CN110328458A - 一种激光焊接夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种激光焊接夹具，涉及焊接技术领域，该激光焊接夹具，包括焊接压紧组件和焊接支撑座，焊接支撑座设置在焊接压紧组件的下方，焊接压紧组件包括焊接压紧块和驱动机构，驱动机构与焊接压紧块连接，焊接压紧块与焊接支撑座相对设置，焊接压紧块上还开设有吹气孔，焊接压紧块的内部设置有与吹气孔连通的吹气通道，吹气通道向下延伸至焊接压紧块的底部。相较于现有技术，本发明提供的激光焊接夹具，通过焊接压紧块压合在焊接支撑座上产生的压合力和吹气通道吹出的气流产生的压合力，使得极片与极耳在焊接准备时、焊接进行中均能保证相互贴合，避免因为焊接过程中极片变形导致极片与极耳分离而影响焊接质量。

Description

一种激光焊接夹具

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种激光焊接夹具。

背景技术

在锂离子电池极片箔材焊接极耳过程中，传统焊接方式采用的是超声波焊接，超声波焊接箔材与极耳会产生如下问题：虚焊、焊接后毛刺太大、焊接后的拉力不稳定、在化成放电过程中放电电流不够、电阻过大等。需一种新型焊接工艺方式来替代传统超声波焊接，激光焊接在保证焊接要求情况下可规避超声波焊接产生的工艺问题。

现有激光焊接极耳与极片箔材区无法把控两种材料之间的贴合度，特别是在焊接过程中，由于激光高温作用会导致极片箔材区在焊接过程中有变形，变形之后极耳与极片箔材区之后有间隙，而焊接这两种材料需保证两者之间完全贴合，轻微间须都会导致虚焊、焊接不上、焊接后拉力无法满足等现象。

有鉴于此，设计制造出一种能弥补由于激光能量导致的箔材变形、拱起、间隙，同步保证极耳与极片箔材区完全贴合的激光焊接夹具就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能弥补由于激光能量导致的箔材变形、拱起、间隙，保证极耳与极片箔材区完全贴合，提高焊接质量。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

一种激光焊接夹具，包括焊接压紧组件和焊接支撑座，焊接支撑座设置在焊接压紧组件的下方，用于承载焊接件，焊接压紧组件包括焊接压紧块和驱动机构，驱动机构与焊接压紧块连接，焊接压紧块与焊接支撑座相对设置，用于在驱动机构的带动下压合在焊接件上，焊接压紧块上还开设有用于供气管装配的吹气孔，焊接压紧块的内部设置有与吹气孔连通的吹气通道，吹气通道向下延伸至焊接压紧块的底部，用于向着焊接件吹气。

进一步地，焊接压紧组件还包括设置在焊接压紧块两侧的除尘管道，焊接压紧块的底部的两侧开设有出气槽，出气槽与吹气通道连通，除尘管道与出气槽连通。

进一步地，除尘管道包括一体设置的扩口部和圆管部，扩口部可拆卸地连接在焊接压紧块的侧壁上，并罩设在出气槽上。

进一步地，吹气通道的顶端设置有供激光穿过的密封镜片，密封镜片密封盖设在吹气通道的端部。

进一步地，焊接压紧块包括压紧块本体和焊接压板，压紧块本体与驱动机构传动连接，焊接压板可拆卸地设置在压紧块本体的下方，且焊接压板上开设有焊接通孔，焊接通孔与吹气通道相对设置。

进一步地，焊接压板上设置有定位销，压紧块本体的底部开设有销孔，定位销与销孔相配合，且压紧块本体的侧壁上还开设有与销孔连通的销锁紧孔，销锁紧孔内设置有锁紧销，锁紧销伸入销孔并抵持在定位销上。

进一步地，驱动机构包括驱动板、承载板和第一驱动件，承载板与焊接压紧块固定连接，驱动板设置在承载板的上方，第一驱动件设置在驱动板上并与承载板传动连接，用于带动承载板靠近或者远离驱动板。

