CN117420147A - 一种电池水冷板的焊接质量检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池水冷板的焊接质量检测方法，属于电池水冷板技术领域。一种电池水冷板的焊接质量检测方法，包括：将水冷板样品的焊接面使用凝固胶进行包覆；对包覆后的水冷板样品进行打磨抛光，使焊接金属面暴露出来；将暴露出来的焊接金属面置于氢氟酸溶液中进行浸泡，使打磨抛光后的焊接金属面清楚的显示出来；随后用水清洗掉氢氟酸溶液，将清洗后的水冷板样品置于显微镜下进行观察，确定钎焊质量。该检测方法可以使水冷板的焊接面更好的暴露出来，使水冷板的焊接面清晰可见，便于后续使用显微镜观察焊脚长度、焊脚宽度、焊脚高度以及气孔长度等，从而进一步评估钎焊质量的优劣。

Description

一种电池水冷板的焊接质量检测方法

技术领域

本申请涉及电池水冷板技术领域，且特别涉及一种电池水冷板的焊接质量检测方法。

背景技术

在新能源汽车动力电池中，冷板是一个关键部件，用于散热和温度控制。在冷板的制造过程中，钎焊是一项重要工艺，它将冷板的不同部件连接在一起。然而，钎焊过程中可能出现结合位置不饱满、虚焊、气孔和板料溶蚀等缺陷，这些缺陷会降低冷板的耐静压性能和耐爆破压力，甚至在压力交变中导致泄漏。

为了判断钎焊工艺参数是否可靠，以及钎焊质量是否满足要求，亟需要提供一种电池水冷板的焊接质量检测方法。

发明内容

本申请实施例的目的包括提供一种电池水冷板的焊接质量检测方法，以判断钎焊工艺参数是否可靠，以及钎焊质量是否满足要求。

本申请实施例提供了一种电池水冷板的焊接质量检测方法，包括：将水冷板样品的焊接面使用凝固胶进行包覆；对包覆后的水冷板样品进行打磨抛光，使焊接金属面暴露出来；将暴露出来的焊接金属面置于氢氟酸溶液中进行浸泡，使打磨抛光后的焊接金属面清楚的显示出来；随后用水清洗掉氢氟酸溶液，将清洗后的水冷板样品置于显微镜下进行观察，确定钎焊质量。

本申请中，通过将水冷板样品的焊接面使用凝固胶进行包覆，再对其依次进行打磨抛光和氢氟酸溶液浸泡处理，可以使水冷板的焊接面更好的暴露出来，使水冷板的焊接面清晰可见，便于后续使用显微镜观察焊脚长度、焊脚宽度、焊脚高度以及气孔长度等，从而进一步评估钎焊质量的优劣。

在本申请的部分实施例中，水冷板包括基板、流道板和水嘴；其中，基板和流道板焊接，水嘴焊接在基板上并与流道板中的流道连通；水冷板样品包括基板与流道板焊接处的样品Ⅰ，以及水嘴与基板焊接处的样品Ⅱ。

在本申请的部分实施例中，上述样品Ⅰ的制备包括：将整块水冷板划分为第一区域和第二区域；其中，第一区域为流道板中的流道区域，第二区域为水嘴所在的非流道区域；在第一区域进行九宫格划线，然后根据划线将第一区域切割成九个单元，每个单元即为单个样品Ⅰ。通过将水冷板样品分为九个大小相等的区域，可以在整个水冷板上选择具有代表性的位置进行取样，以获取更准确的样品特征和性能评估。这种取样方式可以尽可能覆盖整个水冷板的区域，减少局部差异对样品测试结果的影响，可以满足大尺寸水冷板不同钎焊位置的局部质量分析。

