CN112439994A - 一种锂电池极耳部位异种金属连接材料的激光焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
一种锂电池极耳部位异种金属连接材料的激光焊接工艺，涉及一种激光焊接工艺，包括以下过程：采用的异种金属为铝合金和镀镍铜，其中铝合金为6061铝合金，镀镍铜的牌号为Ni6T2，采用叠焊的方式进行焊接，焊接过程在无尘工作室内进行，焊前先对实验材料进行表面清洁，保证板材表面干净无污染，然后将板材叠放在工作台上，并用夹具固定，然后调整激光位置使之位于待焊接部分的中心，通过激光控制系统调整激光焊接参数和焊接过程；本发明解决6061铝合金与Ni6T2应用于生产过程中极耳串并联端的焊接问题，通过采用单模激光焊接工艺，能够输出稳定的激光功率，在焊接过程中调整各种焊接工艺参数及改善工艺环境，确保焊点成形良好，无宏观缺陷，各方面性能达到生产应用标准。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光焊接工艺，特别是涉及一种锂电池极耳部位异种金属连接材料的激光焊接工艺。
背景技术
新能源锂电池的极耳焊接中，常用镀镍铜、铜、铝，这三种材料作为电池极耳进行焊接，传统的焊接方式采用的是超声波焊接，但是超声波焊后会出现虚焊、毛刺、拉力不稳定、放电电流不稳定、电阻过大等缺陷。超声波焊接采用材料接触式加工，这对材料表面平行度、平整度提出了很高的要求，这导致了无法稳定加工。因此，近年来很多生产厂家使用激光焊接工艺来代替超声波焊接。
激光焊接具有能量密度高、焊接速度快、热影响区小、焊缝深宽比大、变形小及易于实现自动化等优点，已经被广泛应用于各行各业。尤其是近年来我国汽车行业和新能源行业的良好发展，激光焊接的应用呈现了爆发式的增长。
在电池极耳的焊接材料中，根据电池电压的要求，在串并联的极耳焊接中不仅有同种材料的焊接，也有异种材料的焊接，在异种材料的焊接过程中，由于大部分的材料为有色金属，其对激光的反射率各有不同，所以不同的叠放次序需研究不动的焊接工艺，因此研究6061铝合金在上，Ni6T2镀镍铜在下的激光焊接工艺对实际生产具有很大的理论与实用价值。
因为镀镍铜和铝合金的反射率不同，所适用的工艺参数也有很大差异，所以工艺参数是绝定特种材料焊接质量的重要指标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂电池极耳部位异种金属连接材料的激光焊接工艺，本发明解决6061铝合金与Ni6T2应用于生产过程中极耳串并联端的焊接问题。通过采用单模激光焊接工艺，能够输出稳定的激光功率，在焊接过程中调整各种焊接工艺参数及改善工艺环境，确保焊点成形良好，无宏观缺陷，各方面性能达到生产应用标准。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种锂电池极耳部位异种金属连接材料的激光焊接工艺，所述工艺包括以下过程：
采用的异种金属为铝合金和镀镍铜，其中铝合金为6061铝合金，镀镍铜的牌号为Ni6T2，采用叠焊的方式进行焊接，焊接过程在无尘工作室内进行，焊前先对实验材料进行表面清洁，保证板材表面干净无污染，然后将板材叠放在工作台上，并用夹具固定，然后调整激光位置使之位于待焊接部分的中心，通过激光控制系统调整激光焊接参数和焊接过程；其激光焊接参数为：激光功率700W-1000W，焊接速度为200mm/s-600mm/s，焊接路径采用双曲线路径，离焦量为+2mm；采用单模激光器双曲线路径为，焊接激光沿正弦曲线的路径进行正弦摆动焊接；所用夹具为铜杯压紧机构，机构压紧试件焊接部分周边，并且在焊接过程中吹出保护气保护焊接部位。
所述的一种锂电池极耳部位异种金属连接材料的激光焊接工艺，所述异种金属材料焊接的Ni6T2厚度为0.2mm，6061铝合金厚度为0.4mm。
所述的一种锂电池极耳部位异种金属连接材料的激光焊接工艺，所述夹具压紧试件焊接过程，具体为：将实验材料放置在工作台上，通过PLC程序控制铜杯移动到焊接部位并进行压紧，在焊接过程中通过PLC下达吹气指令。
所述的一种锂电池极耳部位异种金属连接材料的激光焊接工艺，所述单模激光器型号为MFSC-2000C-BJW3.0。
本发明的优点与效果是：
本发明通过采用单模激光焊接工艺，能够输出稳定的激光功率，在焊接过程中调整各种焊接工艺参数及改善工艺环境，确保焊点成形良好，无宏观缺陷，各方面性能达到生产应用标准。
