CN113649698A

CN113649698A - 一种新型的极柱焊接工艺及装置

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Publication number: CN113649698A
Application number: CN202111004890.XA
Authority: CN
Inventors: 陈继飞; 张亚儒; 朱家浩
Original assignee: Shanghai Lanjun New Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Lanjun New Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2021-08-30
Filing date: 2021-08-30
Publication date: 2021-11-16
Anticipated expiration: 2041-08-30
Also published as: CN113649698B

Abstract

本发明的实施例提供了一种新型的极柱焊接工艺及装置，涉及电池焊接技术领域。新型的极柱焊接工艺包括固定极柱。将转接片与极柱配合。调整激光焊接器的出光角度为预设角度，其中，出光角度为激光出光方向与水平面的夹角，预设角度为25°～35°。控制激光焊接器的激光以预设角度并沿预设的焊接路径对极柱和转接片进行激光焊接。可避免在焊接时出现爆点，同时也能提高焊接熔深，从而提高焊接质量以及产品良品率。

Description

一种新型的极柱焊接工艺及装置

技术领域

本发明涉及电池焊接技术领域，具体而言，涉及一种新型的极柱焊接工艺及装置。

背景技术

极柱焊接是电池制造工艺中的关键工艺，电池极柱焊接工艺主要包括装配、上料、编程、路径模拟、极柱焊接、下料和检验等，目前通常使用激光深熔连续焊接的方式对极柱进行焊接。

然而目前采用的激光焊接方式容易会造成爆点等问题，同时也会导致熔深不足，在此情况下需要至少进行两次焊接以对爆点进行修复，因此降低焊接效率，提高焊接成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的极柱焊接工艺及装置，其能够解决焊接爆点及熔深不足的问题。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种新型的极柱焊接工艺，用于对极柱和转接片进行激光焊接，所述新型的极柱焊接工艺包括以下步骤：

固定所述极柱；

将所述转接片与所述极柱配合；

调整激光焊接器的出光角度为预设角度，其中，所述出光角度为激光出光方向与水平面的夹角，所述预设角度为25°～35°；

控制所述激光焊接器的激光以所述预设角度并沿预设的焊接路径对所述极柱和所述转接片进行所述激光焊接。

在可选的实施方式中，所述焊接路径包括依次首尾连接形成腰型环状的第一直线段、第一曲线段、第二直线段和第二曲线段；

所述控制所述激光焊接器的激光以所述预设角度并沿预设的焊接路径对所述极柱进行所述激光焊接的步骤包括：

控制所述激光焊接器的激光以所述预设角度并依次沿所述第一直线段、所述第一曲线段、所述第二直线段和所述第二曲线段对所述极柱和所述转接片进行激光焊接，以在所述极柱和所述转接片之间形成腰型焊缝。

在可选的实施方式中，所述控制所述激光焊接器的激光依次沿所述第一直线段、所述第一曲线段、所述第二直线段和所述第二曲线段对所述极柱和所述转接片进行激光焊接，以在所述极柱和所述转接片之间形成腰型焊缝的步骤包括：