在本申请的部分实施例中，上述样品Ⅱ的制备包括：在第二区域进行取样，沿水嘴的中心线进行切割，再进一步取水嘴与基板的焊接区域作为样品Ⅱ。

在本申请的部分实施例中，上述检测方法中的包覆包括：将水冷板样品平放于容器中，使水冷板样品的每个焊接面都暴露出来；再向容器中注入凝固胶，使凝固胶包覆于每个焊接面。将水冷板样品平放于容器中可以使凝固胶更加均匀地包覆到水冷板样品的每个焊接面；而且通过平放样品，可以使凝固胶在重力的作用下自然地覆盖水冷板样品的表面，使凝固胶在包覆过程中流动更加均匀。

在本申请的部分实施例中，注入凝固胶的速度为200-300mL/min。

在本申请的部分实施例中，凝固胶注入完毕后，将含有水冷板样品的容器静置10-15min，使所述凝固胶固化。

通过控制注胶速度为200-300mL/min和固化时间为10-15min，可以实现均匀的凝固胶包覆，使凝固胶在包覆过程中充分流动并形成稳定的结构，同时提高操作的稳定性、实验的可重复性以及工作效率。同时，在此注胶速度和固化时间范围内，可以降低缩孔的形成风险，控制凝固胶在固化过程形成的缩孔数量在5个以内，以及控制缩孔的直径在5mm以内；且缩孔不发生在金相分析的金属界面，从而保持金属界面的完整性。

在本申请的部分实施例中，上述检测方法中的打磨抛光处理包括：将使用凝固胶包覆好的水冷板样品进行打磨，其中打磨的区域为水冷板样品的焊接面区域，使焊接面的金属表面暴露出来；然后再对金属表面进行抛光处理。通过打磨抛光的步骤，可以使水冷板样品的焊接面金属表面变得更加平整、光滑和清洁，有利于更好的进行后续的显微镜观察步骤。

在本申请的部分实施例中，上述检测方法中的浸泡包括：样品Ⅰ在打磨抛光后暴露出四个焊接金属面，将每个焊接金属面依次置于氢氟酸溶液中进行浸泡。将打磨抛光后的样品Ⅰ置于氢氟酸溶液中进行浸泡是使打磨抛光后的焊接金属面更加清楚的显示出来，便于后续使用显微镜观察焊接的质量。

在本申请的部分实施例中，氢氟酸溶液的浓度为2-10％。

在本申请的部分实施例中，每个焊接金属面浸泡的时间为8-15s。

通过控制氢氟酸溶液的浓度和浸泡的时间在上述范围内，可以在使氢氟酸具有腐蚀和清洁作用的同时，避免对样品和操作人员造成不必要的危险和损害。这有助于实现准确、安全和可靠的钎焊质量检测过程。

本申请中的凝固胶为市面上常见的凝固胶，例如：环氧树脂基的金相水晶胶EpoxyMounting Resins。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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为本申请实施例的水冷板九宫格模式切割示意图；

图2为本申请实施例水冷板中的流道板结构示意图；

图3为本申请实施例样品Ⅰ的焊接区域结构示意图；

图4为图3中C处的放大图；

图5为本申请实施例水冷板的结构示意图；

图6为图5中A-A处的剖视图；其中，A-A方向为水嘴的中心线方向；

图7为图6中B处的放大图；

图8为申请实施例提供的检测方法的流程图。

图标：101-第一区域；102-第二区域；103-基板和流道板的焊接区域；201-水嘴；300-水冷板；301-基板；302-流道板；401-溶蚀槽；501-气孔。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本申请实施例的一种电池水冷板300的焊接质量检测方法进行具体说明。

本申请实施例提供了一种电池水冷板300的焊接质量检测方法，包括以下步骤：

(1)制备水冷板样品

水冷板300包括基板301、流道板302和水嘴201；其中，基板301和流道板302焊接，水嘴201焊接在基板301上并与流道板302中的流道连通；水冷板样品包括基板301与流道板302焊接处的样品Ⅰ，以及水嘴201与基板301焊接处的样品Ⅱ。

