CN112526359B - 一种铅酸蓄电池穿壁焊焊点检测方法 - Google Patents

一种铅酸蓄电池穿壁焊焊点检测方法 Download PDF

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Abstract

一种铅酸蓄电池穿壁焊焊点检测方法，利用焊点检测机对电池五个焊点进行检测，将剔除的问题产品的焊点进行解剖，解剖后，若焊点质量完好，则利用校准工装对焊点检测机进行精准度校准，校准方过程为利用五个检测夹钳分别对同一个焊点两端的电压进行检测，超出电压偏差范围对检测夹钳加载在焊点两端的位置进行前后左右的位置调整。本发明提高了穿壁焊焊点检测机的检测精准性，避免因检测夹钳位置偏移引起的检测偏差，有效将穿壁焊焊点存在质量问题的蓄电池进行剔除。

Description

一种铅酸蓄电池穿壁焊焊点检测方法
技术领域
本发明涉及一种铅酸蓄电池穿壁焊焊点检测方法，属于蓄电池技术领域。
背景技术
铅酸蓄电池各单体之间串联主要采用穿壁焊方式，穿壁焊焊接质量直接影 响着蓄电池质量，但其作为特殊焊接过程，易出现穿壁焊假焊、溅铅、气孔等 缺陷，导致电池在使用过程中出现焊点开焊、电池内阻增高等，从而造成电池 报废，严重影响电池使用寿命。穿壁焊质量决定蓄电池的可靠性和寿命，因此 穿壁焊焊点质量100％精准检查成为极为重要的工序。
目前国内外对铅酸蓄电池穿壁焊焊接质量的检测主要通过穿壁焊焊点检测 机进行检测，该设备由电源电路、检测夹钳、测量电路和声光报警器组成。试 验电流和测量电路的信号输入端通过一个检测夹钳加载在被测焊点两端，通以 恒定不变的试验电流，以测量焊点两端的电压值，根据电压值判断焊点电阻大 小，以此判断穿壁焊焊点的质量，并将该电压输出给声光报警电路，测得电压 值超出检测设定值时，声光报警电路启动将问题产品剔除。
铅酸蓄电池行业使用的穿壁焊焊点检测机设备灵敏度高，检测准确性也比 较好，但是，穿壁焊焊点检测机在长期的使用过程中，检测夹钳加载在被测焊 点两端的位置会发生偏移，造成蓄电池五个焊点两端的电压检测数值偏差较大， 从而导致因检测机检测偏差而出现焊点实际质量无法进行有效判定。此外，技 术人员设定合格焊点检测工艺参数范围非常困难，工艺参数范围设定较窄，可 以有效保证焊点质量，但容易将合格产品剔除，造成损失；工艺参数范围设定 较宽，在穿壁焊焊点存在缺陷的情况下，虽然，利用现有检测机检测的同一个 电池的五个焊点两端的电压值之间相差较大，但是检测的电压值均在检测电压 偏差范围内(一般要求检测电压小于5mV)，此时，仍会将问题产品归于合格 产品中，从而造成后续电池出现问题，影响电池使用寿命。
发明内容
本发明为克服现有技术弊端，提供一种铅酸蓄电池穿壁焊焊点检测方法， 提高了穿壁焊焊点检测机的检测精准性，避免因检测夹钳位置偏移引起的检测 偏差，有效将穿壁焊焊点存在质量问题的蓄电池进行剔除。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种铅酸蓄电池穿壁焊焊点检测方法，利用焊点检测机对电池五个焊点进 行检测，将剔除的问题产品的焊点进行解剖，解剖后，焊点质量完好，则利用 校准工装对焊点检测机进行精准度校准，校准方法包括如下步骤：
a、校准工装的制作：校准工装模拟真实电池结构，其包括十个单元格电池 壳体以及十组电池极群组单体，将所述十组电池极群组单体通过穿壁焊焊接；
b、利用检测仪器对校准工装上的一个焊点两端的电压进行精准检测，此焊 点标定为A焊点，记录检测电压值为U0；
