CN115087516A - 用于焊接的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一个实施方式的焊接装置包括：焊接棒；测量焊接棒的温度的温度测量夹具部；以及对焊接棒进行冷却的焊接棒冷却器部。

Description

用于焊接的装置和方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年8月24日提交于韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2020-0106094号的权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用整体并入本文中。
本公开内容涉及用于焊接的装置和方法，并且更具体地，涉及用于制造二次电池的焊接装置和焊接方法。
背景技术
随着近年来对便携式电子产品诸如笔记本电脑、视频摄像装置和移动电话的需求迅速增加，并且电动车辆、能量储存电池、机器人、卫星等的发展也处于积极推进中，对用作驱动电源的二次电池进行了许多研究。
安装在电池盒中的电极组件为电力生成元件，其具有可以充电和放电的阴极-分隔件-阳极堆叠结构，并且电极组件被分为卷绕型、堆叠型和堆叠/折叠型。卷绕型电极组件被配置成具有以下结构：施加有活性材料的长片型阴极和长片型阳极在分隔件插入在阴极与阳极之间的状态下被卷绕；堆叠型电极组件被配置成具有以下结构：具有预定尺寸的大量阴极和具有预定尺寸的大量阳极在分隔件插入在阴极与阳极之间的状态下顺序地堆叠；并且堆叠/折叠型电极组件是卷绕型电极组件与堆叠型电极组件的组合。其中，卷绕型电极组件具有容易制造并且每单位重量的能量密度高的优点。
基于电池盒的形状，二次电池被分为电极组件安装在圆柱形金属罐中的圆柱形电池、电极组件安装在棱柱形金属罐中的棱柱形电池以及电极组件安装在由铝层压片形成的袋状盒中的袋状电池。
当制造这样的各种类型的二次电池时，可以使用焊接装置来组合多个部分。在常规的焊接装置中，焊接棒暴露于外部，并且焊接期间产生的热量不受控制，因此焊接棒在下一次焊接进程之前在过热状态下进行准备。因此，存在焊接部分的电极或分隔件可能损坏的可能性。
另外，在常规的焊接装置中，上焊接棒未设置有温度测量机构，并且电阻在焊接棒的温度变化时波动，这使得难以施加一致的电流。即使对温度进行测量，设备的移动速度快并且焊接棒的外径相对小，这导致难以测量上焊接棒的温度的问题。
发明内容
【技术问题】
本公开内容的目的是提供管理焊接棒在焊接二次电池时产生的热量并且使焊接缺陷最小化的焊接装置和焊接方法。
本公开内容的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员根据以下详细描述应该清楚地理解本文中未描述的其他目的。
【技术解决方案】
为了实现以上目的，根据本公开内容的一个实施方式，提供了一种焊接装置，包括：焊接棒；温度测量夹具部，其测量焊接棒的温度；以及焊接棒冷却器部，其对焊接棒进行冷却。
温度测量夹具部可以包括：主体部分；温度传感器，其定位在主体部分的上端部处；以及旋转轴部分，其使主体部分旋转以将温度传感器定位在焊接棒的下端部部分处。
旋转轴部分可以形成在主体部分上，并且使主体部分在水平方向上绕旋转轴部分旋转。
旋转轴部分可以使主体部分在0度与90度之间旋转。
焊接棒由上焊接棒和下焊接棒形成，并且温度传感器可以通过旋转与上焊接棒的下端部紧密接触以测量上焊接棒的温度。
焊接棒冷却器部包括：冷却板；以及形成在冷却板中的多个冷却孔，其中，冷却孔连接至鼓风机，并且通过鼓风机流入的冷空气可以穿过冷却孔被吹向焊接棒。
冷却板形成为朝向上焊接棒的下端部部分弯曲的形状，使得冷空气可以被吹向上焊接棒的下端部。
该多个冷却孔可以形成为5个或更少。
