CN110640293A - 一种快速换面的焊接基座及焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速换面的焊接基座，包括底模本体，底模本体的外轮廓为直柱体，还包括垫板、垫板座和侧挡板，垫板接触设置在底模本体的下方，侧挡板设置在底模本体的端面一侧；垫板与垫板座和/或侧挡板可拆卸连接；底模本体中设置有中心通孔，中心通孔的孔口位于底模本体的端面上，中心通孔中穿设有连接件，底模本体通过连接件与侧挡板可拆卸式固定连接。该快速换面的焊接基座结构合理，通过将垫片设置在底模本体的底部，垫板与垫板座可拆卸连接，当底模本体的表面因长时间焊接出现磨损时，取出垫片，通过旋松螺杆，绕螺杆旋转底模本体实现底模本体的换面。本发明还公开了一种包含快速换面的焊接基座的焊接装置。

Description

一种快速换面的焊接基座及焊接装置

技术领域

本发明涉及锂电池生产技术领域，具体涉及一种快速换面的焊接基座及焊接装置。

背景技术

锂电池的卷绕式电芯或者叠片式电芯均由极片和极耳组成，极耳通过焊接与极片连接。目前常用的极片和极耳焊接方法为超声波焊接。超声波焊接的设备主要组成为焊头和底模，极片箔材穿设在焊头和底模之间，极耳通过间歇式送料机构伸入焊头和底模之间。上述焊接设备的工作过程为：焊头和底模夹紧极片箔材和极耳，焊头输出高品振动波，加压贴合的极片箔材和极耳贴合面相互摩擦形成分子层间的熔合。

现有技术中的底模并与焊头相对设置，通常的底模设置在焊头的正下方，底模通过螺栓等与操作台固定连接，底模的材质为钨合金等金属合金材质。根据极片与极耳的焊接要求，焊头上设置有至少两个凸点，凸点的底面为平面状，该平面与底模的受压面平行。长时间超声波焊接后，底模的受压面磨损严重，需要对底模进行换面或者更换底模。

现有技术中底模的换面或者更换缺陷在于：第一、更换操作繁琐，耗时长，底模受压面需经过高精度平面度的调整，否则容易导致极片极耳破损、虚焊、焊接强度不一致等焊接缺陷；第二、以立方体的底模为例，与螺孔轴向相垂直的两个立方体表面可作为受压面，两次换面之后需要更换底模，直接增加了焊接装置的维护成本。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种快速换面的焊接基座。

为了实现上述技术效果，本发明的技术方案为：一种快速换面的焊接基座，包括底模本体，其特征在于，所述底模本体的外轮廓为直柱体，还包括垫板、垫板座和侧挡板，所述垫板接触设置在所述底模本体的下方，所述侧挡板设置在所述底模本体的端面一侧；所述垫板与垫板座和/或侧挡板可拆卸连接；所述底模本体中设置有中心通孔，所述中心通孔的孔口位于所述底模本体的端面上，所述中心通孔中穿设有连接件，所述底模本体通过所述连接件与所述侧挡板可拆卸式固定连接。

优选的技术方案为，所述底模本体的外轮廓为具有偶数条侧棱的直棱柱，所述底模本体的端面为正多边形。

优选的技术方案为，所述底模本体的周向侧面上设置有至少一组焊压凸条，成组的所述焊压凸条数量等于所述直棱柱的侧棱数，成组的所述焊压凸条在所述底模本体的周向侧面上均匀间隔分布。