进一步地，驱动机构还包括导向杆，导向杆固定设置在驱动板上，承载板上还设置有直线轴承，导向杆依次穿过直线轴承和承载板。

进一步地，焊接支撑座包括吸附底板和底板固定座，吸附底板固定设置在底板固定座上并与焊接压紧块相对设置，且吸附底板上开设有用于容置焊接件的容置槽。

进一步地，焊接支撑座还包括升降支撑座、升降支撑辊和第二驱动件，升降支撑座与底板固定座连接，升降支撑辊与升降支撑座连接，第二驱动件设置在升降支撑座的底部，用于顶升升降支撑座。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种激光焊接夹具，将极片和极耳形成的组合焊接件放置在焊接支撑座上，焊接压紧块在驱动机构的带动下压合在焊接件上，同时通过外接供气管，并通过吹气孔向吹气通道内供气，吹气通道向着焊接件吹气，从而形成从上往下的气压，气压保证极片与极耳之间有压合力，使得极片与极耳在焊接过程中始终保持贴合。相较于现有技术，本发明提供的激光焊接夹具，通过焊接压紧块压合在焊接支撑座上产生的压合力使得极片的边缘部位相互贴合，吹气通道吹出的气流产生的压合力使得极片的焊接部位相互贴合，使得极片与极耳在焊接准备时、焊接进行中均能保证相互贴合，避免因为焊接过程中极片变形导致极片与极耳分离而影响焊接质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明提供的激光焊接夹具的结构示意图；

图2为图1中激光焊接夹具的装配示意图；

图3为图1中焊接压紧组件在第一视角下的结构示意图；

图4为图1中焊接压紧组件在第二视角下的结构示意图；

图5为图4中焊接压紧块的结构示意图；

图6为图1中焊接支撑座的整体结构示意图；

图7为图1中焊接支撑座的局部结构示意图。

图标：10-激光焊接夹具；100-焊接压紧组件；110-焊接压紧块；111-压紧块本体；113-焊接压板；115-定位销；117-锁紧销；130-驱动机构；131-驱动板；133-承载板；135-第一驱动件；137-导向杆；139-直线轴承；150-除尘管道；151-扩口部；153-圆管部；155-管道固定座；170-吹气通道；171-密封镜片；190-吹气孔；200-焊接支撑座；210-吸附底板；230-底板固定座；231-容置槽；250-升降支撑座；270-升降支撑辊；290-第二驱动件；300-激光发射装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

结合参见图1至图5，本实施例提供了一种激光焊接夹具10，能够保证焊接前和焊接过程中都能够使得极片与极耳各处都能贴合在一起，保证焊接质量。

本实施例提供的激光焊接夹具10，包括焊接压紧组件100和焊接支撑座200，焊接支撑座200设置在焊接压紧组件100的下方，用于承载焊接件。焊接压紧组件100用于与激光发射装置300连接。

焊接压紧组件100包括焊接压紧块110、驱动机构130和设置在焊接压紧块110两侧的除尘管道150，驱动机构130与焊接压紧块110连接，焊接压紧块110与焊接支撑座200相对设置，用于在驱动机构130的带动下压合在焊接件上，焊接压紧块110上还开设有用于供气管装配的吹气孔190，焊接压紧块110的内部设置有与吹气孔190连通的吹气通道170，吹气通道170向下延伸至焊接压紧块110的底部，用于向着焊接件吹气。焊接压紧块110的底部的两侧开设有出气槽，出气槽与吹气通道170连通，除尘管道150与出气槽连通。

需要说明的是，本实施例中焊接压紧块110的前侧表面和后侧表面上均开设有吹气孔190，一备一用，其中一个吹气孔190上设置有气嘴，气嘴与外部供气管道连接，另一个吹气孔190通过堵头封堵。当然，此处也可以两个吹气孔190同时进行吹气，提高内部吹气通道170的气压值。

