CN113410490B - 一种燃料电池金属双极板焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃料电池金属双极板技术领域，具体为一种燃料电池金属双极板焊接设备，包括焊接机激光发射头，所述焊接机激光发射头的前端通过转动机构安装有套杆，且套杆的下端通过调节机构安装有固定座，所述固定座的后端固定安装有导向套，且导向套套接在焊接机激光发射头的下侧，所述固定座的下端左右两侧通过轴承竖向安装有两组第一转轴，且第一转轴的下端均通过轴承套接有连接座。本发明通过设置防滑滚轮，防滑滚轮可沿着焊接处进行滚动，以对焊接处进行按压，使得阴阳极板能够的焊接处能够互相贴合，且防滑滚轮滚动时，刷毛能够贴合焊接处进行转动，以将焊接处的杂质进行清扫，可以有效地提高焊接的效果和质量。

Description

一种燃料电池金属双极板焊接设备

技术领域

本发明涉及燃料电池金属双极板技术领域，具体为一种燃料电池金属双极板焊接设备。

背景技术

燃料电池金属双极板在其生产时，需要利用激光焊接机来将阴阳极板焊接在一块，以构成一个完整的双极板，通过激光束沿着双极板周边设计好的密封槽进行焊接，致使双极板的冷却剂腔完全密封，但是目前的双极板都是通过夹具固定在底座上，且仅在四周边缘进行夹持，该过程中双极板边侧受压会向内侧发生弯曲，从而会导致两组双极板的焊接处不贴合，致使焊接效果受到影响，同时焊接处表面如粘黏杂质，会导致激光焊接时，将杂质熔进焊缝中，影响焊接质量，为此我们提出了一种燃料电池金属双极板焊接设备来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池金属双极板焊接设备，以解决上述背景技术中提出的目前的双极板都是通过夹具固定在底座上，且仅在四周边缘进行夹持，该过程中双极板边侧受压会向内侧发生弯曲，从而会导致两组双极板的焊接处不贴合，致使焊接效果受到影响，同时焊接处表面如粘黏杂质，会导致激光焊接时，将杂质熔进焊缝中，影响焊接质量的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种燃料电池金属双极板焊接设备，包括焊接机激光发射头，所述焊接机激光发射头的前端通过转动机构安装有套杆，且套杆的下端通过调节机构安装有固定座，所述固定座的后端固定安装有导向套，且导向套套接在焊接机激光发射头的下侧，所述固定座的下端左右两侧通过轴承竖向安装有两组第一转轴，且第一转轴的下端均通过轴承套接有连接座，两组所述连接座之间通过轴承横向安装有第二转轴，且第二转轴上固定套接有防滑滚轮，所述第二转轴的左右两端对称安装有第一锥形齿轮，所述第一转轴的下端固定安装有第二锥形齿轮，且第二锥形齿轮和第一锥形齿轮相啮合，左侧所述第一转轴的上端固定安装有第三锥形齿轮，所述固定座的左侧通过轴承横向安装有第三转轴，且第三转轴的前后两端对称安装有第四锥形齿轮，前侧所述第四锥形齿轮和第三锥形齿轮相啮合，所述固定座的后侧内部通过轴承竖向安装有第四转轴，且第四转轴的上端固定安装有第五锥形齿轮，且第五锥形齿轮和后侧所述第四锥形齿轮相啮合，所述第四转轴的下侧固定套接有第二齿轮，所述固定座的下端后侧通过轴承竖向安装有第五转轴，且第五转轴的上侧固定套接有第三齿轮，所述第三齿轮和第二齿轮相啮合，所述第五转轴的下端固定安装有固定块，且固定块的下端均匀设置有刷毛，所述固定座的右侧设置有液冷机构。

优选的，所述转动机构包括电机，所述焊接机激光发射头的上侧前端固定安装有电机，且电机的输出端固定安装有第一齿轮，所述焊接机激光发射头上通过轴承套接有活动套，且活动套的上侧表面设置有齿环，所述齿环和第一齿轮相啮合。

优选的，所述调节机构包括导向槽，所述套杆的下端开设有导向槽，所述导向槽的开口处竖向插设有螺杆，且螺杆的上端为方形，所述导向槽的内径与螺杆的外径相适配，所述导向槽的开口处通过轴承安装有螺套，且螺套套接在螺杆上，所述螺套下侧外壁焊接有旋钮。