为了实现以上目的，根据本公开内容的另一实施方式，提供了一种焊接方法，包括：温度测量夹具部与上焊接棒的下端部紧密接触以测量上焊接棒的下端部的温度的步骤；温度测量夹具部通过旋转从上焊接棒的下端部脱离的步骤；使上焊接棒沿定位下焊接棒的方向移动以执行焊接处理的步骤；在焊接处理完成之后使上焊接棒返回至上侧的步骤；以及温度测量夹具部通过旋转与上焊接棒的下端部紧密接触以再次测量上焊接棒的下端部的温度的步骤。
焊接方法还可以包括：焊接棒冷却器部对上焊接棒的下端部部分进行冷却的步骤。
附图说明
图1是示出根据本公开内容的一个实施方式的焊接装置的图；
图2是示出根据本公开内容的一个实施方式的温度测量夹具部进入已经完成焊接的上焊接棒的下端部并且测量上焊接棒的温度的状态的图；
图3是示出根据本公开内容的一个实施方式的温度测量夹具部完成温度测量并且脱离上焊接棒的下端部部分并且然后上焊接棒再次继续进行焊接的状态的图。
具体实施方式
应当理解，对下面将描述的示例性实施方式进行了说明性地描述以帮助理解本公开内容，并且可以对本公开内容进行各种修改以与本文中描述的示例性实施方式不同地执行。然而，在本公开内容的描述中，当确定特定描述和图示可能不必要地混淆本公开内容的主题时，将省略对公知的功能或构成元件的特定描述和图示。另外，为了帮助理解本公开内容，附图没有基于实际比例示出，而是部分构成元件的尺寸可能被放大。
如本文中所使用的，诸如第一、第二等的术语可以用于描述各种部件，并且部件不受这些术语的限制。术语仅用于区分一个部件与另一部件。
此外，本文中所使用的术语仅用于描述特定的示例性实施方式，并且不旨在限制本公开内容的范围。除非其在上下文中具有明确相反的含义，否则单数表达包括复数表达。应当理解，如本文中所使用的术语“包含(comprise)”、“包括(include)”和“具有(have)”旨在指定所述特征、数目、步骤、动作、构成元件、部件或其组合的存在，但是应当理解，这些术语不排除存在或增加一个或更多个其他特征、数字、步骤、动作、构成元件、部件或其组合的可能性。
下面，将参照图1描述根据本公开内容的一个实施方式的焊接装置的结构。
图1是示出根据本公开内容的一个实施方式的焊接装置的图。
参照图1，根据本实施方式的焊接装置包括焊接棒100、测量焊接棒100的温度的温度测量夹具部以及对焊接棒100进行冷却的焊接棒冷却器部300。焊接棒100包括上焊接棒110和下焊接棒120，并且在上焊接棒110与下焊接棒120之间可以执行焊接处理。稍后描述的焊接棒100可以指上焊接棒110。
温度测量夹具部200可以包括以条形形状形成的主体部分210、定位在主体部分210的上端部处的温度传感器220、以及使主体部分210旋转以将温度传感器220定位在焊接棒100的下端部处的旋转轴部分230。可以通过定位在温度测量夹具部200中的温度传感器220来测量焊接棒100的下端部的温度。
常规的焊接装置未设置有温度传感器，因此存在以下问题：电阻在焊接棒的温度变化时波动，这使得难以向焊接棒施加一致的电流。此外，即使设置了温度传感器，也存在以下问题：上焊接棒的外径相对小于下焊接棒的外径，并且因此难以准确地测量上焊接棒的下端部部分的温度。此外，在一般的电池生产处理中，可以通过使用多个焊接棒来提高生产速度，但是需要保持多个焊接棒的一致温度并且针对每个焊接部实现一致的焊接质量。
另一方面，根据本实施方式，焊接棒100的下端部部分的温度是通过使用定位在主体210的上端部处的温度传感器220来测量的，并且通过所测量的温度来调整焊接棒的温度，从而能够确保焊接质量焊接的一致性。
根据本实施方式，焊接棒冷却器部300包括冷却板310以及形成在冷却板310中的多个冷却孔320，并且冷却孔320可以连接至鼓风机330，并且通过鼓风机330流入的冷空气可以穿过冷却孔320被吹向焊接棒100的下端部。
在常规的焊接装置中，不存在用于焊接棒的单独的冷却装置，并且使用了空气调节器型鼓风机，但是在空气调节器型鼓风机的情况下，存在难以在期望的位置处集中地进行冷却的问题。此外，由于焊接循环在电池生产处理中快速重复，因此有时需要焊接棒的快速冷却。根据本实施方式，可以以一秒内循环一个循环的速度进行焊接循环。
