发生倾斜，并且被弹性地附着到电池单元引线。因此，即使电池单元引线的平坦度发生改变，也可以保持作为焊接目标的电池单元引线的附着性，从而防止焊接缺陷，诸如焊接图案中的孔。

附图说明

附图示出了本公开的优选实施例，并且与前述公开一起用于进一步理解对本公开的技术特征，因此本公开不被解释为限于附图。

图1是概略地示出普通电池单元引线的激光焊接过程的立体图。

图2是示出用于激光焊接的常规治具的立体图。

图3是示出根据本公开的实施例的用于激光焊接的治具组件的立体图。

图4是图3的正视图。

图5是图3的侧视图。

图6是图3的仰视图。

图7是图3的平面图。

图8和图9是示出使用根据本公开的实施例的用于激光焊接的治具组件实例的立体图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应该理解，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般含义和字典含义，而是在允许发明人恰当地定义术语以获得最佳解释的原则的基础上、基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来进行阐述。因此，这里进行的描述仅是用于示意目的的优选实例，而非旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其作出其他等同物和变型。

图3是示出根据本公开的实施例的用于激光焊接的治具组件的立体图，图4是图3的正视图，图5是图3的侧视图，图6是图3的仰视图，图7是图3的平面图。

参考图3至图7，根据本公开的实施例的用于激光焊接的治具组件包括：治具本体100；倾斜单元120，所述倾斜单元位于所述治具本体100的下方，并且具有铰接结构；接触部件110，所述接触部件借助于所述倾斜单元120被连接到所述治具本体100；以及弹性部件130，所述弹性部件被置于所述治具本体100和接触部件110之间。

所述治具本体100由具有预定厚度的矩形金属块构成。所述治具本体100具有沿着其厚度方向形成的第一贯穿部101，并且在所述治具本体100的纵向方向上的两端的上表面处组装有能够被联接到激光焊接设备的支撑杆150。优选地，在所述支撑杆150被插入到具有螺旋弹簧结构的缓冲部件151中的状态下，所述支撑杆150被拧入并且固定到所述治具本体100。

第一贯穿部101是这样的部分：用于对被弯曲成彼此重叠的电池单元引线20进行焊接的焊接激光穿过所述第一贯穿部，并且所述第一贯穿部101由伸长的孔结构形成，其在所述引线的纵向方向上伸长，以对应于所述电池单元的引线。

所述倾斜单元120具有铰接结构，所述铰接结构可以将所述治具本体100和接触部件110彼此连接，并使得所述接触部件110相对于所述治具本体100倾斜。所述倾斜单元120执行这样的倾斜功能：用于对由于电池的电池单元尺寸变化、模块组装偏差等发生改变的焊接目标的高度或平坦度进行校正。

例如，所述电池单元引线20可以在其端部被弯曲并且重叠在金属板形汇流条(未示出)上的状态下被焊接。在这种情况下，如果所述汇流条没有被平坦地组装到电池模块，则即使所述电池单元引线20受到挤压，所述电池单元引线20仍然可能从汇流条的表面升高。然而，在本公开中，所述接触部件110被构造为在被所述倾斜单元120倾斜为与所述汇流条的斜度相同的同时挤压所述电池单元引线20。因此，即使所述电池单元引线20相对于所述汇流条的高度或平坦度并非恒定，所述电池单元引线20也可以被更紧密地附着到所述汇流条。

所述倾斜单元120被构造为允许激光从中穿过，使得穿过所述第一贯穿部101的激光可以移动到第二贯穿部112。考虑到这种情况，所述倾斜单元120由这样的铰接件构成：所述铰接件以平行的方式彼此面对，且其间具有预定间隙。所述倾斜单元120的间隙与所述第一贯穿部101和第二贯穿部112连通。

如图4所示，所述倾斜单元120由第一铰接件121、第二铰接件122和轴123组合构成，所述第一铰接件从所述治具本体100的下表面向下延伸，所述第二铰接件从所述接触部件110的上表面向上延伸，所述轴通过将连接所述第一铰接件121和第二铰接件122而用作倾斜中心。

