CN116810074A - Pack组装过程中的浸泡焊接方法及焊接设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了PACK组装过程中的浸泡焊接方法及焊接设备，所述方法包括：将电芯组件的连接片焊脚与板件进行预组装，以使所述连接片焊脚与板件中的焊盘形成多个待焊接的焊点；对多个所述焊点进行助焊剂涂覆；对涂覆有助焊剂的多个所述焊点进行预热处理；控制喷嘴移动至所述焊点处，对所述焊点逐一喷涌锡液以实现带电浸泡式焊接。本申请实施例通过控制喷嘴移动至焊点处，并对焊点进行逐一地带电浸泡式焊接，可以确保焊点的焊接一致性，实现PACK组装过程中的带电浸泡焊接，提高产品的良品率及焊接效率。
Description
技术领域
本申请涉及电池组装加工领域，特别涉及一种PACK组装过程中的浸泡焊接方法及焊接设备。
背景技术
对于具有锂电池作为储能装置的焊接设备，在组装过程中需要进行PACK组装，主要是通过焊接设备对电芯与金属连接片之间、金属连接片与线路板之间进行焊接组装，以形成整体。
通常在焊接过程中，因电芯与金属连接片、线路板之间需要带电焊接，连接点带电，使得若通过传统的波峰焊来实现对线路板整体焊点的焊接则会对其他焊点造成短路起火的风险。故通常在PACK组装过程中会采用烙铁焊接工艺。
而在采用烙铁焊接工艺的过程中，因工艺特性，锡线熔融过程中炸锡严重，锡渣锡珠残留在产品元件间或电芯间，产品使用过程中存在电性能短路隐患，频繁发生终端产品短路起火事故。并且，因需要过大电流，焊盘长度与宽度设置得较大，高温锡线焊接时烙铁温度会达到360℃以上高温，焊接时间长，热量容易传导到电芯造成电池损伤，从而降低电芯的使用寿命，同时影响焊接点的良品率。
上述因素导致产品良品率低、且焊接效率难以提高。
发明内容
本申请提供一种PACK组装过程中的浸泡焊接方法及焊接设备，可以提高PACK组装过程的焊接效率及产品的良品率。
本申请实施例提供了一种PACK组装过程中的浸泡焊接方法，所述方法包括：
将电芯组件的连接片焊脚与板件进行预组装，以使所述连接片焊脚与板件中的焊盘形成多个待焊接的焊点；
对多个所述焊点进行助焊剂涂覆；
对涂覆有助焊剂的多个所述焊点进行预热处理；
控制喷嘴移动至所述焊点处，对所述焊点逐一喷涌锡液以实现带电浸泡式焊接。
在一实施例中，所述将电芯组件的连接片焊脚与板件进行预组装，还包括：
通过夹具对板件进行覆盖，所述夹具在所述焊点处设置镂空结构，以使所述焊点选择性的暴露于所述夹具外侧。
在一实施例中，所述对多个所述焊点进行助焊剂涂覆，包括：
所述助焊剂通过可移动的喷嘴对焊点中的焊盘和连接片焊脚进行非接触式点喷。
在一实施例中，所述对涂覆有助焊剂的多个所述焊点进行预热处理，包括：
通过加热设备对所述焊点加热至40-60℃，并对所述焊点进行2-15秒的加热。
在一实施例中，所述控制喷嘴逐一移动至所述焊点处，完成对所述焊点喷涌锡液以实现带电浸泡式焊接，包括：
控制喷嘴移动到与待焊接的焊点处的预设高度位置；
喷出所述锡液，将所述锡液浸润焊材表面后渗入到焊材里面，以使所述锡液与焊材形成共熔物质。
在一实施例中，所述喷嘴一侧设有定位组件，所述定位组件包括用于判断喷嘴与焊点之间相对位置的摄像头，以及用于检测所述喷嘴与所述焊点之间距离的距离感应器；
控制喷嘴移动到与待焊接的焊点处的预设高度位置，包括：
使所述喷嘴移动到预设位置；
通过视觉定位组件判断所述喷嘴是否与待焊接的焊点处进行对准；
若是，则控制喷嘴移向所述焊点，通过所述视觉定位组件与所述距离感应器配合移动并定位到预设高度位置。