优选的，所述第一锥形齿轮的外径大于第二锥形齿轮的外径，所述第二齿轮的外径小于第三齿轮的外径。

优选的，所述液冷机构包括液腔，所述固定座的右侧开设有液腔，右侧所述第一转轴的上端固定套接有涡轮，且涡轮置于液腔内，所述液腔的上端开口与第一铜管的前端开口固定连接，所述液腔的后端开口与第二铜管的前端开口固定连接，所述焊接机激光发射头的下侧套接有第三铜管，且第三铜管的上下两侧开口均连接有连接软管，两组所述连接软管分别与第一铜管和第二铜管的后侧开口相连接。

优选的，所述涡轮高于第二铜管，所述第一铜管和第三铜管均为螺旋状。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该燃料电池金属双极板焊接设备，通过设置防滑滚轮，防滑滚轮可沿着焊接处进行滚动，以对焊接处进行按压，使得阴阳极板能够的焊接处能够互相贴合，从而保证焊接机激光发射头的焊接效果，且防滑滚轮滚动时，刷毛能够贴合焊接处进行转动，以将焊接处的杂质进行清扫，以避免焊接机激光发射头焊接时，将杂质融入焊缝中，导致焊接质量降低，而防滑滚轮的朝向可以通过转动机构进行调节，整体装置类似外挂在焊接机激光发射头上，且除转动机构外，无需附加动能，可以有效地提高焊接的效果和质量；

通过设置液冷机构，液冷机构可以利用防滑滚轮转动时产生的动能，推动液腔内的冷却液循环流动，以在第三铜管内的冷却液将焊接机激光发射头下端的热量吸收后，通过循坏的冷却液进行散热，从而能够在焊接机激光发射头长时间工作时，对其进行降温，增加除其本身具备的散热效果，以避免其长时间工作导致高温损坏。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为本发明的结构正视剖面示意图；

图2为本发明中调节机构的剖面示意图；

图3为本发明的结构左视剖面示意图；

图4为本发明图3中A的局部放大示意图；

图5为本发明的结构右视剖面示意图；

图6为本发明图5中B的局部放大示意图。

图中：1、焊接机激光发射头；2、电机；3、第一齿轮；4、活动套；5、齿环；6、套杆；7、导向槽；8、螺杆；9、螺套；10、旋钮；11、固定座；12、导向套；13、第一转轴；14、连接座；15、第二转轴；16、防滑滚轮；17、第一锥形齿轮；18、第二锥形齿轮；19、第三锥形齿轮；20、第三转轴；21、第四锥形齿轮；22、第四转轴；23、第五锥形齿轮；24、第二齿轮；25、第五转轴；26、第三齿轮；27、固定块；28、刷毛；29、液腔；30、涡轮；31、第一铜管；32、第二铜管；33、第三铜管；34、连接软管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-6所示，本实用新型提供一种技术方案：

一种燃料电池金属双极板焊接设备，包括焊接机激光发射头1，焊接机激光发射头1的前端通过转动机构安装有套杆6，且套杆6的下端通过调节机构安装有固定座11，固定座11的后端固定安装有导向套12，且导向套12套接在焊接机激光发射头1的下侧，固定座11的下端左右两侧通过轴承竖向安装有两组第一转轴13，且第一转轴13的下端均通过轴承套接有连接座14，两组连接座14之间通过轴承横向安装有第二转轴15，且第二转轴15上固定套接有防滑滚轮16，第二转轴15的左右两端对称安装有第一锥形齿轮17，第一转轴13的下端固定安装有第二锥形齿轮18，且第二锥形齿轮18和第一锥形齿轮17相啮合，左侧第一转轴13的上端固定安装有第三锥形齿轮19，固定座11的左侧通过轴承横向安装有第三转轴20，且第三转轴20的前后两端对称安装有第四锥形齿轮21，前侧第四锥形齿轮21和第三锥形齿轮19相啮合，固定座11的后侧内部通过轴承竖向安装有第四转轴22，且第四转轴22的上端固定安装有第五锥形齿轮23，且第五锥形齿轮23和后侧第四锥形齿轮21相啮合，第四转轴22的下侧固定套接有第二齿轮24，固定座11的下端后侧通过轴承竖向安装有第五转轴25，且第五转轴25的上侧固定套接有第三齿轮26，第三齿轮26和第二齿轮24相啮合，第五转轴25的下端固定安装有固定块27，且固定块27的下端均匀设置有刷毛28，固定座11的右侧设置有液冷机构；