如图6所示，所述倾斜单元120的第一铰接件121成对设置，从而该对第一铰接件121彼此平行地布置，且其间具有预定间隙。类似地，所述第二铰接件122也成对设置，从而该对第二铰接件122彼此平行地布置，且其间具有预定间隙。另外，用作倾斜中心的所述轴123也优选地成对设置，且其间具有间隙。所述第一铰接件121和第二铰接件122中的一个可以位于所述第一铰接件121和第二铰接件122中的另一个的内侧。例如，所述第二铰接件122可以被布置在所述第一铰接件121的内侧处。在这个结构中，所述倾斜单元120可以在提供倾斜功能的同时，允许穿过所述第一贯穿部101入射的激光朝向所述第二贯穿部112行进。

另外，穿过所述第二贯穿部112的激光可以被照射到紧密附着到汇流条的电池单元引线20的上表面上。在激光焊接期间，所述电池单元引线20可以通过所述接触部件110而与所述汇流条保持紧密接触。

在本公开中，因为利用所述第一贯穿部101和第二贯穿部112来引导激光焊接范围，所以焊接位置和图案可以是均匀的，因此可以提高焊接质量。

所述接触部件110是这样的部件：其前表面与焊接目标直接接触，并且被所述倾斜单元120连接到所述治具本体100的下部。所述接触部件110具有呈狭缝形的第二贯穿部112，所述第二贯穿部112形成为与所述第一贯穿部101以及所述倾斜单元120之间的间隙连通，从而穿过所述治具本体100的第一贯穿部101的激光可以朝向焊接目标移动。所述接触部件110由一对板111构成，所述一对板111被平行地布置，且所述狭缝、即所述第二贯穿部112位于所述一对板111之间。

所述一对板111可以独立地倾斜。也就是说，参考图3至5，所述板111和倾斜单元120通过形成所述第二贯穿部112的预定间隙被彼此隔开，并且被平行地成对布置。

因此，每个板111可以随着每个倾斜单元120倾斜。例如，一个板111和另一个板111的旋转方向和斜度可以根据一个倾斜单元120和另一个倾斜单元120的旋转方向和角度而改变。在本公开中，因为该对板111可以相对于彼此独立地倾斜，所以甚至即使汇流条(未示出)发生扭曲，所述电池单元引线20也可以被紧密地附着。

所述接触部件110的每个板111优选地被构造成具有台阶形，使得其下部相对较薄，其上部113(见图5)相对较厚。根据这个结构，所述接触部件110的、焊接表面位于此处的端部可以被设计成具有适于所述电池单元引线20的宽度的纤细宽度，并且所述接触部件110的上表面也可以具有足以支撑稍后解释的弹性部件130的面积。

所述弹性部件130被置于所述治具本体100和接触部件110之间，以提供用于在所述接触部件110和用作焊接目标的电池单元引线20之间紧密附着的弹性力。如果所述焊接目标的高度或平坦度发生改变，则借助于所述弹性部件130所施加的弹性力，所述接触部件110发生倾斜，以紧密地附着到所述焊接目标的表面，从而补偿所述焊接目标的偏差。

所述弹性部件130由螺旋弹簧形成，并且所述螺旋弹簧的两端被分别地联接和安装到所述治具本体100和接触部件110。所述弹性部件130相对于所述倾斜单元120对称地布置。

所述弹性部件130由弹簧引导件131支撑，所述弹簧引导件131被分别竖直地布置在所述治具本体100的下部和所述接触部件110的上部处。所述弹簧引导件131分别从所述治具本体100的下表面和所述接触部件110的上表面突出，以彼此面对，并且所述弹簧引导件131被插入到相应的弹性部件130的两侧中，以支撑所述弹性部件130。根据所述弹性部件130和弹簧引导件131的布置，即使在所述电池单元引线20处发生轻微的高度偏差，也可以灵敏地施加弹性力，以使所述接触部件110和电池单元引线20彼此紧密地附着。

位移传感器140被安设在所述治具本体100的上部处，以补偿所述焊接激光的焦距。所述位移传感器140的尖端被竖直地布置，以能够接触所述治具本体100的上表面，从而检测所述电池单元引线20的高度偏差。所述位移传感器140可以使用常规的接触式线性位移传感器来实现。如果由于电池的电池单元尺寸偏差、模块组装偏差等造成所述电池单元引线20的高度或平坦度发生改变，则所述治具本体100的高度发生改变，并且所造成的高度偏差由所述位移传感器140检测，并且被反映到用于增加(或减小)激光焦距的校正过程。