控制所述激光焊接器的激光以所述预设角度并以第一焊接速度在所述第一直线段对所述极柱和所述转接片进行所述激光焊接；

控制所述激光焊接器的激光以所述预设角度并以第二焊接速度在所述第一曲线段对所述极柱和所述转接片进行所述激光焊接；

控制所述激光焊接器的激光以所述预设角度并以第三焊接速度在所述第二直线段对所述极柱和所述转接片进行所述激光焊接；

控制所述激光焊接器的激光以所述预设角度并以第四焊接速度在所述第二曲线段对所述极柱和所述转接片进行所述激光焊接。

在可选的实施方式中，所述第一焊接速度和所述第三焊接速度均小于所述第二焊接速度以及所述第四焊接速度。

在可选的实施方式中，所述将所述转接片与所述极柱配合的步骤包括：

控制气缸推动压爪，使压爪推动所述转接片直至与所述极柱配合，其中所述气缸的压力为10千克力～14千克力。

控制所述极柱与所述转接片配合的高度差为预设距离。

在可选的实施方式中，所述预设距离为0mm～0.2mm。

在可选的实施方式中，所述固定所述极柱的步骤还包括：

将所述极柱嵌入固定块的凹槽内。

第二方面，本发明提供一种新型的极柱焊接装置，用于实现以上实施方式中任一项所述的新型的极柱焊接工艺，所述极柱焊接装置包括底板、固定块、气缸、压爪和激光焊接器：

所述固定块和所述气缸均与所述底板固定连接，且所述固定块和所述气缸相对设置；

所述固定块用于固定极柱；

所述气缸的输出端与所述压爪连接，所述气缸带动所述压爪推持转接片，用于将所述转接片与所述极柱配合；

所述激光焊接器用于以出光角度为预设角度对所述极柱和所述转接片进行激光焊接，其中，所述出光角度为激光出光方向与水平面的夹角，所述预设角度为25°～35°。

在可选的实施方式中，所述固定块开设有与所述极柱的形状匹配的凹槽，所述凹槽用于容置并固定所述极柱。

本发明实施例的有益效果包括：一种新型的极柱焊接工艺，固定极柱后将转接片与极柱配合，调整激光焊接器的出光角度为预设角度，以预设角度并沿预设的焊接路径对极柱和转接片进行激光焊接，可避免在焊接时出现爆点，同时也能提高焊接熔深，从而提高焊接质量以及产品良品率。

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为本发明实施例提供的新型的极柱焊接装置结构示意图1；

图2为本发明实施例提供的新型的极柱焊接装置结构示意图2；

图3为本发明实施例提供的极柱焊接工艺的步骤S100-步骤S400的流程图；

图4为本发明实施例提供的极柱焊接工艺的步骤S100的子步骤的流程图；

图5为本发明实施例提供的极柱焊接工艺的步骤S200的子步骤的流程图；

图6为本发明实施例提供的极柱焊接工艺的步骤S400的子步骤的流程图；

图7为本发明实施例提供的极柱焊接工艺焊接路径示意图；

图8为本发明实施例提供的极柱焊接工艺的步骤S410的子步骤的流程图。

图标：100-新型的极柱焊接装置；110-底板；130-固定块；150-气缸；170-压爪；190-激光焊接器；200-第一直线段；300-第一曲线段；400-第二直线段；500-第二曲线段。

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，若出现术语“上”、“下”、“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，若出现术语“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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请结合参阅图1，本发明提供了一种新型的极柱焊接装置100，用于实现新型的极柱焊接工艺，以对极柱和转接片进行激光焊接。新型的极柱焊接装置100包括底板110、固定块130、气缸150、压爪170和激光焊接器190。

固定块130和气缸150均与底板110固定连接，且固定块130和气缸150相对设置。固定块130用于固定极柱。气缸150的输出端与压爪170连接，气缸150带动压爪170推持转接片，用于将转接片与极柱配合。

在本实施例中，固定块130通过螺栓固定在底板110上，极柱固定在固定块130上，通过气缸150带动压爪170推持转接片以将转接片与极柱进行配合，从而将极柱和转接片稳定地固定配合，避免在焊接过程中转接片和极柱产生相对运动，影响焊接效果。

可选地，请参阅图2，底板110上的两端均设置有固定块130以及与固定块130对应的气缸150和压爪170，以此可在底板110上同时进行激光焊接，提高焊接效率。

进一步地，固定块130开设有与极柱的形状匹配的凹槽(图未示)，凹槽用于容置并固定极柱。

在本实施例中，将极柱嵌入固定块130内的凹槽，即可对极柱进行有效的固定。极柱固定后，通过气缸150和压爪170即可使得极柱和转接片完成配合，等待焊接。因此极柱和转接片的装配方便，能够准确地有效配合，可显著提高焊接效率。

进一步地，激光焊接器190用于以出光角度为预设角度对极柱和转接片进行激光焊接，其中，出光角度为激光出光方向与水平面的夹角，预设角度为25°～35°。

在本实施例中，由于预设角度过大或过小均会导致爆点或熔深不足的问题，因此将激光焊接器190的出光角度以预设角度对极柱和转接片进行激光焊接，其中预设角度为25°～35°，可显著解决焊接时出现爆点的问题，同时也能保证焊接熔深，从而提高焊接质量和焊接效率。