c、设定焊点检测机的检测电流，利用焊点检测机1号检测夹钳仍对A焊 点两端的电压进行检测，焊点检测机2至5号检测夹钳检测对应位置的焊点两 端的电压，但并不记录电压值，若1号检测夹钳测得的电压值U1与电压值U0的偏差超过规定的仪表检测偏差范围，则通过前后左右移动调整1号检测夹钳 加载在A焊点两端的位置，直至电压值U1与电压值U0偏差符合规定的电压偏 差范围，记录调整后A焊点两端的电压值为U1′，并以此作为校准的基准电压 值；
d、将校准工装向左平移，利用焊点检测机2号检测夹钳仍对校准工装上的 A焊点两端的电压进行检测，测得的电压值为U2，若电压值U2与电压值U1′ 偏差超过规定的仪表检测偏差范围，则通过前后左右移动调整2号检测夹钳加 载在A焊点两端的位置，直至电压值U2与电压值U1′偏差符合规定的电压偏 差范围；
e、将校准工装顺时针旋转180°并向后、向右平移，至A焊点位于3号检 测夹钳正下方，利用焊点检测机3号检测夹钳对校准工装上的A焊点两端的电 压进行检测，并记录电压值为U3，电压值为U3的调整方式同步骤d中U2的调 整过程；
f、将校准工装向左平移，至A焊点位于4号检测夹钳正下方，利用焊点检 测机4号检测夹钳对校准工装上的A焊点两端的电压进行检测，并记录电压值 为U4，电压值为U4的调整方式同步骤d中U2的调整过程；
g、继续将校准工装左移，至A焊点位于5号检测夹钳正下方，利用焊点 检测机5号检测夹钳对校准工装上的A焊点两端的电压进行检测，并记录电压 值为U5，电压值为U5的调整方式与步骤d中U2的调整过程相同；
h、校准完成后，利用焊点检测机对通过不同穿壁焊工艺参数进行穿壁焊焊 接的真实电池进行焊点检测，五个检测夹钳同时检测的同一电池的五个电压值 偏差在设定偏差范围内，则穿壁焊焊点为合格焊点，反之则为不合格焊点；
i、通过检测电压与穿壁焊焊点质量的关系，优化穿壁焊焊点检测机的最佳 工艺参数，并通过对不同穿壁焊工艺参数进行焊接的焊点进行检测筛选，确定 最佳的穿壁焊工艺参数。
上述铅酸蓄电池穿壁焊焊点检测方法，所述步骤c至g中，规定的仪表检 测偏差范围为±0.05mV。
上述铅酸蓄电池穿壁焊焊点检测方法，所述步骤c设定焊点检测机的检测 电流为140A，步骤h中五个检测夹钳检测电压的设定偏差范围为基准电压值± 0.2mA。
上述铅酸蓄电池穿壁焊焊点检测方法，所述步骤i中，所述穿壁焊焊点检 测机检测的最佳工艺参数包括：检测电流140A、同一电池五个焊点的电压偏差 范围在0.8mV±0.2mV内为合格产品。
上述铅酸蓄电池穿壁焊焊点检测方法，所述检测夹钳的检测接触端的端面 为弧面，增大检测夹钳与焊点的接触面积，提高检测的精准性。
本发明的有益效果是：采用本发明校准方法对焊点检测机进行校准，既提 高了焊点检测机的检测精准度，又有效排除了焊点检测机检测夹钳不同程度氧 化及检测夹钳位置偏移引起的检测误差；利用本发明校准工装对焊点检测机进 行校准，校准过程中选择任意一个检测焊钳对任意一个焊点电压检测作为基准 点，无需将其他四个检测焊钳进行导线连接操作，校准方便、快捷，降低操作 过程中的危险性。利用本发明校准方法校准后的焊点检测机进行焊点质量检测， 既能将问题产品精准剔除，又不会将合格产品误判为问题产品，减少了产品损 失，并能优化焊点检测机的检测参数，进一步提高检测机的检测精准度。
附图说明
图1为本发明校准工装结构示意图；
图2为检测夹钳结构示意图；
图3为穿壁焊焊点检测原理图。
具体实施方式
本发明在穿壁焊焊点检测机工作原理的基础上，设计穿壁焊焊点检测机校 准方法，对穿壁焊焊点检测机进行精准校准，以提高穿壁焊焊点检测的精准度。 通过验证测试电压与穿壁焊点质量关系，细化穿壁焊焊点检测机工艺参数(检 测电流：140A；合格焊点电压检测值范围：基准值±0.2mV)，从而对质量缺 陷的焊点蓄电池进行有效剔除。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
目前电池生产过程中，穿壁焊焊点检测得到的电压数据波动较大时，可能 存在以下两种原因：