在一实施例中，所述浸泡式焊接的时长为2-5秒。
在一实施例中，所述在对涂覆有助焊剂的多个所述焊点进行预热处理的过程中，对焊点中的焊盘进行清洁。
在一实施例中，所述喷嘴的形态与面积，和焊点中的焊盘形态与面积相匹配。
在一实施例中，所述喷嘴设置为可更换结构。
本申请还提供了一种焊接设备，所述焊接设备包括：
助焊剂涂覆装置，用于对多个所述焊点进行助焊剂涂覆；
加热装置，用于对涂覆有助焊剂的多个所述焊点进行预热处理；以及
浸泡式焊接装置，包括喷嘴，用于控制喷嘴移动至所述焊点处，对所述焊点逐一喷涌锡液以实现带电浸泡式焊接；
所述焊接设备还包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，用于分别控制所述助焊剂涂覆装置、加热装置以及浸泡式焊接装置执行如上任意一项所述的PACK组装过程中的浸泡焊接方法。
由上可知，本申请的PACK组装过程中的浸泡焊接方法及焊接设备中，通过对电芯组件的连接片焊脚与板件进行预组装，然后通过对焊点进行助焊剂涂覆及预热处理，以提高助焊剂的助焊效果，接着通过控制喷嘴移动至焊点处，并对焊点进行逐一地带电浸泡式焊接，从而确保焊点的焊接一致性，实现PACK组装过程中的带电浸泡焊接，提高产品的良品率及焊接效率。
附图说明
图1为本申请实施例提供的PACK组装过程中的浸泡焊接方法的实现流程图。
图2为本申请实施例提供的完成浸泡式焊接的实现流程图。
图3为本申请实施例提供的电芯组件的结构示意图。
图4为本申请实施例提供的焊点完成浸泡焊接后的形态示意图。
图5为本申请实施例提供的焊接设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请的较佳实施例进行详细阐述，以使本申请的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本申请的保护范围作出更为清楚的界定。
请参照图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本申请的原理是以实施在一适当的运算环境中来举例说明。以下的说明是基于所例示的本申请具体实施例，其不应被视为限制本申请未在此详述的其它具体实施例。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
请参阅图1，图中示出了本申请实施例提供的PACK组装过程中的浸泡焊接方法的实现流程。
该PACK组装过程中的浸泡焊接方法应用于带可充电池的焊接设备，该焊接设备可以是智能手机、便携式电脑、吸尘器或者是其他需要进行充电控制的焊接设备，也可以是其他类型的焊接设备，具体类型不限。
如图1所示，该方法包括以下步骤：
101、将电芯组件的连接片焊脚与板件进行预组装，以使连接片焊脚与板件中的焊盘形成多个待焊接的焊点。
其中，该板件也可以成为线路板或者电路板，可以是电芯的保护板等。电芯组件可以包括电芯以及与电芯的正极及负极连接的连接片，该连接片与板件的焊盘之间通过高温焊锡形成共熔物质，从而使得电芯与板件之间形成电连接。在预组装时，焊盘中央具有通孔，将连接片的焊脚插入到板件的焊盘中央的通孔处形成焊点。
可以理解的，该焊点的数量以及设置在板材之间的位置可以根据实际情况而定，本申请对此不做限定。
102、对多个焊点进行助焊剂涂覆。
其中，可以采用本领域常见的助焊剂对焊点进行涂覆，从而使得后续能够提高焊点在焊接后的质量。
