CN115446486A - 一种激光焊铜嘴 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光焊铜嘴，包括铜嘴外衬、铜嘴内衬以及压头，所述铜嘴外衬套在所述铜嘴内衬外，所述铜嘴内衬轴向设置有激光通道，所述压头一端插在铜嘴内衬的壁槽内，另一端伸出铜嘴内衬外，所述铜嘴还包括用于调节所述压头直径的调节环，所述调节环套在所述铜嘴内衬上与所述压头配合伸缩。该激光焊铜嘴可调节压头的大小，从而实现一个铜嘴即可用于不同形状的CCS组件导电排的焊接。

Description

一种激光焊铜嘴

技术领域

本发明涉及焊件技术领域，具体涉及一种激光焊铜嘴。

背景技术

目前锂电池模组的极柱通常采用激光焊接的方式与CCS组件导电排固定，电池模组的焊接的流程为：将带有焊接孔的CCS组件导电排的铝片放置在极柱上方，将铜嘴压在铝片上，并使铜嘴的中心对准焊接孔，利用激光将铝片与极柱焊接在一起。

由于电芯模组种类众多，CCS组件导电排大小不一样，在焊接调试时，针对不同的CCS组件导电排需要更换不同的铜嘴，而现有的铜嘴均为固定式，大小不可调节，对不同形状的CCS组件导电排，铜嘴压紧时可能会与CCS组件导电排的结构有干涉，使得铜嘴无法与铝片贴合，从而导致焊接虚焊、焊接保护气没有吹到焊缝、焊接外观不合格、有焊渣等问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种可调节大小的激光焊铜嘴，从而实现一个铜嘴即可用于不同形状的CCS组件导电排的焊接。

本发明提供一种激光焊铜嘴，包括铜嘴外衬、铜嘴内衬以及压头，所述铜嘴外衬套在所述铜嘴内衬外，所述铜嘴内衬轴向设置有激光通道，所述压头一端插在铜嘴内衬的壁槽内，另一端伸出铜嘴内衬外，所述铜嘴还包括用于调节所述压头直径的调节环，所述调节环套在所述铜嘴内衬上与所述压头配合伸缩。

进一步地，所述压头整体呈锥形，所述压头由多个对称设置的压头单元组成，所述压头单元包括伸出铜嘴内衬外的嘴头，所述嘴头顶面倾斜设置有滑杆。

进一步地，所述滑杆表面靠外一侧设置有外螺纹，所述调节环内侧设置有内螺纹，所述外螺纹与所述内螺纹相配合实现多个所述压头单元的同步伸缩。

进一步地，所述嘴头远离滑杆一端设置有缺口，所述缺口布置在所述嘴头内侧。

进一步地，所述铜嘴内衬为中空结构，其由上至下依次包括固定圆盘、第二套筒和压头套，所述第二套筒外表面沿轴向设置有多个滑槽，所述压头套上开设有与滑槽对应的滑孔，所述压头单元的滑杆穿过所述滑孔并滑动设置在所述滑槽中，所述嘴头从压头套中伸出，所述调节环套在第二套筒外与所述压头单元相配合。

进一步地，所述嘴头的截面呈扇形，所述嘴头与滑杆连接处的截面积大于滑杆的截面积。

进一步地，所述铜嘴外衬为中空结构，包括安装座，所述安装座底面设置有第一套筒，所述铜嘴内衬安装在铜嘴外衬内时形成空腔通道，所述安装座侧壁上设置有进气口，所述进气口与所述空腔通道连通，所述压头单元竖直开设有用于吹出保护气体的贯通气道，所述气道与所述空腔通道连通。

进一步地，所述调节环设置在所述第一套筒底部，所述压头套外套有限位环，所述调节环被限制在限位环和第一套筒之间。

进一步地，所述第二套筒外表面设置有用于加热所述空腔通道内保护气体的加热膜。

进一步地，所述安装座上开设有多个第一安装孔，所述固定圆盘开设有与第一安装孔对应的多个第二安装孔，所述铜嘴外衬和所述铜嘴内衬通过穿过所述第一安装孔和第二安装孔的固定件固定连接。