在本实施例中，焊接件为极片与极耳的贴合组件，当然，此处焊接件也可以是其他类型的焊接对象，例如两个钢板之间的焊接，在此不具体限定。驱动机构130上方设置有激光发射装置300，其结构与现有的激光焊接结构一致，在此不过多描述，激光发射装置300发出的激光穿过焊接压紧块110后直接作用在焊接件上，从而实现激光焊接功能。

需要说明的是，本实施例中吹气管道沿竖直方向设置在焊接压紧块110的中部，且为密封结构，吹气孔190上装配有外部的供气管，且吹气孔190与吹气通道170的上部连通，向吹气通道170内通入高压气体，并通过吹气通道170向下吹出高压气体，高压气体通过两侧的出气槽流入除尘管道150，一方面，能够在焊接件的表面形成由上而下的气流，使得极片能够与极耳相互贴合，另一方面，高压气体通过两侧进入除尘管道150，能够将焊接产生的飞溅物或杂质吹入除尘管道150，达到吸尘的效果。

除尘管道150包括一体设置的扩口部151和圆管部153，扩口部151可拆卸地连接在焊接压紧块110的侧壁上，并罩设在出气槽上。具体地，圆管部153与外部的杂质收集装置连接，杂质收集装置内还设置有真空泵，能够在圆管部153内形成负压，辅助将飞溅物从扩口部151吸入圆管部153。扩口部151与焊接压紧块110的侧壁之间形成除尘腔，除尘腔与出气槽连通，焊接产生的飞溅物通过出气槽进入除尘腔，再送入圆管部153。

需要说明的是，本实施例中圆管部153上还设置有管道固定座155，管道固定座155与驱动机构130连接，并与焊接压紧块110同步上下运动，从而使得除尘管道150与焊接压紧块110能够同步上下运动。

在本实施例中，吹气通道170的顶端设置有供激光穿过的密封镜片171，密封镜片171密封盖设在吹气通道170的端部。具体地，密封镜片171为透明镜片，且其与吹气通道170的上端部之间密封连接，从而使得吹气通道170内处于密封状态，避免从焊接压紧块110内部发生漏气的现象。

焊接压紧块110包括压紧块本体111和焊接压板113，压紧块本体111与驱动机构130传动连接，焊接压板113可拆卸地设置在压紧块本体111的下方，且焊接压板113上开设有焊接通孔，焊接通孔与吹气通道170相对设置。具体地，压紧块本体111呈矩形，焊接压板113通过螺栓连接固定在压紧块本体111的底部，压紧块本体111内部还设置有吹气通道170，压紧块本体111的底部两侧还开设有出气槽，焊接压板113围设在出气槽的底部，用于将吹气通道170内的高压气体辅助导入除尘管道150。

在本实施例中，焊接压板113上设置有定位销115，压紧块本体111的底部开设有销孔，定位销115与销孔相配合，且压紧块本体111的侧壁上还开设有与销孔连通的销锁紧孔，销锁紧孔内设置有锁紧销117，锁紧销117伸入销孔并抵持在定位销115上。通过定位销115对焊接压板113和压紧块本体111进行对位，同时设置锁紧销117，能够避免拆卸时定位销115被拔出，保证压紧块本体111与焊接压板113之间保持相对固定。

在本实施例中，焊接压板113的中部开设有让位开口，让位开口与上部的吹气通道170相对应，同时焊接压板113压合在焊接件上，让位开口处即是焊接作用位置，使得激光能够穿过吹气通道170并作用在焊接件上，完成激光焊接工作。

驱动机构130包括驱动板131、承载板133、第一驱动件135和导向杆137，承载板133与焊接压紧块110固定连接，驱动板131设置在承载板133的上方，第一驱动件135设置在驱动板131上并与承载板133传动连接，用于带动承载板133靠近或者远离驱动板131。导向杆137固定设置在驱动板131上，承载板133上还设置有直线轴承139，导向杆137依次穿过直线轴承139和承载板133。