在一实施例中，该助焊剂通过可移动的喷嘴对焊点中的焊盘和连接片焊脚进行非接触式点喷。点喷过程中可以通过控制喷嘴逐一对焊盘以及连接片的焊脚表面均匀喷涂助焊剂，从而提高板材其他位置的整洁程度，并且还可以提高焊点焊接质量的一致性。
请参考图2，图中示出了本申请实施例提供的电芯组件与夹具的结构示意图。
如图2所示，以通过夹具12对板件11进行覆盖，该夹具12在焊点111处设置镂空结构121，以使焊点111选择性的暴露于夹具12外侧。该夹具12可以在电芯组件的预安装过程中进行安装，并与板材以及电芯组件一同送入到涂覆助焊剂的工序。
当涂覆助焊剂时该夹具12可以阻挡一部分助焊剂外溢到板材的其他部件位置，从而确保板材其他部分的洁净程度。
103、对涂覆有助焊剂的多个焊点进行预热处理。
其中，预热处理可以有利于助焊剂活性的激发。在一实施例中，该预热处理可以通过常见的加热装置实现，例如采用加热器与运风系统的配合，将加热至40-60℃的热风直接吹到焊材表面进行加热2-15秒。
当然，上述的加热温度以及加热时间均可以根据实际情况进行调整，从而达到更好地提高助焊剂活性的效果，也可以通过其他方式对焊点进行加热，确保加热效果。
104、控制喷嘴移动至焊点处，对焊点逐一喷涌锡液以实现带电浸泡式焊接。
传统的波峰焊通常需要用一个装满锡材的锡缸，将组装好零部件的板材中需要焊接的一侧浸入锡缸，然后进行波峰焊接。但PACK组装过程中的连接片因与电芯连接，其产生的电流相对较大，若采用传统波峰焊容易造成短路，因此通常会采用烙铁焊接工艺对连接片与板材的焊盘进行焊接。但因难以控制焊接过程中的锡条与焊盘之间的熔合，通常会导致焊点质量一致性较差，且效率较低。
在一实施例中，可以通过设备中的MCU或者PLC等控制组件，控制设备上的喷嘴移动至相应的焊点处，通过喷嘴对焊点喷涌高温锡液，将连接片的焊脚与好进行浸泡，从而在高温的作用下，锡液与焊盘和连接片进行渗透，进而形成共熔物质，冷却后共熔物质将连接片与板材的焊盘连接成一体，以完成带电浸泡式焊接，整个过程只需要数秒钟即可完成，从而解决上述技术手段所产生的效率和良品率相对较低的问题。
结合图3，图中示出了本申请实施例提供的焊点完成浸泡焊接后的形态示意图。
如图3所示，该焊点完成浸泡焊接后，可见板材焊点处的共熔物质21较为完整，其外围没有锡珠锡渣的产生，避免传统烙铁焊接过程中容易产生锡珠锡渣等易造成短路的问题。并且，本申请在浸泡焊接后焊点质量较高，也可以提高了产品的良品率。
由上可知，本申请的PACK组装过程中的浸泡焊接方法及焊接设备中，通过对电芯组件的连接片焊脚与板件进行预组装，然后通过对焊点进行助焊剂涂覆及预热处理，以提高助焊剂的助焊效果，接着通过控制喷嘴移动至焊点处，并对焊点进行逐一地带电浸泡式焊接，从而确保焊点的焊接一致性，实现PACK组装过程中的带电浸泡焊接，提高产品的良品率及焊接效率。
请参阅图4，图中示出了本申请实施例提供的完成浸泡式焊接的实现流程。
在一实施例中，为了提高浸泡式焊接的成功率，确保焊接过程的一致性及提高焊接效率。该用于对焊点浸泡式焊接的喷嘴一侧设有定位组件，定位组件包括用于判断喷嘴与焊点之间相对位置的摄像头，以及用于检测喷嘴与所述焊点之间距离的距离感应器。
具体的，控制喷嘴逐一移动至焊点处，完成对焊点喷涌锡液以实现带电浸泡式焊接，可以包括：
201、使喷嘴移动到预设位置。
其中，喷嘴可以通过驱动机构驱动的机械臂或者是轨道装置等硬件进行移动，并通过程序控制使其能够移动到与焊点相对的位置。
在一实施例中，可以将多个焊点的位置预先通过坐标系的方式进行标识定位并形成控制程序，使得喷嘴可以通过执行相应的控制程序来执行移动控制。
该机械臂与轨道装置的具体实现方式以及程序控制方式可以根据实际需求进行设计，本申请对此不做限定。