为了使得防滑滚轮16的朝向能够根据焊接机激光发射头1的移动方向进行改变，本实施例中，优选的，转动机构包括电机2，焊接机激光发射头1的上侧前端固定安装有电机2，且电机2的输出端固定安装有第一齿轮3，焊接机激光发射头1上通过轴承套接有活动套4，且活动套4的上侧表面设置有齿环5，齿环5和第一齿轮3相啮合；

为了调节固定座11的高度，使得防滑滚轮16和焊接机激光发射头1下端的高度差能够根据使用情况进行调节，且能够改变防滑滚轮16贴合双极板时的力度，本实施例中，优选的，调节机构包括导向槽7，套杆6的下端开设有导向槽7，导向槽7的开口处竖向插设有螺杆8，且螺杆8的上端为方形，导向槽7的内径与螺杆8的外径相适配，导向槽7的开口处通过轴承安装有螺套9，且螺套9套接在螺杆8上，螺套9下侧外壁焊接有旋钮10；

为了更好的进行机械传动，使得第二转轴15通过第一锥形齿轮17带动第二锥形齿轮18转动时能够变速加快，本实施例中，优选的，第一锥形齿轮17的外径大于第二锥形齿轮18的外径，第二齿轮24的外径小于第三齿轮26的外径；

为了对焊接机激光发射头1进行液冷散热，本实施例中，优选的，液冷机构包括液腔29，固定座11的右侧开设有液腔29，右侧第一转轴13的上端固定套接有涡轮30，且涡轮30置于液腔29内，液腔29的上端开口与第一铜管31的前端开口固定连接，液腔29的后端开口与第二铜管32的前端开口固定连接，焊接机激光发射头1的下侧套接有第三铜管33，且第三铜管33的上下两侧开口均连接有连接软管34，两组连接软管34分别与第一铜管31和第二铜管32的后侧开口相连接；

为了增加冷却液的散热效果，本实施例中，优选的，涡轮30高于第二铜管32，第一铜管31和第三铜管33均为螺旋状。

本实用新型的工作原理及使用流程：使用前，需实现将电机2与焊接机激光发射头1本身的控制器进行连接，保证电机2在焊接机激光发射头1变向时能够及时启动，改变防滑滚轮16的朝向，使其始终处于焊接机激光发射头1即将移动位置的前侧，上述连接方式和控制原理均为现有的成熟技术，在此不多做赘述；

接着，转动旋钮10，旋钮10会带动螺套9转动，而螺套9会与螺杆8进行螺纹作用，螺杆8会通过螺纹作用在导向槽7内伸缩，从而使得固定座11以及相连接的零件整体进行升降，通过该方式，可以改变防滑滚轮16和焊接机激光发射头1下端的高度差，以保证焊接机激光发射头1的下端对准双极板的焊接处准备焊接时，防滑滚轮16和刷毛28能够准确的贴合双极板的待焊接处，同时可通过该操作调节防滑滚轮16贴合双极板的力度；

待调整完毕后，启动装置，电机2转动时会通过第一齿轮3带动齿环5转动，而齿环5会带动活动套4转动，活动套4转动时会通过调节机构带动固定座11转动，致使固定座11下侧的防滑滚轮16和刷毛28改变朝向，需保证防滑滚轮16的朝向与焊接机激光发射头1的移动方向一致，在焊接机激光发射头1焊接时，焊接机激光发射头1靠近双极板，待光束聚集在待焊接处时，会进行激光焊接，且防滑滚轮16和刷毛28会贴合双极板，随着焊接机激光发射头1进行移动，防滑滚轮16会发生转动，并利用第二转轴15带动两组第一锥形齿轮17转动，而两组第一锥形齿轮17会利用第二锥形齿轮18带动第一转轴13转动，左侧第一转轴13转动时会通过第三锥形齿轮19带动前侧第四锥形齿轮21转动，致使第三转轴20通过后侧第四锥形齿轮21带动第五锥形齿轮23转动，而第五锥形齿轮23会通过第四转轴22带动第二齿轮24转动，随后第二齿轮24会通过第三齿轮26带动第五转轴25转动，而第五转轴25转动时会通过固定块27带动刷毛28转动，该过程中，防滑滚轮16会朝下挤压双极板的待焊接处，以保阴阳极板的待焊接处贴合紧密，同时刷毛28能够通过转动先焊接机激光发射头1一步对焊接处进行清扫，从而能够保证焊接机激光发射头1的焊接效果和质量；

