CN117691312B - 负极集流盘与电芯壳体焊接的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种负极集流盘与电芯壳体焊接的装置及方法,该装置包括支架组件、压置组件、升降组件、旋转组件、夹紧组件、张开组件,压置组件包括支撑座、压置轴、压置盖,支撑座固定在支架组件上,压置轴基于支撑座转动设置,压置盖连接在压置轴的自由端;升降组件包括升降基板、轴承座,轴承座与升降基板连接;旋转组件包括电机、旋转座、交叉滚子轴承,旋转座相对安装孔转动性转配,电机用于驱动旋转座旋转,交叉滚子轴承连接在旋转座的端部;夹紧组件包括多个夹紧块、多个枢转轴、多个弹簧,多个夹紧块基于多个枢转轴环形分布,多个弹簧用于将多个夹紧块预置成收拢夹紧状态;张开组件包括可伸缩的推动件,推动件伸出时使得多个夹紧块呈张开放松状态。
Description
技术领域
本申请涉及新能源电池精密加工制造技术领域,尤其是涉及一种负极集流盘与电芯壳体焊接的装置及方法。
背景技术
在新能源电池的生产制造过程中,为了保证电池的使用性能及各参数指标,需要对集流盘的焊接过程工艺进行高精度控制。
目前,负极集流盘与电芯壳体焊接的装置精度较低,不能够满足高精的焊接需求,导致产品良率较低。
发明内容
本申请提供一种负极集流盘与电芯壳体焊接的装置及方法,以解决背景技术中相关装置不能够满足高精的焊接需求导致产品良率较低的技术问题。
为解决上述技术问题,本申请采用的一个技术方案是:提供一种负极集流盘与电芯壳体焊接的装置,包括:
支架组件,设有避让槽以便放入待焊接的电芯;
压置组件,包括支撑座、压置轴、压置盖,所述支撑座固定在所述支架组件上,所述压置轴基于所述支撑座转动设置并对位于所述避让槽,所述压置盖连接在所述压置轴的自由端;
升降组件,包括升降基板、轴承座,所述升降基板升降性设置于所述支架组件内,所述轴承座与所述升降基板连接并设有安装孔;
旋转组件,包括电机、旋转座、交叉滚子轴承,所述旋转座相对所述安装孔转动性转配,所述电机用于驱动所述旋转座旋转,所述交叉滚子轴承连接在所述旋转座的端部;
夹紧组件,包括多个夹紧块、多个枢转轴、多个弹簧,多个所述枢转轴与所述交叉滚子轴承连接,多个所述夹紧块基于多个所述枢转轴环形分布,多个所述弹簧用于将多个所述夹紧块预置成收拢夹紧状态;
张开组件,包括可伸缩的推动件,所述推动件伸出时用于克服所述弹簧的预紧力以使得多个所述夹紧块呈张开放松状态。
可选的,所述支架组件包括底板、顶板、侧板,所述底板、所述顶板相对平行间隔设置,所述顶板设有所述避让槽,所述侧板将所述顶板、所述底板连接。
可选的,所述避让槽呈V型状、U型状或者弧形状。
可选的,所述升降组件还包括导杆、导套、升降气缸,所述导杆支撑在所述底板、所述顶板之间,所述导套与所述导杆套接并与所述升降基板相固定,所述升降气缸通过所述侧板固定并用于驱动所述升降基板进行升降。
可选的,所述侧板设有窗口,所述升降基板设有伸出所述窗口的连接臂,所述连接臂与所述升降气缸的驱动端连接。
可选的,所述轴承座包括:
主体板,设有所述安装孔;
连接板,连接在所述主体板的两侧并与所述升降基板连接。
可选的,所述交叉滚子轴承包括转动配合的轴承内圈、轴承外圈,所述旋转座包括轴体及与所述轴体连接的法兰,所述法兰与所述轴承内圈相固定以传递旋转扭矩,所述法兰上设有第一钩挂件以钩挂所述弹簧的第一端。
可选的,所述夹紧组件还包括:
内旋转盘,与所述轴承内圈的第一侧边固定连接,所述内旋转盘用于接收多个所述枢转轴贯穿连接至所述轴承内圈;
第一外旋转盘,与所述轴承外圈的第一侧边固定连接,所述第一外旋转盘上用于设置多个传动件,多个所述传动件用于改变多个所述夹紧块的角度;
第二外旋转盘,与所述轴承外圈的第二侧边固定连接,所述第二外旋转盘用于设置多个第二钩挂件以钩挂所述弹簧的第二端。
可选的,所述旋转组件还包括垫块,所述垫块设于所述轴体的自由端并容置于所述内旋转盘之间,所述垫块设有凹腔以匹配承托所述电芯的正极端部。
可选的,所述电机的轴心与所述轴体的轴心相垂直,所述电机的输出端设有第一齿轮、所述旋转座的端部设有第二齿轮,所述第一齿轮、所述第二齿轮相互啮合。
为解决上述技术问题,本申请采用的一个技术方案是:提供一种负极集流盘与电芯壳体焊接的方法,基于前述的负极集流盘与电芯壳体焊接的装置实施,包括:
所述推动件伸出以使得多个所述夹紧块呈张开放松状态;
将待焊接的电芯竖立放置在多个所述夹紧块之间,所述待焊接的电芯包括钢壳及负极集流盘,所述负极集流盘包括盘体部和多个弧形折边,所述多个弧形折边与所述钢壳顶部的内周表面相贴合;
所述推动件缩回以使得多个所述夹紧块呈收拢夹紧状态;
所述升降组件上升使得所述待焊接的电芯由所述压置组件压紧顶部;