1、穿壁焊焊点可能发生假焊、溅铅等质量问题，需对穿壁焊焊点进行解剖 检查焊点的质量。
2、焊点解剖质量完好，焊点检测机精准度出现误差，需对穿壁焊焊点检测 机进行校准。校准时，利用校准工装对焊点检测机进行精准度校准，校准方法 包括如下步骤：
a、校准工装的制作：校准工装模拟真实电池结构，其包括十个单元格电池 壳体以及十组电池极群组单体，将所述十组电池极群组单体通过穿壁焊焊接；
b、利用检测仪器对校准工装上的一个焊点两端的电压进行精准检测，此焊 点标定为A焊点，记录检测电压值为U0；
c、设定焊点检测机的检测电流，利用焊点检测机1号检测夹钳仍对A焊 点两端的电压进行检测，焊点检测机2至5号检测夹钳检测对应位置的焊点两 端的电压，但并不记录电压值，若1号检测夹钳测得的电压值U1与电压值U0的偏差超过规定的仪表检测偏差范围U0±0.05mV，则通过前后左右移动调整1 号检测夹钳加载在A焊点两端的位置，直至电压值U1与电压值U0偏差符合规 定的电压偏差范围，记录调整后A焊点两端的电压值为U1′，并以此作为校准 的基准电压值；
d、将校准工装向左平移，利用焊点检测机2号检测夹钳仍对校准工装上的 A焊点两端的电压进行检测，测得的电压值为U2，若电压值U2与电压值U1′ 偏差超过规定的仪表检测偏差范围，则通过前后左右移动调整2号检测夹钳加 载在A焊点两端的位置，直至电压值U2与电压值U1′偏差符合规定的电压偏 差范围；
e、将校准工装顺时针旋转180°并向后、向右平移，至A焊点位于3号检 测夹钳正下方，利用焊点检测机3号检测夹钳对校准工装上的A焊点两端的电 压进行检测，并记录电压值为U3，电压值为U3的调整方式同步骤d中U2的调 整过程；
f、将校准工装向左平移，至A焊点位于4号检测夹钳正下方，利用焊点检 测机4号检测夹钳对校准工装上的A焊点两端的电压进行检测，并记录电压值 为U4，电压值为U4的调整方式同步骤d中U2的调整过程；
g、继续将校准工装左移，至A焊点位于5号检测夹钳正下方，利用焊点 检测机5号检测夹钳对校准工装上的A焊点两端的电压进行检测，并记录电压 值为U5，电压值为U5的调整方式与步骤d中U2的调整过程相同；
h、校准完成后，利用焊点检测机对通过不同穿壁焊工艺参数进行穿壁焊焊 接的真实电池进行焊点检测，五个检测夹钳同时检测的同一电池的五个电压值 偏差在设定偏差范围基准电压值±0.2mV内，则穿壁焊焊点为合格焊点，反之 则为不合格焊点；
i、通过检测电压与穿壁焊焊点质量的关系，优化穿壁焊焊点检测机的最佳 工艺参数，并通过对不同穿壁焊工艺参数进行焊接的焊点进行检测筛选，确定 最佳的穿壁焊工艺参数。所述检测夹钳的检测接触端的端面为弧面，弧面的弧 度与焊点顶部被检测端面的弧度相匹配，从而增大了检测夹钳与焊点的接触面 积，避免因某一点接触不良造成的检测误差，进一步提高检测的精准性。
(1)焊点检测异常数据分析及质量验证
以下是通过对6只电池进行不同的穿壁焊工艺参数调整，得到不同焊接质 量的蓄电池，再经过穿壁焊焊点检测机进行焊点质量检测，具体检测结果如下 表1。
表1电池穿壁焊焊点检测电压
Figure BDA0002740071160000061
通过对表1中数据分析得出：编号1-4电池焊点检测五个表盘电压数据规 律性差异较大，但是不同电池相同位置的焊点在同一个表盘检测电压数据波动 相对较小；编号5的电池，电压表1检测的电压值与其他编号电池电压表1检 测的电压值相比，电压明显增大，而编号6的电池，电压表5检测的焊点两端 的电压值与其他编号电池电压表5检测的电压值相比，电压明显减小，但是增 大或减小的电压数值仍符合常规焊点检测电压数据范围(＜5mV)，此时，检 测机将1-6号电池均判定为合格产品。