样品Ⅰ的制备包括：将整块水冷板300划分为第一区域101和第二区域102；其中，第一区域101为流道板302中的流道区域，第二区域102为水嘴201所在的非流道区域；在第一区域101进行九宫格划线(如图1所示)，然后根据划线将第一区域101切割成九个单元，每个单元即为单个样品Ⅰ，样品Ⅰ上的焊接区域为基板和流道板的焊接区域103。

采用九宫格模式的取样方式可以确保样品的代表性和均匀性。通过将水冷板样品分为九个大小相等的区域，可以在整个水冷板300上选择具有代表性的位置进行取样，以获取更准确的样品特征和性能评估。这种取样方式可以尽可能覆盖整个水冷板300的区域，减少局部差异对样品测试结果的影响。

其中，以边长为30-50cm的水冷板为例，需要控制样品Ⅰ的边长大小为5-6cm。在这个尺寸大小范围内的样品Ⅰ可以更好地代表整个水冷板300的特性和性能，能够充分反映整体情况以及能够更准确地展示水冷板300的特征。而且，通过九宫格模式的取样方式，将水冷板样品分为九个大小相等的区域，即每个样品Ⅰ的尺寸是相似的。采用相似尺寸的样品可以增强实验的可重复性和可比性。此外，这样尺寸大小的样品Ⅰ在操作过程中更容易处理和测量，可以提供更准确的实验数据。

样品Ⅱ的制备包括：在第二区域102进行取样，沿水嘴201的中心线进行切割，切割后的示意图如图6所示，再进一步取水嘴201与基板301的焊接区域作为样品Ⅱ。水嘴201焊接在基板301上，沿水嘴201的中心线进行切割，此时水嘴201与基板301的焊接处就会暴露出来；然后将多余的水嘴201部分切割掉，仅保留水嘴201与基板301的焊接区域作为样品Ⅱ进行后续检测。

(2)对水冷板样品进行注胶包覆

将步骤(1)中的样品Ⅰ和样品Ⅱ分别平放于容器中，使样品Ⅰ和样品Ⅱ的每个焊接面都暴露出来；再向容器中注入凝固胶，使凝固胶包覆于每个焊接面。在此过程中，将水冷板样品平放于容器中可以使凝固胶更加均匀地包覆到水冷板样品的每个焊接面；而且通过平放样品，可以使凝固胶在重力的作用下自然地覆盖水冷板样品的表面，使凝固胶在包覆过程中流动更加均匀。此外，水冷板样品的每个焊接面是作为观察面，因此在样品Ⅰ和样品Ⅱ放置的时候要保证观察面暴露在外面，可以肉眼观测到，这样在注入凝固胶的过程中就可以看清楚样品Ⅰ和样品Ⅱ的每个焊接面的凝固胶包覆情况。

其中，注入凝固胶的速度为200-300mL/min，凝固胶注入完毕后，将该容器静置10-15min，使所述凝固胶固化。在此注胶速度和固化时间范围内，凝固胶可以充分流动，水冷板样品表面的细微结构处都填充有凝固胶，这样凝固胶在包覆过程中可以均匀地分布在水冷板样品的每个焊接面上，从而形成稳定且均匀的凝固结构。而且，凝固胶在固化过程中更均匀地流动和分布，还有利于减少气体的滞留和气泡的产生。这样可以降低缩孔的形成概率，并控制缩孔的尺寸和数量。通过控制注胶速度为200-300mL/min和固化时间为10-15min，可以控制凝固胶在固化过程形成的缩孔数量在5个以内，以及控制缩孔的直径在5mm以内，且缩孔不发生在水冷板样品的焊接金属界面，这样可以保持焊接金属界面的完整性，从而避免对检测结果的干扰。

(3)对包覆后的水冷板样品进行打磨抛光

将使用凝固胶包覆好的水冷板样品使用中等砂纸自动打磨机进行打磨，其中打磨的区域为水冷板样品的焊接面区域，使焊接面的金属表面暴露出来；然后再对金属表面用细砂纸进一步抛光处理，去除金属表面比较粗糙的纹路。