本发明的有益效果为：

1.本发明通过在第二套筒外设置滑槽，压头套上设置滑孔，使得压头单元从滑孔中伸入滑槽并可在滑槽中滑动，通过在压头外套设调节环，压头外侧设置外螺纹，调节环内侧设置内螺纹，使得调节环能够控制压头的伸缩从而改变压头的直径，该激光焊铜嘴适用于不同形状的CCS组件导电排，省去了更换铜嘴的时间，加工效率更高。

2.本发明通过将压头设置为多个独立的压头单元，便于对压头单元进行调节，从而实现压头直径的改变。

3.本发明通过在所有压头单元上设置贯通的气道，保护气体通过气道直接吹向焊缝，有利于焊缝熔池凝固时均匀铺展，使得焊缝成型均匀美观。

4.本发明通过在第二套通外设置加热膜，加热膜能对空腔中的保护气体进行加热，提高保护气体的分子活跃度，保护更充分，焊接质量更加稳定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明结构爆炸图；

图3为本发明铜嘴外衬的结构示意图；

图4为本发明铜嘴外衬的正视图；

图5为本发明铜嘴外衬的俯视图；

图6为本发明铜嘴内衬的结构示意图；

图7为本发明铜嘴内衬的正视图；

图8为图6中A处放大图；

图9为本发明压头与铜嘴内衬配合的结构示意图；

图10为本发明调节环的结构示意图；

图11为本发明限位环的结构示意图；

图12为本发明的仰视图；

图13为图8中A-A截面示意图；

图14为本发明压头的结构示意图；

图15为本发明压头的俯视图；

图16为本发明压头的仰视图；

图17为本发明压头单元嘴头的结构示意图；

图18为本发明的工作状态示意图。

附图标记：1-铜嘴外衬；2-铜嘴内衬；3-压头；4-安装座；5-进气口；6-第一套筒；7-调节环；8-限位环；9-第一安装孔；10-第二安装孔；11-激光通道；12-固定圆盘；13-第二套筒；14-滑槽；15-压头套；16-滑孔；17-螺栓；18-加热膜；19-压头单元；20-滑杆；21-嘴头；22-气道；23-圆孔；24-空腔；25-抽尘箱；26-抽尘管道；27-缺口；28-铝片。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。“多个”表示“两个或两个以上”。

如图1、2所示，一种激光焊铜嘴，包括铜嘴外衬1、铜嘴内衬2以及压头3，所述铜嘴外衬1套在所述铜嘴内衬2外，所述铜嘴内衬2轴向设置有激光通道11，所述压头3一端插在铜嘴内衬2的壁槽内，另一端伸出铜嘴内衬2外，所述铜嘴还包括用于调节所述压头3直径的调节环7，所述调节环7套在所述铜嘴内衬2上与所述压头3配合伸缩。

可以理解的是，通过设置调节环7对压头3的直径进行调节，能够对不同形状的CCS组件导电排进行焊接，铜嘴不会与其他结构产生干涉，使得铜嘴能够与铝片28贴合，提高焊接质量。

如图10至12所示，所述压头3整体呈锥形，所述压头3由多个对称设置的压头单元19组成，所述压头单元19包括伸出铜嘴内衬2外的嘴头21，所述嘴头21顶面倾斜设置有滑杆20。

所述滑杆20表面靠外一侧设置有外螺纹，所述调节环7内侧设置有内螺纹，如图所示，所述外螺纹与所述内螺纹相配合实现多个所述压头单元19的同步伸缩。

具体地，所述压头3包括均匀环向布置的三个压头单元19，三个所述压头单元19互不接触，三个压头单元19的表面靠外一侧均设置有外螺纹，所述调节环7内侧设置有内螺纹，当调节环7旋转时，三个压头单元19会同步运动，在一些实施例中，也可以设置其他数量的多个压头单元19。