对编号1-4电池的穿壁焊焊点进行解剖分析，全部符合穿壁焊焊点质量要 求(穿壁焊焊点质量要求：焊点扭矩≥12N·m，且内部不得有气孔和裂纹)， 电池编号5-6穿壁焊焊点进行解剖分析，具体结果如表2。
表2穿壁焊焊点解剖分析
Figure BDA0002740071160000071
参看表2，编号5的电池，焊点A内部有气孔，不满足内部不得有气孔和 裂纹要求；编号6的电池，焊点E的扭矩为8N·m，不满足焊点扭矩≥12N·m 要求。因此编号5电池焊点A和编号6电池焊点E均不满足穿壁焊焊点质量要 求。
通过对编号1-6电池的焊点解剖分析得出：每个电池的五个表盘数据规律 性差异均较大，但是不同电池相同位置的焊点在同一个表盘检测电压数据波动 相对较小，可能不会存在质量风险；但是，不同电池相同位置的焊点检测电压 突剧增大或者减小，虽然电压值仍符合焊点检测电压数据范围，但是其严重存 在质量风险。
以上问题严重影响穿壁焊焊点质量异常的电池的有效剔除，合格焊点质量 检测电压范围无法有效进行制定，生产过程中可能发生假焊、溅铅等质量风险 的电池流放市场，影响客户使用权益。
(2)穿壁焊焊点检测机精准度检测
利用图1所述的穿壁焊焊点检测机校准工装对穿壁焊焊点检测机的精准度 进行验证，设定检测电流为140A，五个表盘分别测试同一个焊点A两端的电 压，具体测试结果如表3。
表3焊点检测机精准度验证电压
焊点检测机精准度检测 电压表1 电压表2 电压表3 电压表4 电压表5
校准工装 0.47mV 0.70mV 1.79mV 0.84mV 2.28mV
由表3所示，检测电流为140A时，电压表1至电压表5分别对同一个焊 点A测试的电压值偏差较大，存在蓄电池焊点质量检测时容易出现误判的隐患， 因此需对穿壁焊焊点检测机进行精准度校准。
(3)穿壁焊焊点检测机精准度校准
利用图1穿壁焊焊点检测机校准工装，按照本发明校准方法进行精准度校 准，五个电压表分别对同一个焊点A(或其他焊点)进行电压值测量及校准。 首先利用检测仪器对焊点A两端的电压进行精准测量，然后再以电压表1的测 试电压(调整电压表1与仪器检测电压差值为±0.05mV)为基准，通过逐个调 整其余四个检测夹钳加载在被测焊点A两端前、后、左、右的位置，对其余四 个电压表测量焊点A的电压值进行校准，具体校准结果如表4。
表4焊点检测机精准度校准电压
Figure BDA0002740071160000081
通过穿壁焊焊点检测机精准度校准后，进一步达到了穿壁焊焊点检测机精 准度工艺要求，检测电流为140A时，每个检测夹钳的检测电压为0.80mV± 0.05mV，为电池焊点质量的检测提供了有利的保障。
(4)穿壁焊焊点检测机工艺参数优化
穿壁焊焊点检测机精准度校准后，验证测试焊点电压与穿壁焊质量关系， 进一步细化穿壁焊焊点检测机工艺参数，超出合格焊点电压值偏差范围的蓄电 池，其穿壁焊焊点不符合穿壁焊实物质量和扭矩值要求。
通过对另外十只电池进行不同的穿壁焊工艺参数调整，得到不同焊接质量 的蓄电池，再利用通过本发明校准方法校准后的焊点检测机进行焊点质量检测， 验证测试焊点电压与穿壁焊质量关系，具体验证结果如下表5。
表5蓄电池进行焊点质量检测
Figure BDA0002740071160000091
参看表5，8号电池的电压表1和电压表5测的电压值均超出0.8mV±0.2mV 的电压范围，10号电池的电压表2和电压表4测的的电压值均超出0.8mV± 0.2mV的电压范围，分别对8号电池的A焊点和E焊点以及10好电池的B焊 点和D焊点进行穿壁焊焊点解剖分析，具体解剖分析结果如下表6。
表6穿壁焊焊点解剖分析
Figure BDA0002740071160000092
参看表6，检测电压值超出0.8mV±0.2mV范围的8号电池，焊点A的扭 矩值为9N·m，焊点E内部存在气孔；10号电池焊点B的扭矩值为10N·m， 焊点D存在气孔。