图8和图9是示出使用根据本公开的实施例的用于激光焊接的治具组件的实例的立体图。如图所示，根据本公开的实施例的用于激光焊接的治具组件可以被应用于这样的激光焊接工艺：被弯曲成彼此重叠的电池单元引线20被熔合，以被电连接。

如图8所示，在所述接触部件110的焊接表面紧密地附着到所述电池单元引线20的状态下，所述位移传感器140与所述治具本体100的上表面相接触，以测量高度。如果所述位移传感器140的高度测量的结果表明发生了偏差，则所述激光焊接设备通过反映所述偏差值而与变化的高度同等程度地校正激光的焦距。

之后，如图9所示，在所述电池单元引线20利用所述接触部件110而被挤压的状态下，激光L被发射用于焊接所述电池单元引线20。此时，所述激光L依次穿过所述治具本体100的第一贯穿部101、倾斜单元120的间隙和接触部件110的第二贯穿部112，并且被照射到所述电池单元引线20，以熔合电池单元引线20。

因为所述接触部件110能够被所述倾斜单元120和弹性部件130倾斜并且弹性地附着到所述电池单元引线20，所以即使所述电池单元引线20的平坦度(角度)发生改变，所述接触部件110也能够与所述电池单元引线20保持紧密接触，从而防止在焊接图案中产生孔的问题。

已经详细描述了本公开。然而，应该理解的是，虽然所述详细描述和具体实例示出了本公开的优选实施例，但其仅以示意的方式给出，因为本领域技术人员而言根据所述该详细描述能够显而易见地认识到在本公开范围内的各种改变和变型。

Claims (9)

1.一种用于激光焊接的治具组件，包括：

治具本体，所述治具本体具有第一贯穿部，用于焊接的激光能够穿过所述第一贯穿部；

接触部件，所述接触部件被连接到所述治具本体，以接触焊接目标，所述接触部件具有第二贯穿部，穿过所述第一贯穿部的激光能够朝向所述焊接目标穿过所述第二贯穿部；

倾斜单元，所述倾斜单元具有铰接结构，以将所述治具本体和所述接触部件彼此连接；和

弹性部件，所述弹性部件被置于所述治具本体和所述接触部件之间，以提供用于将所述接触部件紧密地附着到所述焊接目标的弹性力。

2.根据权利要求1所述的用于激光焊接的治具组件，其中，所述弹性部件是螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的两端分别被联接到所述治具本体和所述接触部件，其中，所述弹性部件相对于所述倾斜单元被对称地布置。

3.根据权利要求2所述的用于激光焊接的治具组件，还包括弹簧引导件，所述弹簧引导件被构造成分别从所述治具本体的下表面和所述接触部件的上表面突出，并且被插入到所述螺旋弹簧的两侧中，以支撑所述螺旋弹簧。

4.根据权利要求1所述的用于激光焊接的治具组件，其中，所述焊接目标是电池单元引线，其中，形成在所述治具本体处的所述第一贯穿部具有对应于所述电池单元引线的伸长孔结构。

5.根据权利要求4所述的用于激光焊接的治具组件，其中，所述倾斜单元由彼此平行布置的铰接件构成，所述铰接件之间形成有间隙，激光能够穿过所述间隙，其中，所述倾斜单元的所述间隙与所述第一贯穿部连通，使得激光能够从中穿过。

6.根据权利要求5所述的用于激光焊接的治具组件，其中，所述接触部件由彼此平行布置的一对板构成，所述一对板之间形成有间隙，其中，所述第二贯穿部由所述接触部件的所述间隙来提供，其中，所述倾斜单元的所述间隙与所述第二贯穿部连通，使得激光能够从中穿过。

7.根据权利要求1所述的用于激光焊接的治具组件，还包括位移传感器，所述位移传感器被布置成接触所述治具本体的上表面，以检测所述焊接目标的高度偏差。

8.根据权利要求6所述的用于激光焊接的治具组件，其中，所述一对板被设置成独立地倾斜。

9.根据权利要求6所述的用于激光焊接的治具组件，其中，所述一对板具有相对较薄的下部和相对较厚的上部，以具有台阶形。