在这方面，根据本实施方式，冷却板310形成为具有朝向焊接棒100的下端部的曲率，在冷却板310中形成的多个冷却孔320连接至鼓风机330，并且通过鼓风机330流入的冷空气穿过朝向焊接棒100的下端部形成的冷却孔320，并且集中地吹向热量产生相对强烈的焊接棒的下端部部分，从而使焊接棒快速地冷却并且提高焊接效率。
下面，将参照图1至图3描述根据本公开内容的一个实施方式的温度测量夹具部和焊接棒冷却器部的操作。
图2是示出根据本公开内容的一个实施方式的温度测量夹具部进入已经完成焊接的上焊接棒的下端部并且测量上焊接棒的温度的状态的图。图3是示出根据本公开内容的一个实施方式的温度测量夹具部完成温度测量并且脱离上焊接棒的下端部部分并且然后上焊接棒再次继续进行焊接的状态的图。
参照图2和图3，在根据本实施方式的温度测量夹具部200中，旋转轴部分230形成在主体部分210上，并且可以使主体部分210在水平方向上绕旋转轴部分230旋转。旋转轴部分230可以固定至焊接装置外部的特定位置。此时，旋转轴部分230可以使主体部分210在0度与90度之间旋转。当主体部分210的旋转超过90度时，被间隔开的主体部分210需要相对大量的功率以返回至上焊接棒的下端部部分以进行温度测量，并且因此，主体部分210的旋转角度优选地形成在90度内。此外，当不执行温度测量时，优选地，主体部分210的旋转角度以至少能够与焊接棒100间隔开的角度旋转，从而保持使主体部分210与温度测量夹具部200被定位成彼此间隔开的角度。
温度传感器220安装在主体部分210的端部的上表面上，并且温度传感器220可以通过旋转与焊接棒100的下端部部分紧密接触以测量焊接棒100的温度。
因此，当焊接棒100执行焊接时，绕旋转轴230的主体部分210的端部部分定位在与焊接棒100的下端部部分间隔开的位置处。当焊接完成之后上焊接棒110与下焊接棒120间隔开时，如图2所示，安装在主体部分的端部部分上的温度传感器220可以通过使主体部分210绕旋转轴230旋转来定位在上焊接棒110的下端部部分处。此外，在通过温度传感器220完成温度测量之后，如图3所示，主体部分210再次绕旋转轴部分230沿焊接棒的外侧方向旋转，使得主体部分210定位在与焊接棒100间隔开的位置处。主体部分210的上述旋转步骤可以与重复焊接进程的次数成比例地重复执行。
此时，温度传感器220可以被定位成与上焊接棒110的下端部部分接触。因此，当不执行焊接时，旋转轴部分230和主体部分210可以被定位在与上焊接棒110的下端部部分所在的部分相同的水平面上。
根据本实施方式，主体部分210经由旋转轴部分230的旋转沿与焊接棒100的纵向方向垂直的方向旋转，使得焊接棒100与温度测量夹具部200之间的干扰可以被最小化。
构成焊接棒冷却器部300的冷却板310可以形成为朝向焊接棒100的下端部部分弯曲的形状。冷却板310可以被形成为具有恒定的曲率半径R。此时，可以根据焊接棒的类型调整曲率半径(R)以调整冷却板310的弯曲角度。由此，可以调整冷却板310的弯曲角度以适应具有各种尺寸和形状的焊接棒的类型，使得从形成在冷却板310的弯曲表面上的冷却孔320引导的冷空气可以集中地吹向热量产生强烈的部分。
根据本实施方式，多个冷却孔320可以形成为5个或更少。当形成在冷却板310中的冷却孔320的数目超过5个时，吹过冷却孔320的冷空气之间会发生干扰，并且不能适当地对焊接棒100的下端部部分执行冷却。因此，冷却孔320的数目优选地形成为5个或更少。
下面，将参照图1至图3描述根据本公开内容的一个实施方式的焊接方法。
参照图2和图3，在根据本实施方式的焊接方法中，可以顺序地执行以下步骤：温度测量夹具部200与上焊接棒110的下端部紧密接触以测量上焊接棒110的下端部的温度的步骤，温度测量夹具部200通过旋转从上焊接棒110的下端部脱离的步骤，将上焊接棒110沿定位下焊接棒120的方向移动以执行焊接处理的步骤，在焊接处理完成之后上焊接棒110返回至上侧的步骤，以及温度测量夹具部200通过旋转与上焊接棒110的下端部紧密接触以再次测量上焊接棒110的下端部的温度的步骤。