在本实施例中，承载板133套设在焊接压紧块110上，并与焊接压紧块110同步运动。具体地，承载板133上开设有套接口，压紧块本体111穿设在套接口上并与承载板133之间过盈配合，使得压紧块本体111与承载板133之间连接成一个整体。当然，此处压紧块本体111也可以直接与承载板133焊接在一起或者通过定位键连接等方式实现动力的传递。

在本实施例中，第一驱动件135为气缸，驱动板131两侧各设置有一个气缸，通过两侧的气缸驱动并压紧承载板133，使得承载板133受力更加均衡。此外，导向杆137也为两个，两个导向杆137分别设置在驱动板131的两侧，且直线轴承139也为两个，两个直线轴承139分设在压紧块本体111两侧的承载板133上，通过两侧的导向杆137进行导向，能够使得压合过程更加平稳。

需要说明的是，承载板133的下方还设置有连接块，连接块上也开设有供导向柱自由穿过的导向孔，且连接块与承载板133之间固定连接，除尘管道150上的管道固定座155与连接块固定连接，从而能够实现除尘管道150与承载板133的同步运动。

结合参见图6和图7，焊接支撑座200包括吸附底板210和底板固定座230，吸附底板210固定设置在底板固定座230上并与焊接压紧块110相对设置，且吸附底板210上开设有用于容置焊接件的容置槽231。

在本实施例中，吸附底板210为真空吸附板，其上开设有多个真空吸附孔，能够将极片和极耳吸附在底板上，在焊接之前能够对极片和极耳的位置进行固定，方便焊接压紧块110压合时极片和极耳位置不变。同时，焊接过程中真空吸附板仍然保持吸附动作，辅助固定极片与极耳。

在本实施例中，容置槽231呈T型，其宽度、厚度、长度适应极耳输送尺寸，极耳输送到位后吸附底板210开启吸附，将极片与极耳吸附贴合。

焊接支撑座200还包括升降支撑座250、升降支撑辊270和第二驱动件290，升降支撑座250与底板固定座230连接，升降支撑辊270与升降支撑座250连接，第二驱动件290设置在升降支撑座250的底部，用于顶升升降支撑座250。

在本实施例中，第二驱动件290为导向气缸，导向气缸沿竖直方向顶升升降支撑座250，从而能够辅助将真空吸附板向着焊接压紧块110的方向抬升，进一步提升焊接压紧块110的压合效果。

需要说明的是，本实施例中，升降支撑座250为两个，两个升降支撑座250相对设置，升降支撑辊270也为两个，两个升降支撑辊270平行设置，每个升降支撑辊270的一端与其中一个升降支撑座250连接，另一端与另外一个升降支撑座250连接。每个升降支撑座250的底部均设置有导向气缸，通过导向气缸同步抬升两个升降支撑座250。

值得注意的是，本实施例中，通过焊接压紧块110压合在焊接件上，同时吹气通道170在焊接件上方形成向下的气压，且吸附底板210将焊接件吸附在其上，三个作用力一起配合使用，从而使得焊接件在焊接前和焊接时都能保持相对固定，且焊接件的不同焊接对象之间能够保持相互贴合。