本发明提供了一种新型的极柱焊接工艺，应用于新型的极柱焊接装置100，以对极柱和转接片进行激光焊接。

请参阅图3，新型的极柱焊接工艺包括以下步骤：

步骤S100，固定极柱。

步骤S200，将转接片与极柱配合。

步骤S300，调整激光焊接器190的出光角度为预设角度，其中，出光角度为激光出光方向与水平面的夹角，预设角度为25°～35°。

步骤S400，控制激光焊接器190的激光以预设角度并沿预设的焊接路径对极柱和转接片进行激光焊接。在本实施例中，首先将极柱固定在固定块130上，以使极柱相对底板110固定。再将转接片和极柱进行固定配合以待焊接。现有的激光焊接器190的出光角度过大或过小均会导致出现爆点或熔深不足的问题，而在将激光焊接器190的出光角度调整为预设角度时，预设角度为25°～35°，可显著解决上述问题。因此可控制激光焊接器190的激光以预设角度并沿预设的焊接路径对极柱和转接片进行激光焊接，可避免出现爆点，同时也能保证熔深足够，从而提高焊接质量和焊接效率。

可以理解的是，激光焊接为激光深熔连续焊接。

进一步地，请参阅图4，步骤S100可以包括子步骤S110。

步骤S110，将极柱嵌入固定块130的凹槽内。

在本实施例中，极柱与固定块130的凹槽匹配，极柱可恰好嵌入凹槽内，以实现对极柱的有效固定，装配方便简单。同时凹槽的侧壁对极柱产生限制作用，防止极柱在焊接过程中产生晃动，保证焊接精度。

进一步地，请参阅图5，步骤S200可以包括子步骤S210及子步骤S220。

步骤S210，控制气缸150推动压爪170，使压爪170推动转接片直至与极柱配合，其中气缸150的压力为10千克力～14千克力。

在本实施例中，由气缸150带动压爪170推持转接片，以使转接片始终与极柱保持配合状态，以便于进行激光焊接。

需要说明的是，转接片开设有通孔，极柱凸设有与通孔匹配的待焊部，在待焊部与通孔匹配的情况下控制激光焊接器190的激光为预设角度对极柱和转接片进行激光焊接，可避免在焊接过程中出现爆点，也能保证有足够的熔深，从而提高焊接质量和效率。

步骤S220，控制极柱与转接片配合的高度差为预设距离。预设距离为0mm～0.2mm。

需要说明的是，极柱与转接片配合的高度差为极柱上待焊部的表面与转接片焊接面的表面的间隔距离。

在本实施例中，将高度差控制在0.2mm之内，有利于提高熔深的均匀性和一致性，从而保证形成足够的熔深强度，进而保证焊缝完全融合，同时具有良好的气密性。

进一步地，请参阅图6，步骤S400可以包括子步骤S410。

在本实施例中，步骤S400中的焊接路径如图7所述，焊接路径包括依次首尾连接形成腰型环状的第一直线段200、第一曲线段300、第二直线段400和第二曲线段500。

具体地，第一直线段200和第二直线段400均与水平面平行设置，且第一直线段200和第二直线段400所在的平面垂直于水平面。第一曲线段300分别与第一直线段200的一端和第二直线段400的一端连接，第二曲线段500分别与第一直线段200的另一端和第二直线段400的另一端连接，以此形成腰型环状。

步骤S410，控制激光焊接器190的激光以预设角度并依次沿第一直线段200、第一曲线段300、第二直线段400和第二曲线段500对极柱和转接片进行激光焊接，以在极柱和转接片之间形成腰型焊缝。

在本实施例中，激光焊接器190的激光以预设角度并以此沿第一直线段200、第一曲线段300、第二直线段400和第二曲线段500对极柱和转接片进行激光深熔连续焊接，以在极柱和转接片之间形成连续的腰型焊缝。由于激光焊接器190的激光以预设角度进行激光焊接时可避免出现爆点的情况，因此只需一次性地沿焊接路径连续进行激光焊接便可在极柱和转接片之间形成连续的腰型焊缝，优化了焊接次数，提升焊接质量，同时也降低了在激光焊接过程中氦气的使用成本。

可以理解的是，激光焊接器190的激光可以由第一直线段200、第一曲线段300、第二直线段400和第二曲线段500中任意一段开始进行激光焊接。

进一步地，请参阅图8，步骤S410可以包括子步骤S411、子步骤S412、子步骤S413及子步骤S414。

步骤S411，控制激光焊接器190的激光以预设角度并以第一焊接速度在第一直线段200对极柱和转接片进行激光焊接。

步骤S412，控制激光焊接器190的激光以预设角度并以第二焊接速度在第一曲线段300对极柱和转接片进行激光焊接。

步骤S413，控制激光焊接器190的激光以预设角度并以第三焊接速度在第二直线段400对极柱和转接片进行激光焊接。

步骤S414，控制激光焊接器190的激光以预设角度并以第四焊接速度在第二曲线段500对极柱和转接片进行激光焊接。

在本实施例中，控制激光焊接器190的激光以预设角度并以不同的焊接速度在不同的焊接路径上对极柱和转接片进行激光焊接，也就是说一段焊接路径对应一个焊接速度，可根据极柱和转接片不同的高度差的情况调整每一段焊接路径对应的焊接速度，从而保证激光焊接的一致性，增加焊接抗拉强度以及良品率。