打磨可以消除水冷板样品焊接面的表面不平坦区域，包括可能存在的凝固胶残留物、气泡和其他表面缺陷。通过打磨，可以使焊接面的金属表面更加平整，提高接触面的质量和一致性。打磨抛光可以去除焊接面上的表面粗糙纹路，使金属表面更加光滑。打磨抛光过程中，还可以将金属表面上的污垢、氧化物和杂质等物质去除，从而提高金属表面的清洁度。光滑和清洁的金属表面有利于后续的显微镜分析检测，提高检测的准确性和可靠性。

本申请中的中等砂纸和细砂纸均为市面上常见的砂纸种类，其中中等砂纸通常具有较大的颗粒，用于初步去除较明显的不平整和粗糙表面，该中等砂纸粒号范围为60至180；细砂纸具有较小的颗粒，用于进一步打磨和光滑表面，它可以去除中等砂纸留下的痕迹，并使表面更加光滑，该细砂纸粒号范围为240至1200。可根据实际情况选择不同粒号的砂纸进行打磨抛光处理，对此本申请不作限定。

(4)使用氢氟酸溶液浸泡水冷板样品的焊接面

水冷板样品包括基板301与流道板302焊接处的样品Ⅰ，以及水嘴201与基板301焊接处的样品Ⅱ。其中，样品Ⅰ在打磨抛光后暴露出四个焊接金属面；样品Ⅱ在打磨抛光后暴露出一个焊接金属面。对于样品Ⅰ和样品Ⅱ，在浸泡时，需要将每个焊接金属面依次置于浓度为2-10％的氢氟酸溶液中进行浸泡8-15s。

氢氟酸溶液可以与焊接金属面发生氧化反应，使打磨抛光后的焊接金属面更加清楚的显示出来，便于后续使用显微镜观察焊接的质量。

氢氟酸溶液具有一定的腐蚀性，可以去除焊接金属表面的氧化物、污垢和其他杂质。控制溶液浓度在2-10％范围内可以实现适度的腐蚀作用，不会过度腐蚀或损坏金属表面。进一步的，通过控制氢氟酸溶液的浸泡时间为8-15s，可以使氢氟酸与焊接金属面充分接触和反应，使氢氟酸溶液能够有效地起到去除杂质和改善金属表面的作用。总之，通过控制氢氟酸溶液的浓度和浸泡的时间在上述范围内，可以在使氢氟酸具有腐蚀和清洁作用的同时，避免对样品和操作人员造成不必要的危险和损害。这有助于实现准确、安全和可靠的钎焊质量检测过程。

本申请中，以制备100mL，5％的氢氟酸溶液为例，采用如下制备方法制备：取5mL浓度为48％的氢氟酸，加入95mL的去离子水，混合即得到浓度为5％的氢氟酸溶液。

(5)用水清洗掉水冷板样品上的氢氟酸溶液，将清洗后的水冷板样品置于显微镜下进行观察，确定钎焊质量。由于氢氟酸溶液具有一定的腐蚀性，因此为了实验安全，需要先用水清洗掉水冷板样品上的氢氟酸溶液，然后再观察清洗后的水冷板样品的焊接区域情况。通过观察清洗后的水冷板样品在显微镜下的形貌和结构，可以确定是否存在钎焊结合位置不饱满、虚焊和气孔501等钎焊质量问题，以及是否存在板料溶蚀的缺陷，比如溶蚀槽401等。

以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供一种电池水冷板300的焊接质量检测方法，包括以下步骤：

(1)取边长为30-50cm的水冷板300，用切割机采用九宫格取样方式对水冷板300的第一区域101(不含水嘴201)进行取样，得到九个边长为50-60mm的样品Ⅰ。