通过以上解剖分析，优化的穿壁焊焊点检测的工艺条件为：检测电流： 140A；合格焊点电压检测值范围：0.80mV±0.2mV，检测电压值超出0.8mV± 0.2mV范围的穿壁焊焊点不满足穿壁焊焊点质量要求(穿壁焊焊点质量要求： 焊点扭矩≥12N·m，且内部不得有气孔和裂纹)。
该发明方法能够对穿壁焊焊点检测机进行精准校准，以提高穿壁焊焊点检 测的精准度，制定行之有效的合格焊点质量检测电压范围，以达到对穿壁焊焊 点质量缺陷的蓄电池进行有效剔除。

Claims (4)

1.一种铅酸蓄电池穿壁焊焊点检测方法，其特征在于：利用焊点检测机对电池五个焊点进行检测，将剔除的问题产品的焊点进行解剖，解剖后，若焊点质量完好，则利用校准工装对焊点检测机进行精准度校准，校准方法包括如下步骤：
a、校准工装的制作：校准工装模拟真实电池结构，其包括十个单元格电池壳体以及十组电池极群组单体，将所述十组电池极群组单体通过穿壁焊焊接；
b、利用检测仪器对校准工装上的一个焊点两端的电压进行精准检测，此焊点标定为A焊点，记录检测电压值为U0；
c、设定焊点检测机的检测电流，利用焊点检测机1号检测夹钳仍对A焊点两端的电压进行检测，焊点检测机2至5号检测夹钳检测对应位置的焊点两端的电压，但并不记录电压值，若1号检测夹钳测得的电压值U1与电压值U0的偏差超过规定的仪表检测偏差范围，则通过前后左右移动调整1号检测夹钳加载在A焊点两端的位置，直至电压值U1与电压值U0偏差符合规定的电压偏差范围，记录调整后A焊点两端的电压值为U1′，并以此作为校准的基准电压值；
d、将校准工装向左平移，利用焊点检测机2号检测夹钳仍对校准工装上的A焊点两端的电压进行检测，测得的电压值为U2，若电压值U2与电压值U1′偏差超过规定的仪表检测偏差范围，则通过前后左右移动调整2号检测夹钳加载在A焊点两端的位置，直至电压值U2与电压值U1′偏差符合规定的电压偏差范围；
e、将校准工装顺时针旋转180°并向后、向右平移，至A焊点位于3号检测夹钳正下方，利用焊点检测机3号检测夹钳对校准工装上的A焊点两端的电压进行检测，并记录电压值为U3，电压值为U3的调整方式同步骤d中U2的调整过程；
f、将校准工装向左平移，至A焊点位于4号检测夹钳正下方，利用焊点检测机4号检测夹钳对校准工装上的A焊点两端的电压进行检测，并记录电压值为U4，电压值为U4的调整方式同步骤d中U2的调整过程；
g、继续将校准工装左移，至A焊点位于5号检测夹钳正下方，利用焊点检测机5号检测夹钳对校准工装上的A焊点两端的电压进行检测，并记录电压值为U5，电压值为U5的调整方式与步骤d中U2的调整过程相同；
h、校准完成后，利用焊点检测机对通过不同穿壁焊工艺参数进行穿壁焊焊接的真实电池进行焊点检测，五个检测夹钳同时检测的同一电池的五个电压值偏差在设定偏差范围内，则穿壁焊焊点为合格焊点，反之则为不合格焊点；
i、通过检测电压与穿壁焊焊点质量的关系，优化穿壁焊焊点检测机检测的最佳工艺参数；
所述步骤i中，所述穿壁焊焊点检测机检测的最佳工艺参数为检测电流140A、同一电池五个焊点的电压偏差范围在0.8mV±0.2mV内为合格产品。
2.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池穿壁焊焊点检测方法，其特征在于：所述步骤c至g中，规定的仪表检测偏差范围为U0±0.05mV。
3.根据权利要求2所述的铅酸蓄电池穿壁焊焊点检测方法，其特征在于：所述步骤c设定焊点检测机的检测电流为140A，步骤h中五个检测夹钳检测电压的设定偏差范围为基准电压值±0.2mV。
4.根据权利要求3所述的铅酸蓄电池穿壁焊焊点检测方法，其特征在于：所述检测夹钳的检测接触端的端面为弧面。
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