可以理解的是，滑杆20倾斜布置，当三个压头单元19同步向上运动时，即向远离铝片28的方向运动时，三个压头单元19之间的距离会变大，三个压头单元19形成的环形的直径会变大，从而能够用于焊接孔较大的CCS组件导电排的焊接，当三个压头单元19同步向下运动时，即向靠近铝片28的方向运动时，三个压头单元19之间的距离会变小，三个压头单元19形成的环形的直径会变小，从而能够用于CCS组件导电排能够提供压头3的空间较小时的情况。

在一些实施例中，所述嘴头21远离滑杆20一端设置有缺口27，所述缺口27布置在所述嘴头21内侧。

需要说明的是，为了防止压头单元19压在铝片28上后，气道22被铝片28堵住，在压头3底部内侧开设有缺口27，如图13所示，气道22中的气体能够提前从缺口27处吹出。

在一些实施例中，所述铜嘴内衬2为中空结构，其由上至下依次包括固定圆盘12、第二套筒13和压头套15，所述第二套筒13外表面沿轴向设置有多个滑槽14，所述压头套15上开设有与滑槽14对应的滑孔16，所述压头单元19的滑杆20穿过所述滑孔16并滑动设置在所述滑槽14中，所述嘴头21从压头套15中伸出，所述调节环7套在第二套筒13外与所述压头单元19相配合，如图6、7所示。

具体地，固定圆盘12、第二套筒13和压头套15通过焊接连接，所述第二套筒13自中部至底部直径线性减小，类似于锥形结构，所述第二套筒13底部焊接固定有压头套15，所述第二套筒13底部的直径小于压头套15的直径，通过在第二套筒13外表面向下设置多个倾斜的滑槽14，在压头套15上开设与滑槽14对应的滑孔16，所述滑槽14的数量与压头单元19的数量相等，所述滑槽14与对应的压头单元19平行布置，从而使得压头单元19的滑杆20能够通过压头套15上的滑孔16伸入滑槽14中，所述滑杆20内侧为半圆形弧面，所述滑槽14的横截面也为半圆形，从而使得滑杆20在调节环7的作用下沿滑槽14滑动。

在一些实施例中，所述嘴头21的截面呈扇形，所述嘴头21与滑杆20连接处的截面积大于滑杆20的截面积。

具体地，三个压头单元19自顶部至底部截面积逐渐减小，使得三个压头单元19共同形成顶部直径大、底部直径小的锥形结构。

可以理解的是，工作时，所述压头单元19的嘴头21压在铝片28上，滑杆20在滑槽14中，当完后焊接工作后需要调小压头3直径时，压头单元19向压头套15内回缩，由于所述嘴头21与滑杆20连接处的截面积大于滑杆20的截面积，滑槽14的截面积等于滑杆20的截面积，压头单元19缩至一定距离后，压头单元19的嘴头21会被第二套筒13阻挡无法进一步回缩，因此第二套筒13能够限制压头单元19向压头套15内回缩的最大距离，使得压头单元19不会完全缩入空腔通道24内；当完成焊接工作后需要调大压头3直径时，压头单元19向压头套15外伸出，当伸到一定程度时，三个压头单元19的嘴头21会相互抵靠，使得压头单元19无法进一步向压头套15外伸出，因此压头单元19自身能够限制伸出的最大距离，使得压头单元19不会脱离整个铜嘴。

进一步地，如图3至5所示，所述铜嘴外衬1为中空结构，包括安装座4，所述安装座4底面设置有第一套筒6，所述铜嘴内衬2安装在铜嘴外衬1内时形成空腔通道24，所述安装座4侧壁上设置有进气口5，所述进气口5与所述空腔通道24连通，所述压头单元19竖直开设有用于吹出保护气体的贯通气道22，所述气道22与所述空腔通道24连通。