(2)将步骤(1)中的样品Ⅰ平放于透明容器中，以240mL/min的速度向容器中注入凝固胶，让其固化15min。

(3)采用中等砂纸(粒号为100)自动打磨机进行打磨，使样品Ⅰ焊接面的金属表面暴露出来，然后再用细砂纸(粒号为900)对暴露出来的金属表面进一步抛光打磨，去除金属表面比较粗糙的纹路。

(4)将步骤(3)中打磨抛光后的样品Ⅰ的每个焊接金属面置于浓度为5％的氢氟酸溶液中进行浸泡10s，使打磨抛光后的每个焊接金属面更加清楚的显示出来；随后使用水清洗掉样品Ⅰ上的氢氟酸溶液，将清洗后的水冷板样品置于显微镜下进行观察，确定钎焊质量。

试验例1

本试验例采用实施例1中提供的检测方法对水冷板样品进行焊接质量检测，检测项目包括焊脚长度、焊脚宽度、焊脚高度、气孔501长度、气孔率以及溶蚀率。各检测项目的具体操作如下：

1、焊脚长度、焊脚宽度和焊脚高度测定

把打磨好的样品放置在显微镜下，不断调整倍数，使焊脚在屏幕上清晰可见，利用软件自带测量工具，测量焊脚长度和宽度和高度，单位是微米。

2、气孔501长度以及气孔率的测定

测量焊接长度，记录为A，测量气孔的长度，记录为B，B/A＝C％，则C％为气孔率。

3、溶蚀率的测定

溶蚀率，测量溶蚀槽401的深度，记录为D。测量旁边没有溶蚀的基板的原始厚度，记录为E；D/E＝F％，则F％为溶蚀率。

上述项目的测定结果如表2所示。

表2

以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

Claims (10)

1.一种电池水冷板的焊接质量检测方法，其特征在于，包括：

将水冷板样品的焊接面使用凝固胶进行包覆；

对包覆后的所述水冷板样品进行打磨抛光，使焊接金属面暴露出来；

将暴露出来的所述焊接金属面置于氢氟酸溶液中进行浸泡，使打磨抛光后的所述焊接金属面清楚的显示出来；

随后用水清洗掉所述氢氟酸溶液，将清洗后的所述水冷板样品置于显微镜下进行观察，确定钎焊质量。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述水冷板包括基板、流道板和水嘴；其中，所述基板和流道板焊接，所述水嘴焊接在所述基板上并与所述流道板中的流道连通；

所述水冷板样品包括所述基板与所述流道板焊接处的样品Ⅰ，以及所述水嘴与所述基板焊接处的样品Ⅱ。

3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述样品Ⅰ的制备包括：

将整块水冷板划分为第一区域和第二区域；其中，所述第一区域为流道板中的流道区域，所述第二区域为水嘴所在的非流道区域；

在所述第一区域进行九宫格划线，然后根据所述划线将所述第一区域切割成九个单元，每个单元即为单个所述样品Ⅰ。

4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述样品Ⅱ的制备包括：

在所述第二区域进行取样，沿所述水嘴的中心线进行切割，再进一步取所述水嘴与所述基板的焊接区域作为所述样品Ⅱ。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的检测方法，其特征在于，所述包覆包括：

将所述水冷板样品平放于容器中，使所述水冷板样品的每个焊接面都暴露出来；再向所述容器中注入凝固胶，使所述凝固胶包覆于每个所述焊接面。

6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述注入凝固胶的速度为200-300mL/min。

7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述凝固胶注入完毕后，将含有所述水冷板样品的所述容器静置10-15min，使所述凝固胶固化。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的检测方法，其特征在于，所述打磨抛光处理包括：

将使用凝固胶包覆好的所述水冷板样品进行打磨，其中所述打磨的区域为所述水冷板样品的焊接面区域，使所述焊接面的金属表面暴露出来；然后再对所述金属表面进行抛光处理。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的检测方法，其特征在于，所述氢氟酸溶液的浓度为2-10％。

10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，所述焊接金属面在所述氢氟酸溶液中进行浸泡的时间为8-15s。