优选的技术方案为，所述直棱柱为立方体，所述底模本体的侧面设置有两组焊压凸条，所述焊压凸条与所述侧棱相邻设置。

优选的技术方案为，所述垫板座上设置有限位槽，所述垫板配合设置在所述限位槽中。

优选的技术方案为，所述垫板和垫板座上设置有相配合的销孔，所述销孔中穿设有销轴。

优选的技术方案为，限位槽的轴向与所述中心通孔的轴向一致。

优选的技术方案为，所述垫板座与所述侧挡板固定连接。

本发明的目的之二在于提供一种焊接装置，包括焊头，其特征在于，还包括上述的快速换面的焊接基座，所述焊头与所述底模本体的侧面相对设置。

本发明的目的之三在于提供一种焊接装置，包括焊头，其特征在于，还包括上述的快速换面的焊接基座，所述焊头与所述焊压凸条相对设置。

本发明的优点和有益效果在于：

该快速换面的焊接基座结构合理，通过将垫片设置在底模本体的底部，垫板与垫板座可拆卸连接，当底模本体的表面因长时间焊接出现磨损时，取出垫片，通过旋松螺杆，绕螺杆旋转底模本体实现底模本体的换面；

与现有技术中的螺杆连接相比，底模本体的每个侧面均可作为焊压面，换面时间大幅缩短，换面后的底模本体焊压面的平面度更趋精确。

附图说明

图1是实施例1快速换面的焊接基座的立体结构示意图；

图2是实施例1快速换面的焊接基座的另一立体结构示意图；

图3是实施例1快速换面的焊接基座的主视结构示意图；

图4是实施例1中底模本体的立体结构示意图；

图5是实施例1中垫板、垫板座和侧挡板的连接结构示意图；

图6是实施例2中快速换面的焊接基座的主视结构示意图；

图7是实施例3中快速换面的焊接基座的主视结构示意图；

图8是实施例4快速换面的焊接基座的立体结构示意图；

图9是实施例5焊接装置的主视结构示意图；

图10是实施例6焊接装置的主视结构示意图；

图中：1、底模本体；2、垫板；3、垫板座；31、基板；32、挡条；4、侧挡板；5、中心通孔；6、螺栓；7、螺母；8、限位槽；9、第一销轴；10、焊压凸条；11、焊头；12、第二销轴；13、定位孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

底模本体的外轮廓为直柱体

底模本体的作用在于提供与焊头底面相平行的焊压平面，以及底模本体绕中心通孔旋转时能实现焊压平面的换面。外轮廓为直柱体的底模本体包括但不限于端面为正多边形的直棱柱，还包括圆柱形或者端面为异形的直柱体。

优选的，底模本体的外轮廓直棱柱具有偶数条的侧棱，且模本体的端面为正多边形，即底模本体的某一侧面与垫板水平面接触，底模本体的顶面为水平的焊压面。

底模本体的侧面可直接作为焊压面，进一步的，底模本体的侧面上设置有焊压凸条，即焊压凸条的顶面为焊压面。焊压凸条的数量为一根或者多根，焊压凸条的宽度根据焊头的尺寸确定。

进一步的，为了确保焊接状态下具有焊接压条的底模本体与垫板接触稳定，底模本体的周向侧面上设置有两组焊压凸条，即底模本体的每一侧面上均设置有两条焊压凸条。更进一步的，两条焊压凸条与侧面的两边侧棱相邻设置。具体的，为了方便底模本体的制造，位于同一侧棱两侧的焊压凸条一体连接，即组合的焊压凸条呈包覆状设置在侧棱的外缘。

底模本体与垫板

垫板接触设置在底模本体的底部。垫板的作用在于为底模本体提供水平基面。为了确保底模本体使用状态下的稳定性，优选的，底模本体的侧面与垫板之间的接触方式为面接触。

具体的，当焊头底面为水平面，或者焊头的焊点底面为水平面市，底模本体与垫板之间水平面接触，或者垫板上设置有与底模本体相配合的水平凹槽，凹槽的横截面形状根据底模本体的侧面形状确定。例如底模本体的端面为正多边形，且正多边形的边数为奇数时，水平凹槽可为V形，V形槽的槽面夹角等于正多边形的内角，底模本体的侧棱位于V形槽中时，底模本体的顶面为水平的焊压面；正多边形的边数为奇数时，则底模本体两相对的侧面平行，垫板的顶面为平面。