具体地，安装座4与第一套筒6通过焊接连接，所述第一套筒6呈圆筒状，其内径大于第二套筒13的外径，从而在第一套筒6和第二套筒13之间形成空腔通道24，所述气道22沿滑杆20的轴向设置，从滑杆20的尾部贯穿至嘴头21，如图9所示。

可以理解的是，保护气体可从进气口5进入空腔通道24内，由于压头单元19开设有气道22，因此保护气体可从压头单元19的尾部进入气道22，然后从嘴头21吹出，保护气体有利于提高焊接质量和焊接效率，保护气体从三个均匀布置的压头单元19中吹出有利于焊缝熔池凝固时均匀铺展，使得焊缝成型均匀美观。

在一些实施例中，所述调节环7设置在所述第一套筒6底部，所述压头套15外套有限位环8，所述调节环7被限制在限位环8和第一套筒6之间。

具体地，所述压头套15和限位环8上均开设有孔，所述限位环8通过穿过上述孔的螺栓17与压头套15固定在一起。

可以理解的是，为了实现调节环7对压头3的调节作用，当调节环7旋转时，压头3会移动，而调节环7不能移动，因此使用限位环8对调节环7进行限位，阻止调节环7的竖向移动，所述第一套筒6能够限制调节环7向上窜动，而限位环8可以限制调节环7向下窜动，从而实现调节环7的调节功能。

在一些实施例中，也可以不设置限位环8，而是将压头套15的直径增大，使得调节环7被限制在压头套15外沿和第一套筒6之间。

在一些实施例中，所述第二套筒13外表面设置有用于加热所述空腔通道24内保护气体的加热膜18。

具体地，所述加热膜18是通过一根导线穿过安装座4侧面并与外部电源连通，通过电阻加热的原理对充入空腔通道24内的保护气体进行加热，保护气体可以为氮气、氩气、氦气等，保护气体能够减少或避免工件在焊接过程中被氧化，有效减小焊接过程中产生的飞溅，有效减少焊缝气孔。当使用液氮时，由于液氮温度较低，氮气分子不活跃，保护效果会有所下降，而加热膜18可以对液氮进行加热，氮气保护更充分，焊接质量更加稳定。

在一些实施例中，所述安装座4上开设有多个第一安装孔9，所述固定圆盘12开设有与第一安装孔9对应的多个第二安装孔10，所述铜嘴外衬1和所述铜嘴内衬2通过穿过所述第一安装孔9和第二安装孔10的固定件固定连接。

具体地，所述安装座4和固定圆盘12均为中空的圆柱形结构，所述安装座4顶部同轴开设有不贯穿的圆孔23，所述圆孔23的直径大于安装座4的中部开孔直径，所述圆孔23的底部开设有第一安装孔9，所述固定圆盘12与圆孔23的直径相等，所述固定圆盘12安装在所述圆孔23中，并通过穿过第一安装孔9和第二安装孔10的螺栓17固定，所述第二套筒13穿过所述圆孔23伸入第一套筒6中，所述安装座4、固定圆盘12、第一套筒6和第二套筒13的内部形成所述空腔通道24，保护气体从进气口5进入空腔通道24后，从压头单元19的气道22吹出。