如上所述，温度传感器220经由主体部分210的重复旋转运动来周期性地定位在上焊接棒110的下端部部分处，从而可以重复地测量上焊接棒的下端部部分处的在重复的焊接处理之间可以变化的温度，使得可以更精确地控制焊接棒的温度，并且可以提高焊接质量。
根据本实施方式，在上述焊接方法的每个步骤中，还可以包括焊接棒冷却器部300对上焊接棒110的下端部部分进行冷却的步骤。因此，重复地执行焊接处理循环，并且因此周期性地执行与其相关联的温度测量。同时，上焊接棒110的下端部部分通过焊接棒冷却器部300被持续地冷却，从而提高整体焊接质量。
尽管已经参照优选实施方式示出和描述了本发明，但是本公开内容的范围不限于此，并且本领域技术人员可以设计出许多其他修改和实施方式，而不脱离所附权利要求中描述的本发明的原理的主旨和范围。此外，不应当独立于本公开内容的技术主旨或观点来理解这些修改的实施方式。
【附图标记的描述】
100：焊接棒 110：上焊接棒(焊接棒)
120：下焊接棒 200：温度测量夹具部
210：主体部分 220：温度传感器
230：旋转轴部分 300：焊接棒冷却器部
310：冷却板 320：冷却孔
330：鼓风机
【工业适用性】
在根据本发明的一个实施方式的焊接装置和焊接方法中，温度传感器可以附接至与上焊接棒接触的部分，以由此测量上焊接棒的温度，并且焊接棒冷却器部可以形成为扇形，以集中地冷却上焊接棒的下端部，从而有效地控制焊接棒的温度。
本公开内容的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员根据所附权利要求的描述将清楚地理解以上未描述的附加的其他效果。

Claims (10)

1.一种焊接装置，包括：
焊接棒；
温度测量夹具部，所述温度测量夹具部测量所述焊接棒的温度；以及
焊接棒冷却器部，所述焊接棒冷却器部对所述焊接棒进行冷却。
2.根据权利要求1所述的焊接装置，其中：
所述温度测量夹具部包括：
主体部分；
温度传感器，所述温度传感器定位在所述主体部分的上端部处；以及
旋转轴部分，所述旋转轴部分使所述主体部分旋转以将所述温度传感器定位在所述焊接棒的下端部部分处。
3.根据权利要求2所述的焊接装置，其中：
所述旋转轴部分形成在所述主体部分上，并且使所述主体部分在水平方向上绕所述旋转轴部分旋转。
4.根据权利要求3所述的焊接装置，其中：
所述旋转轴部分使所述主体部分在0度与90度之间旋转。
5.根据权利要求2所述的焊接装置，其中：
所述焊接棒由上焊接棒和下焊接棒形成，并且
所述温度传感器通过旋转与所述上焊接棒的下端部紧密接触以测量所述上焊接棒的温度。
6.根据权利要求2所述的焊接装置，其中：
所述焊接棒冷却器部包括：
冷却板；以及
形成在所述冷却板中的多个冷却孔，
其中，所述冷却孔连接至鼓风机，并且通过所述鼓风机流入的冷空气穿过所述冷却孔被吹向所述焊接棒。
7.根据权利要求6所述的焊接装置，其中：
所述焊接棒由上焊接棒和下焊接棒形成，并且
所述冷却板形成为朝向所述上焊接棒的下端部部分弯曲的形状，使得所述冷空气被吹向所述上焊接棒的下端部。
8.根据权利要求6所述的焊接装置，其中：
所述多个冷却孔形成为5个或更少。
9.一种焊接方法，包括：
温度测量夹具部与上焊接棒的下端部紧密接触以测量所述上焊接棒的下端部的温度的步骤；
所述温度测量夹具部通过旋转从所述上焊接棒的下端部脱离的步骤；
使所述上焊接棒沿定位下焊接棒的方向移动以执行焊接处理的步骤；
在所述焊接处理完成之后使所述上焊接棒返回至上侧的步骤；以及
所述温度测量夹具部通过旋转与所述上焊接棒的下端部紧密接触以再次测量所述上焊接棒的下端部的温度的步骤。
10.根据权利要求9所述的焊接方法，
所述焊接方法还包括：焊接棒冷却器部对所述上焊接棒的下端部部分进行冷却的步骤。
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