202、通过视觉定位组件判断喷嘴是否与待焊接的焊点处进行对准。
其中，视觉定位组件可以通过摄像头获取包含喷嘴与待焊接的焊点的图像，通过一定的算法来判断喷嘴与待焊接的焊点之间的位置关系，从而确定喷嘴是否与待焊接的焊点之间是否符合对准要求。
可以理解的，视觉定位组件的定位算法可以采用本领域常见的定位算法，并通过调整相应的识别特征来确保位置识别效率及准确率，本申请对具体实现方式不限。
203、控制喷嘴移向焊点，通过视觉定位组件与距离感应器配合移动并定位到预设高度位置。
距离感应器可以设置在喷嘴的前端或者是其侧边上，使得距离感应器可以通过测距功能来判断喷嘴与焊点或者是板件的相对距离。此时，可以通过结合视觉定位组件的位置判断算法来持续判断喷嘴与焊点之间的定位过程是否到位。
204、喷出锡液，将锡液浸润焊材表面后渗入到焊材里面，以使锡液与焊材形成共熔物质。
当喷嘴移动到需要的位置后，可以控制喷嘴喷涌高温锡液，将连接片的焊脚与好进行浸泡，从而在高温的作用下，锡液与焊盘和连接片进行渗透，进而形成共熔物质。
当喷嘴完成一个焊点的浸泡焊接后，可以将其移动到下一焊点位置重复进行上述步骤，从而对多个焊点完成控制喷嘴从移动定位到喷出锡液进行浸泡焊接的整个流程。
在一实施例中，该喷嘴焊接的时间可以设置为2-5秒，在确保其焊接效果的前提下尽量减少焊接时长，提高焊接效率。
在另一实施例中，该喷嘴的形态与面积，和焊点中的焊盘形态与面积相匹配。例如，若应用椭圆形的焊点，则可以将喷嘴的截面设置成椭圆形的结构，从而使得在喷涌锡液时能够更好地覆盖焊点，且尽量避免板材焊点的外围受到锡液的污染，提高成品质量。
进一步的，该喷嘴可以设置成可更换结构。在一实施例中，同一喷嘴可以配置多个规格，并在同一焊接作业中进行切换，提高喷嘴对不同焊点形状的适配性。
传统的喷嘴多采用固定位置的方式进行设置，并对特定焊点进行焊接作业。上述的喷嘴定位方式可以使得设备能够兼容不同焊点位置与焊点焊接需求(如焊接过程中对喷嘴与焊点之间的高度需求等)，使得在焊接作业中可以通过同一喷嘴同时对多个不同形态的焊点进行焊接，解决了传统喷嘴焊锡过程中适配性差的问题。
由上可知，通过上述的喷嘴定位方式，使得焊接过程中可以对不同位置、浸泡焊接需求的焊点进行焊接，使得焊点的焊接质量更佳且一致性更好，同时提高了焊接效率。并且，通过可更换喷头结构也可以提高单一喷嘴对不同焊点规格的焊接适配性。
请参阅图5，图中示出了本申请实施例提供的焊接设备的结构。
如图5所示，焊接设备30包括助焊剂涂覆装置31、加热装置32、浸泡式焊接装置33，还包括处理器以及存储器。
其中，助焊剂涂覆装置31可以采用喷头的形式实现对焊点的焊盘及连接片的焊脚进行非接触式地喷洒涂覆。当然，该助焊剂涂覆装置31还可以采用其他方式实现。
该加热装置32，可以采用加热器对空气进行加热，再通过运风装置来将热气吹到板件的焊点处，使得焊点上的助焊剂进行活化，并清洁焊点上的焊盘，以在后续焊接过程中提高焊接质量。
该浸泡式焊接装置33，可以通过设备中的MCU或者PLC等控制组件，控制设备上的喷嘴移动至相应的焊点处，通过喷嘴对焊点喷涌高温锡液，将连接片的焊脚与好进行浸泡，从而在高温的作用下，锡液与焊盘和连接片进行渗透，进而形成共熔物质。
在一实施例中，该浸泡式焊接装置33还可以在喷嘴一侧设有定位组件，定位组件包括用于判断喷嘴与焊点之间相对位置的摄像头，以及用于检测喷嘴与所述焊点之间距离的距离感应器。
视觉定位组件可以通过摄像头获取包含喷嘴与待焊接的焊点的图像，通过一定的算法来判断喷嘴与待焊接的焊点之间的位置关系，从而确定喷嘴是否与待焊接的焊点之间是否符合对准要求。