本发明采用的此种焊接方法及工艺，可以解决6061铝合金与Ni6T2应用于生产过程中极耳串并联端的焊接问题，保证此类焊接接头的质量。
附图说明
图1为本发明材料叠焊示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明完成焊接后焊接效果照片。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。
图1与图2为本发明材料叠焊示意图，标注了焊接轨迹，图中的焊接路径为双曲线。图3为实施例材料完成焊接后，材料焊接效果图。
为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述所需要使用的附图作简单的介绍，且描述中的附图仅是本发明中一部分实施例，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的附图。
在本发明的描述中，给出大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
本发明提供了一种锂电池极耳部位异种金属连接材料的激光焊接工艺，其中Ni6T2尺寸为45mm*38mm*0.2mm，6061铝合金尺寸为45mm*38mm*0.4mm，其实施过程如下：
1、将Ni6T2薄板与6061铝合金薄板进行焊前处理：使用丙酮清洁待焊部位，保证待焊部位干净无污染；
2、将Ni6T2与6061铝合金以叠放在工作台上，保证6061铝合金在上，Ni6T2在下，搭接重叠部分宽度为20mm，用铜杯压紧保证材料之间没有空隙；
3、激光离焦量为+2mm，焊接功率为800W，焊接速度为400mm/s，焊接路径为双曲线，即延正弦曲线路径，振镜头进行正弦摆动焊接。
4、通过激光控制系统调整焊接功率、焊接速度、焊接路径，通过PLC控制铜杯，保证压紧位置的中心点与焊接路径的中心点在同一位置，校对位置的过程中开启激光器的红光预览，便于调节；
5、在激光控制系统上画出焊接路径，调节焊接功率为800W，焊接速度为400mm/s。
6、通过PLC程序调节铜杯并压紧，通过激光控制系统发送焊接指令，完成一次焊接。
7、本实施例焊接后，得到的焊缝如图3所示，焊缝的拉剪强度为30N/mm，超过产品合格要求（25N/mm）。焊缝匀称、美观。
以上对本发明的实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定的实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (4)
1.一种锂电池极耳部位异种金属连接材料的激光焊接工艺，其特征在于，所述工艺包括以下过程：
采用的异种金属为铝合金和镀镍铜，其中铝合金为6061铝合金，镀镍铜的牌号为Ni6T2，采用叠焊的方式进行焊接，焊接过程在无尘工作室内进行，焊前先对实验材料进行表面清洁，保证板材表面干净无污染，然后将板材叠放在工作台上，并用夹具固定，然后调整激光位置使之位于待焊接部分的中心，通过激光控制系统调整激光焊接参数和焊接过程；
其激光焊接参数为：激光功率700W-1000W，焊接速度为200mm/s-600mm/s，焊接路径采用双曲线路径，离焦量为+2mm；采用单模激光器双曲线路径为，焊接激光沿正弦曲线的路径进行正弦摆动焊接；所用夹具为铜杯压紧机构，机构压紧试件焊接部分周边，并且在焊接过程中吹出保护气保护焊接部位。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池极耳部位异种金属连接材料的激光焊接工艺，其特征在于，所述异种金属材料焊接的Ni6T2厚度为0.2mm，6061铝合金厚度为0.4mm。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池极耳部位异种金属连接材料的激光焊接工艺，其特征在于，所述夹具压紧试件焊接过程，具体为：将实验材料放置在工作台上，通过PLC程序控制铜杯移动到焊接部位并进行压紧，在焊接过程中通过PLC下达吹气指令。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池极耳部位异种金属连接材料的激光焊接工艺，其特征在于，所述单模激光器型号为MFSC-2000C-BJW3.0。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210305 |
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