另外右侧第一转轴13转动时，会通过涡轮30推动液腔29内的冷却液朝上移动，而冷却液会通过第一铜管31和连接软管34流入第三铜管33内，使得第三铜管33在贴合焊接机激光发射头1的下侧端头时，能够利用热交换将焊接机激光发射头1的热量吸收，并利用连接软管34和第二铜管32升温的冷却液流入液腔29内，依次作为循环，使得冷却液能够循环流动，并对焊接机激光发射头1进行降温，保证焊接机激光发射头1能够更好的运转，以上为本发明的全部工作原理。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种燃料电池金属双极板焊接设备，包括焊接机激光发射头，其特征在于：所述焊接机激光发射头的前端通过转动机构安装有套杆，且套杆的下端通过调节机构安装有固定座，所述固定座的后端固定安装有导向套，且导向套套接在焊接机激光发射头的下侧，所述固定座的下端左右两侧通过轴承竖向安装有两组第一转轴，且第一转轴的下端均通过轴承套接有连接座，两组所述连接座之间通过轴承横向安装有第二转轴，且第二转轴上固定套接有防滑滚轮，所述第二转轴的左右两端对称安装有第一锥形齿轮，所述第一转轴的下端固定安装有第二锥形齿轮，且第二锥形齿轮和第一锥形齿轮相啮合，左侧所述第一转轴的上端固定安装有第三锥形齿轮，所述固定座的左侧通过轴承横向安装有第三转轴，且第三转轴的前后两端对称安装有第四锥形齿轮，前侧所述第四锥形齿轮和第三锥形齿轮相啮合，所述固定座的后侧内部通过轴承竖向安装有第四转轴，且第四转轴的上端固定安装有第五锥形齿轮，且第五锥形齿轮和后侧所述第四锥形齿轮相啮合，所述第四转轴的下侧固定套接有第二齿轮，所述固定座的下端后侧通过轴承竖向安装有第五转轴，且第五转轴的上侧固定套接有第三齿轮，所述第三齿轮和第二齿轮相啮合，所述第五转轴的下端固定安装有固定块，且固定块的下端均匀设置有刷毛，所述固定座的右侧设置有液冷机构。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板焊接设备，其特征在于：所述转动机构包括电机，所述焊接机激光发射头的上侧前端固定安装有电机，且电机的输出端固定安装有第一齿轮，所述焊接机激光发射头上通过轴承套接有活动套，且活动套的上侧表面设置有齿环，所述齿环和第一齿轮相啮合。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板焊接设备，其特征在于：所述调节机构包括导向槽，所述套杆的下端开设有导向槽，所述导向槽的开口处竖向插设有螺杆，且螺杆的上端为方形，所述导向槽的内径与螺杆的外径相适配，所述导向槽的开口处通过轴承安装有螺套，且螺套套接在螺杆上，所述螺套下侧外壁焊接有旋钮。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板焊接设备，其特征在于：所述第一锥形齿轮的外径大于第二锥形齿轮的外径，所述第二齿轮的外径小于第三齿轮的外径。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板焊接设备，其特征在于：所述液冷机构包括液腔，所述固定座的右侧开设有液腔，右侧所述第一转轴的上端固定套接有涡轮，且涡轮置于液腔内，所述液腔的上端开口与第一铜管的前端开口固定连接，所述液腔的后端开口与第二铜管的前端开口固定连接，所述焊接机激光发射头的下侧套接有第三铜管，且第三铜管的上下两侧开口均连接有连接软管，两组所述连接软管分别与第一铜管和第二铜管的后侧开口相连接。

6.根据权利要求5所述的一种燃料电池金属双极板焊接设备，其特征在于：所述涡轮高于第二铜管，所述第一铜管和第三铜管均为螺旋状。

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