距离感应器可以设置在喷嘴的前端或者是其侧边上，使得距离感应器可以通过测距功能来判断喷嘴与焊点或者是板件的相对距离。此时，可以通过结合视觉定位组件的位置判断算法来持续判断喷嘴与焊点之间的定位过程是否到位。
当喷嘴移动到需要的位置后，可以控制喷嘴喷涌高温锡液，将连接片的焊脚与好进行浸泡，从而在高温的作用下，锡液与焊盘和连接片进行渗透，进而形成共熔物质。
该喷嘴可以设置成可更换结构。在一实施例中，同一喷嘴可以配置多个规格，并在同一焊接作业中进行切换，提高喷嘴对不同焊点形状的适配性。
除此之外，该焊接设备30还包括处理器34以及存储器35，所述处理器34与存储器35之间电性连接；
所述存储器35中存储有计算机程序，所述处理器34通过调用存储器35中存储的计算机程序，以执行以下步骤：
将电芯组件的连接片焊脚与板件进行预组装，以使所述连接片焊脚与板件中的焊盘形成多个待焊接的焊点；对多个所述焊点进行助焊剂涂覆；对涂覆有助焊剂的多个所述焊点进行预热处理；控制喷嘴移动至所述焊点处，对所述焊点逐一喷涌锡液以实现带电浸泡式焊接。
可以理解的，该处理器34以及存储器35的元件型号可以根据需求采用任意型号，例如采用CPU、MCU、FPGA或者ASIC等运算处理单元作为处理器34，本申请不作限定。
由上可知，本申请的PACK组装过程中的浸泡焊接方法及焊接设备中，通过对电芯组件的连接片焊脚与板件进行预组装，然后通过对焊点进行助焊剂涂覆及预热处理，以提高助焊剂的助焊效果，接着通过控制喷嘴移动至焊点处，并对焊点进行逐一地带电浸泡式焊接，从而确保焊点的焊接一致性，实现PACK组装过程中的带电浸泡焊接，提高产品的良品率及焊接效率。
在本申请实施例中，所述焊接设备与上文实施例中的PACK组装过程中的浸泡焊接方法属于同一构思，在焊接设备上可以运行PACK组装过程中的浸泡焊接方法实施例中提供的任一方法步骤，其具体实现过程详见PACK组装过程中的浸泡焊接方法实施例，并可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，此处不再赘述。
上面结合附图对本申请的实施方式作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种PACK组装过程中的浸泡焊接方法，其特征在于，所述方法包括：
将电芯组件的连接片焊脚与板件进行预组装，以使所述连接片焊脚与板件中的焊盘形成多个待焊接的焊点；
对多个所述焊点进行助焊剂涂覆；
对涂覆有助焊剂的多个所述焊点进行预热处理；
控制喷嘴移动至所述焊点处，对所述焊点逐一喷涌锡液以实现带电浸泡式焊接。
2.如权利要求1所述的PACK组装过程中的浸泡焊接方法，其特征在于，所述将电芯组件的连接片焊脚与板件进行预组装，还包括：
通过夹具对板件进行覆盖，所述夹具在所述焊点处设置镂空结构，以使所述焊点选择性的暴露于所述夹具外侧。
3.如权利要求1所述的PACK组装过程中的浸泡焊接方法，其特征在于，所述对多个所述焊点进行助焊剂涂覆，包括：
所述助焊剂通过可移动的喷嘴对焊点中的焊盘和连接片焊脚进行非接触式点喷。
4.如权利要求1所述的PACK组装过程中的浸泡焊接方法，其特征在于，所述对涂覆有助焊剂的多个所述焊点进行预热处理，包括：
通过加热设备对所述焊点加热至40-60℃，并对所述焊点进行2-15秒的加热。
5.如权利要求1所述的PACK组装过程中的浸泡焊接方法，其特征在于，所述控制喷嘴逐一移动至所述焊点处，完成对所述焊点喷涌锡液以实现带电浸泡式焊接，包括：