综上所述，本实施例提供的激光焊接夹具10，其工作原理如下：极片经过过辊运动，焊接压紧块110在气缸作用下抬升，极耳通过输送结构输送至吸附底板210上，吸附底板210通过容置槽231固定极耳，极耳输送到位后吸附底板210开启吸附，将极片箔材与极耳吸附贴合，焊接压紧块110通过气缸下压。焊接压紧块110将焊接区域边缘压实，吹气通道170内部处于密封状态，上部通过激光保护密封镜片171保证上部密封且可透所采用的激光，吹气孔190开启吹气，内部气压通过焊接压紧块110两侧排放形成从上往下气压，气压保证极片箔材与极耳有压合力。激光出光在极片箔材与极耳贴合处焊接，焊接过程中能量会导致箔材焊接产生变形，内部的气压压力保证箔材与极耳贴合。两侧的除尘管道150开启除尘，将焊接产生的飞溅与粉尘吸走。相较于现有技术，本实施例提供的激光焊接夹具10，能弥补由于激光能量导致的箔材变形、拱起、间隙，保证极耳与极片箔材区完全贴合，提高焊接质量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种激光焊接夹具，其特征在于，包括焊接压紧组件和焊接支撑座，所述焊接支撑座设置在所述焊接压紧组件的下方，用于承载焊接件，所述焊接压紧组件包括焊接压紧块和驱动机构，所述驱动机构与所述焊接压紧块连接，所述焊接压紧块与所述焊接支撑座相对设置，用于在所述驱动机构的带动下压合在所述焊接件上，所述焊接压紧块上还开设有用于供气管装配的吹气孔，所述焊接压紧块的内部设置有与所述吹气孔连通的吹气通道，所述吹气通道向下延伸至所述焊接压紧块的底部，用于向着所述焊接件吹气。

2.根据权利要求1所述的激光焊接夹具，其特征在于，所述焊接压紧组件还包括设置在所述焊接压紧块两侧的除尘管道，所述焊接压紧块的底部的两侧开设有出气槽，所述出气槽与所述吹气通道连通，所述除尘管道与所述出气槽连通。

3.根据权利要求2所述的激光焊接夹具，其特征在于，所述除尘管道包括一体设置的扩口部和圆管部，所述扩口部可拆卸地连接在所述焊接压紧块的侧壁上，并罩设在所述出气槽上。

4.根据权利要求1所述的激光焊接夹具，其特征在于，所述吹气通道的顶端设置有供激光穿过的密封镜片，所述密封镜片密封盖设在所述吹气通道的端部。

5.根据权利要求1所述的激光焊接夹具，其特征在于，所述焊接压紧块包括压紧块本体和焊接压板，所述压紧块本体与所述驱动机构传动连接，所述焊接压板可拆卸地设置在所述压紧块本体的下方，且所述焊接压板上开设有焊接通孔，所述焊接通孔与所述吹气通道相对设置。

6.根据权利要求5所述的激光焊接夹具，其特征在于，所述焊接压板上设置有定位销，所述压紧块本体的底部开设有销孔，所述定位销与所述销孔相配合，且所述压紧块本体的侧壁上还开设有与所述销孔连通的销锁紧孔，所述销锁紧孔内设置有锁紧销，所述锁紧销伸入所述销孔并抵持在所述定位销上。

7.根据权利要求1所述的激光焊接夹具，其特征在于，所述驱动机构包括驱动板、承载板和第一驱动件，所述承载板与所述焊接压紧块固定连接，所述驱动板设置在所述承载板的上方，所述第一驱动件设置在所述驱动板上并与所述承载板传动连接，用于带动所述承载板靠近或者远离所述驱动板。

8.根据权利要求7所述的激光焊接夹具，其特征在于，所述驱动机构还包括导向杆，所述导向杆固定设置在所述驱动板上，所述承载板上还设置有直线轴承，所述导向杆依次穿过所述直线轴承和所述承载板。

9.根据权利要求1所述的激光焊接夹具，其特征在于，所述焊接支撑座包括吸附底板和底板固定座，所述吸附底板固定设置在所述底板固定座上并与所述焊接压紧块相对设置，且所述吸附底板上开设有用于容置所述焊接件的容置槽。

10.根据权利要求9所述的激光焊接夹具，其特征在于，所述焊接支撑座还包括升降支撑座、升降支撑辊和第二驱动件，所述升降支撑座与所述底板固定座连接，所述升降支撑辊与所述升降支撑座连接，所述第二驱动件设置在所述升降支撑座的底部，用于顶升所述升降支撑座。