垫板座

垫板座的作用在于定位垫板，约束垫板水平面内的运动，可选范围包括已知的所有满足上述功能的连接结构。广义的垫板座可为操作面，或者设置在操作面上的定位件。进一步的，垫板座和/或侧挡板均可作为约束垫板在水平面内运动的固定件。为了方便拆卸垫板，进一步的，垫板座上设置有与底模本体相配合的限位槽，垫板和垫板座之间的销轴，限位槽和销轴组合约束垫板在水平面内的运动。

侧挡板

侧挡板的作用在于通过连接件与底模本体可拆卸式连接。实际生产中，侧挡板可直接固定设置在操作面上，也可以与垫板座固定连接组合成L形。

穿设于中心通孔中的连接件

连接件的作用在于为底模本体提供转轴，并使底模本体与侧挡板可拆卸式连接，可选范围包括已知的所有满足上述功能的连接结构。包括但不限于以下结构：

1、连接件为螺杆，侧挡板上设置有定位孔，焊接状态下，螺杆穿设于中心通孔和定位孔中，底模本体和侧挡板夹紧于螺杆两端的螺母之间或者螺母与螺杆帽部之间；

2、侧挡板上设置有定位孔，直线气缸或者直线油缸的活塞杆穿设与中心通孔和定位孔中，活塞杆的端部设置有限位块，直线气缸或者直线油缸的缸体与侧挡板连接，底模本体和侧挡板夹紧于限位块和缸体之间。

3、侧挡板上设置有螺孔，螺杆穿设于中心通孔中并与螺孔螺纹配合，焊接状态下，底模本体夹紧于螺杆的帽部和侧挡板之间。

上述的直线气缸或者直线油缸可由已知的往复运动件或者往复运动机构等效替代。

进一步的，穿设于中心通孔中的连接件穿接段与中心通孔之间存在间隙，焊接状态下，穿接段中心轴与垫板的间距略大于中心通孔中心轴与垫板的间距。

实施例1

如图1-5所示，实施例1的快速换面的焊接基座，包括底模本体1，底模本体1的外轮廓为立方体，还包括平板状的垫板2、垫板座3和侧挡板4，垫板2接触设置在底模本体1的下方，侧挡板4设置在底模本体1的端面一侧；垫板2与垫板座3可拆卸连接；底模本体1中设置有中心通孔5，中心通孔5的孔口位于底模本体1的端面上，侧挡板上设置有与中心通孔5等高的定位孔13，中心通孔5和定位孔13中穿设有螺栓6，侧挡板4和底模本体1位于螺栓6帽部和螺母7之间。

底模本体1的侧面设置有两组焊压凸条10，焊压凸条10与侧面两边的侧棱相邻设置，侧棱两侧的焊压凸条10与底模本体一体连接。成组的焊压凸条10以中心通孔5的中心轴为中心呈环形阵列分布，位于同一侧面上的两条焊压凸条10对称设置在所在侧面的端边中点连线两侧。

垫板2与垫板座3的可拆卸连接结构为：垫板座3上设置有限位槽8，垫板2配合设置在限位槽8中；限位槽8的轴向与中心通孔5的轴向一致。垫板座3与侧挡板4固定连接。垫板2和垫板座3上设置有相配合的销孔，销孔中穿设有第一销轴9。

实施例2

如图6所示，实施例2基于实施例1，区别在于：实施例1中底模本体2为立方体，底模本体1的侧面直接作为焊压面。

实施例3

如图7所示，实施例3基于实施例1，区别在于：实施例3中的底模本体1的外轮廓为正五棱柱，垫板2上设置有槽面夹角为120°的V形槽，底模本体1的周向侧面设置有五条焊压凸条10，焊压凸条10一一对应设置在底模本体1侧面的中部，焊压凸条10的端面与底模本体1的端面齐平。