控制喷嘴移动到与待焊接的焊点处的预设高度位置；
喷出所述锡液，将所述锡液浸润焊材表面后渗入到焊材里面，以使所述锡液与焊材形成共熔物质。
6.如权利要求5所述的PACK组装过程中的浸泡焊接方法，其特征在于，所述喷嘴一侧设有定位组件，所述定位组件包括用于判断喷嘴与焊点之间相对位置的摄像头，以及用于检测所述喷嘴与所述焊点之间距离的距离感应器；
控制喷嘴移动到与待焊接的焊点处的预设高度位置，包括：
使所述喷嘴移动到预设位置；
通过视觉定位组件判断所述喷嘴是否与待焊接的焊点处进行对准；
若是，则控制喷嘴移向所述焊点，通过所述视觉定位组件与所述距离感应器配合移动并定位到预设高度位置。
7.如权利要求1或5所述的PACK组装过程中的浸泡焊接方法，其特征在于，所述浸泡式焊接的时长为2-5秒。
所述在对涂覆有助焊剂的多个所述焊点进行预热处理的过程中，对焊盘进行清洁。
8.如权利要求1所述的PACK组装过程中的浸泡焊接方法，其特征在于，所述喷嘴的形态与面积，和焊点中的焊盘形态与面积相匹配。
9.如权利要求8所述的PACK组装过程中的浸泡焊接方法，其特征在于，所述喷嘴设置为可更换结构。
10.一种焊接设备，其特征在于，所述焊接设备包括：
助焊剂涂覆装置，用于对多个所述焊点进行助焊剂涂覆；
加热装置，用于对涂覆有助焊剂的多个所述焊点进行预热处理；以及
浸泡式焊接装置，包括喷嘴，用于控制喷嘴移动至所述焊点处，对所述焊点逐一喷涌锡液以实现带电浸泡式焊接；
所述焊接设备还包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，用于分别控制所述助焊剂涂覆装置、加热装置以及浸泡式焊接装置执行如权利要求任意一项所述的PACK组装过程中的浸泡焊接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210278371.0A CN116810074A (zh) | 2022-03-21 | 2022-03-21 | Pack组装过程中的浸泡焊接方法及焊接设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210278371.0A CN116810074A (zh) | 2022-03-21 | 2022-03-21 | Pack组装过程中的浸泡焊接方法及焊接设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116810074A true CN116810074A (zh) | 2023-09-29 |
Family
ID=88115419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210278371.0A Pending CN116810074A (zh) | 2022-03-21 | 2022-03-21 | Pack组装过程中的浸泡焊接方法及焊接设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116810074A (zh) |
-
2022
- 2022-03-21 CN CN202210278371.0A patent/CN116810074A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
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