进一步地，第一焊接速度和第三焊接速度均小于第二焊接速度以及第四焊接速度。

在本实施例中，第一焊接速度和第三速度均小于第二焊接速度，且第一焊接速度和第三焊接速度均小于第四焊接速度。在实际应用中，第一直线段200和第二直线段400会受高度差影响更大，若整体焊接路径的焊接速度均一致时，会影响第一直线段200和第二直线段400的焊缝融合，因此使得在第一直线段200时的第一焊接速度和在第二直线段400的第三焊接速度均小于在第一曲线段300的第二焊接速度以及在第二曲线段500的第四焊接速度，从而确保在各焊接路径对极柱和转接片进行激光焊接时使得焊缝融合完好，提高激光焊接的一致性，提高焊接质量以及产品良品率。

可以理解的是，第一焊接速度、第二焊接速度、第三焊接速度和第四焊接速度还可以根据实际不同的焊接路径和不同的高度差做出调整。

综上，本发明实施例提供了一种新型的极柱焊接工艺，通过控制激光焊接器190的激光以预设角度并沿预设的焊接路径对极柱和转接片进行激光焊接，可避免出现爆点，同时也能保证熔深足够。将极柱嵌入固定块130的凹槽内，装配方式简单、方便且高效，同时能实现对极柱的有效固定。通过气缸150和压爪170使极柱和转接片配合，控制气缸150的压力为10千克力～14千克力，从而使得极柱与转接片配合的高度差达到预设距离，预设距离为0mm～0.2mm，提高熔深的均匀性和一致性，从而保证形成足够的熔深强度，进而保证焊缝完全融合，同时具有良好的气密性。通过使第一焊接速度和第三焊接速度均小于第二焊接速度以及第四焊接速度，从而确保在各焊接路径对极柱和转接片进行激光焊接时使得焊缝融合完好，提高激光焊接的一致性，提高焊接质量以及产品良品率。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种新型的极柱焊接工艺，用于对极柱和转接片进行激光焊接，其特征在于，所述新型的极柱焊接工艺包括以下步骤：

固定所述极柱；

将所述转接片与所述极柱配合；

2.根据权利要求1所述的新型的极柱焊接工艺，其特征在于，所述焊接路径包括依次首尾连接形成腰型环状的第一直线段、第一曲线段、第二直线段和第二曲线段；

3.根据权利要求2所述的新型的极柱焊接工艺，其特征在于，所述控制所述激光焊接器的激光依次沿所述第一直线段、所述第一曲线段、所述第二直线段和所述第二曲线段对所述极柱和所述转接片进行激光焊接，以在所述极柱和所述转接片之间形成腰型焊缝的步骤包括：

4.根据权利要求3所述的新型的极柱焊接工艺，其特征在于，

所述第一焊接速度和所述第三焊接速度均小于所述第二焊接速度以及所述第四焊接速度。

5.根据权利要求1所述的新型的极柱焊接工艺，其特征在于，所述将所述转接片与所述极柱配合的步骤包括：

6.根据权利要求1所述的新型的极柱焊接工艺，其特征在于，所述将所述转接片与所述极柱配合的步骤包括：

控制所述极柱与所述转接片配合的高度差为预设距离。

7.根据权利要求6所述的新型的极柱焊接工艺，其特征在于，所述预设距离为0mm～0.2mm。

8.根据权利要求1所述的新型的极柱焊接工艺，其特征在于，所述固定所述极柱的步骤还包括：

将所述极柱嵌入固定块的凹槽内。

9.一种新型的极柱焊接装置，其特征在于，用于实现如权利要求1-8任一项所述的新型的极柱焊接工艺，所述极柱焊接装置包括底板、固定块、气缸、压爪和激光焊接器：

所述固定块用于固定极柱；

10.根据权利要求9所述的新型的极柱焊接装置，其特征在于，所述固定块开设有与所述极柱的形状匹配的凹槽，所述凹槽用于容置并固定所述极柱。