在一些实施例中，所述铜嘴外衬1顶部设置有抽尘箱25，所述抽尘箱25连接有抽尘管道26。

具体地，所述抽尘箱25通过焊接固定在安装座4顶部，并与激光通道11连通，通过抽尘管道26能够进行抽尘。

该铜嘴的使用方法：如图14所示，根据CCS组件导电排的结构和形状，转动调节环7，对压头3的直径进行调节，使得压头3压在铝片28上时能够完全贴合铝片28，调节完成后将铜嘴压向铝片28，使得铜嘴的轴线对准铝片28上的焊接孔，从进气口5充入保护气体，保护气体通过进气口5进入空腔通道24后，再通过压头单元19的气道22吹到待焊接处，即可开始焊接工作。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光焊铜嘴，其特征在于：包括铜嘴外衬(1)、铜嘴内衬(2)以及压头(3)，所述铜嘴外衬(1)套在所述铜嘴内衬(2)外，所述铜嘴内衬(2)轴向设置有激光通道(11)，所述压头(3)一端插在铜嘴内衬(2)的壁槽内，另一端伸出铜嘴内衬(2)外，所述铜嘴还包括用于调节所述压头(3)直径的调节环(7)，所述调节环(7)套在所述铜嘴内衬(2)上与所述压头(3)配合伸缩。

2.根据权利要求1所述的一种激光焊铜嘴，其特征在于：所述压头(3)整体呈锥形，所述压头(3)由多个对称设置的压头单元(19)组成，所述压头单元(19)包括伸出铜嘴内衬(2)外的嘴头(21)，所述嘴头(21)顶面倾斜设置有滑杆(20)。

3.根据权利要求2所述一种激光焊铜嘴，其特征在于：所述滑杆(20)表面靠外一侧设置有外螺纹，所述调节环(7)内侧设置有内螺纹，所述外螺纹与所述内螺纹相配合实现多个所述压头单元(19)的同步伸缩。

4.根据权利要求2所述的一种激光焊铜嘴，其特征在于：所述嘴头(21)远离滑杆(20)一端设置有缺口(27)，所述缺口(27)布置在所述嘴头(21)内侧。

5.根据权利要求2至4任一项所述的一种激光焊铜嘴，其特征在于：所述铜嘴内衬(2)为中空结构，其由上至下依次包括固定圆盘(12)、第二套筒(13)和压头套(15)，所述第二套筒(13)外表面沿轴向设置有多个滑槽(14)，所述压头套(15)上开设有与滑槽(14)对应的滑孔(16)，所述压头单元(19)的滑杆(20)穿过所述滑孔(16)并滑动设置在所述滑槽(14)中，所述嘴头(21)从压头套(15)中伸出，所述调节环(7)套在第二套筒(13)外与所述压头单元(19)相配合。

6.根据权利要求5所述的一种激光焊铜嘴，其特征在于：所述嘴头(21)的截面呈扇形，所述嘴头(21)与滑杆(20)连接处的截面积大于滑杆(20)的截面积。

7.根据权利要求5所述的一种激光焊铜嘴，其特征在于：所述铜嘴外衬(1)为中空结构，包括安装座(4)，所述安装座(4)底面设置有第一套筒(6)，所述铜嘴内衬(2)安装在铜嘴外衬(1)内时形成空腔通道(24)，所述安装座(4)侧壁上设置有进气口(5)，所述进气口(5)与所述空腔通道(24)连通，所述压头单元(19)竖直开设有用于吹出保护气体的贯通气道(22)，所述气道(22)与所述空腔通道(24)连通。

8.根据权利要求7所述的一种激光焊铜嘴，其特征在于：所述调节环(7)设置在所述第一套筒(6)底部，所述压头套(15)外套有限位环(8)，所述调节环(7)被限制在限位环(8)和第一套筒(6)之间。

9.根据权利要求7所述的一种激光焊铜嘴，其特征在于：所述第二套筒(13)外表面设置有用于加热所述空腔通道(24)内保护气体的加热膜(18)。

10.根据权利要求7所述的一种激光焊铜嘴，其特征在于：所述安装座(4)上开设有多个第一安装孔(9)，所述固定圆盘(12)开设有与第一安装孔(9)对应的多个第二安装孔(10)，所述铜嘴外衬(1)和所述铜嘴内衬(2)通过穿过所述第一安装孔(9)和第二安装孔(10)的固定件固定连接。

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