实施例4

如图8所示，实施例4基于实施例1，区别在于：垫板座3包括基板31、设置在基板31上的挡条32、挡条32与侧挡板4组合成与垫板2配合的配合槽，配合槽的轴向与中心通孔5的轴向相垂直，基板31、垫板2和侧挡板4之间通过第二销轴12连接。

实施例5

如图9所示，实施例5的焊接装置基于实施例2，区别在于，焊头11与底模本体1对应设置。

实施例6

如图10所示，实施例6的焊接装置基于实施例1，区别在于，焊头11与底模本体的焊压凸条10对应设置。

实施例1-4的底模本体换面（切换焊压凸条10）步骤为：

1、拔出垫板2与垫板座3的第一销轴9或第二销轴12，取出垫板2；

2、拧松螺母7使螺母7、底模本体1的端面、侧挡板以及螺栓6帽部呈非紧压状态；

3、绕螺栓6旋转底模本体1，将垫板2插入底模本体1和垫板座3之间，底模本体1的底面因自重与垫板2的顶面接触；

4、插接垫板2与垫板座3的第一销轴9或第二销轴12，拧紧螺母7使螺母7、底模本体1的端面、侧挡板以及螺栓6帽部呈相互紧压状态。

实施例6的焊接装置中，焊头11在水平面内的位置保持不变，当底模本体1中成组的焊压凸条10均被磨损后，调转底模本体1的端面朝向，使原先与螺母7相顶压的底模本体1端面调整至与侧挡板相顶压，则可采用另一组焊压凸条10，同样的，充实上述实施例1-4的底模本体换面步骤，实现同组四根焊压凸条10的切换使用。综上，实施例6中与焊头11相对应的焊压凸条10为八条。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种快速换面的焊接基座，包括底模本体，其特征在于，所述底模本体的外轮廓为直柱体，还包括垫板、垫板座和侧挡板，所述垫板接触设置在所述底模本体的下方，所述侧挡板设置在所述底模本体的端面一侧；所述垫板与垫板座和/或侧挡板可拆卸连接；所述底模本体中设置有中心通孔，所述中心通孔的孔口位于所述底模本体的端面上，所述中心通孔中穿设有连接件，所述底模本体通过所述连接件与所述侧挡板可拆卸式固定连接。

2.根据权利要求1所述的快速换面的焊接基座，其特征在于，所述底模本体的外轮廓为具有偶数条侧棱的直棱柱，所述底模本体的端面为正多边形。

3.根据权利要求2所述的快速换面的焊接基座，其特征在于，所述底模本体的周向侧面上设置有至少一组焊压凸条，成组的所述焊压凸条数量等于所述直棱柱的侧棱数，成组的所述焊压凸条在所述底模本体的周向侧面上均匀间隔分布。

4.根据权利要求3所述的快速换面的焊接基座，其特征在于，所述直棱柱为立方体，所述底模本体的侧面设置有两组焊压凸条，所述焊压凸条与所述侧棱相邻设置。

5.根据权利要求1所述的快速换面的焊接基座，其特征在于，所述垫板座上设置有限位槽，所述垫板配合设置在所述限位槽中。

6.根据权利要求1所述的快速换面的焊接基座，其特征在于，所述垫板和垫板座上设置有相配合的销孔，所述销孔中穿设有销轴。

7.根据权利要求5所述的快速换面的焊接基座，其特征在于，限位槽的轴向与所述中心通孔的轴向一致。

8.根据权利要求1所述的快速换面的焊接基座，其特征在于，所述垫板座与所述侧挡板固定连接。

9.一种焊接装置，包括焊头，其特征在于，还包括权利要求1至8中任意一项所述的快速换面的焊接基座，所述焊头与所述底模本体的侧面相对设置。

10.一种焊接装置，包括焊头，其特征在于，还包括权利要求2或3所述的快速换面的焊接基座，所述焊头与所述焊压凸条相对设置。

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