所述旋转组件旋转以使得所述待焊接的电芯旋转;
对所述多个弧形折边与所述钢壳相贴合的位置进行激光焊接。
本申请的有益效果是:本申请提供的负极集流盘与电芯壳体焊接的装置包括支架组件、压置组件、升降组件、旋转组件、夹紧组件、张开组件等组件,夹紧组件通过多个弹簧可以预置成收拢夹紧状态以夹紧电芯,张开组件通过可伸缩的推动件能够使得多个夹紧块呈张开放松状态以便取放电芯,通过旋转组件的旋转可以使得电芯边转动边焊接,其结构新颖、使用方便、焊接精度较高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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的附图。其中:
图1是本申请实施例提供的负极集流盘与电芯壳体焊接的装置的立体结构示意图;
图2是图1中所示的负极集流盘与电芯壳体焊接的装置的局部组件的立体结构示意图;
图3是图1中所示的负极集流盘与电芯壳体焊接的装置的局部组件的立体结构示意图;
图4是图3中所示结构的另一视角的立体结构示意图;
图5是图3中所示结构的分解结构示意图;
图6是图5中所示的局部组件的截面结构示意图;
图7是图6中所示结构的一视角的立体结构示意图;
图8是图6中所示结构的另一视角的立体结构示意图。
附图标记说明:10、电芯;11、钢壳;12、负极集流盘;100、支架组件;110、底板;120、顶板;121、避让槽;130、侧板;131、窗口;200、压置组件;210、支撑座;220、压置轴;230、压置盖;300、升降组件;310、升降基板;311、避让孔;312、连接臂;320、轴承座;321、主体板;322、连接板;323、安装孔;324、容纳区;325、插槽;331、导杆;332、导套;333、升降气缸;400、旋转组件;401、电机;402、第一齿轮;403、第二齿轮;410、旋转座;411、轴体;412、法兰;413、第一钩挂件;414、第二钩挂件;415、深沟球轴承;416、推力球轴承;420、交叉滚子轴承;421、轴承内圈;422、轴承外圈;500、夹紧组件;510、夹紧块;511、传动件;520、枢转轴;521、条形槽;530、弹簧;600、张开组件;610、推动件;612、第一凸轮随动器;620、内旋转盘;621、第一外旋转盘;622、第二外旋转盘;700、垫块;711、凹腔。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。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情况下所获得的所有其他实施例,均属于本申请保护的范围。
需要说明,若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、移动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本申请要求的保护范围之内。
请一并参阅图1至图6,本申请实施例提供一种负极集流盘与电芯壳体焊接的装置,该负极集流盘与电芯壳体焊接的装置主要包括支架组件100、压置组件200、升降组件300、旋转组件400、夹紧组件500、张开组件600。
支架组件100设有避让槽121以方便放置待焊接的电芯10。本申请中,避让槽121呈V型状、U型状或者弧形状,待焊接的电芯10是指包括芯体材料、钢壳11、负极集流盘12,焊接是指以激光方式进行焊接。
本申请中未示出焊接用的激光器件,本领域技术人员知晓,激光头可大致位于支架组件100的斜上方并对位于避让槽121,升降组件300、压置组件200将电芯10的两端夹持后,旋转组件400驱动电芯10进行转动,电芯10在转动的过程中进行激光焊接,即钢壳11、负极集流盘12通过激光焊接的作用进行固定连接。
在本申请一实施例中,支架组件100可包括底板110、顶板120、侧板130,底板110、顶板120相对平行间隔设置,顶板120设有前述的避让槽121,侧板130将顶板120、底板110垂直连接。底板110、顶板120、侧板130整体构成矩形框体结构,底板110、顶板120、侧板130可采用强度较好的金属板以提升结构稳定性,进而提升焊接作业精准度。
如图2中所示,压置组件200包括支撑座210、压置轴220、压置盖230。
支撑座210固定在支架组件100上,支撑座210可包括连接段和悬臂段,支撑座210的连接段可延伸有带通孔的连接块以通过螺钉固定的方式固定在顶板120上,支撑座210的悬臂段与支撑座210的连接段可呈90度转折,支撑座210的悬臂段的自由端可对位于避让槽121,支撑座210的悬臂段的自由端内设有转动轴承,转动轴承可包括深沟球轴承和推力球轴承,深沟球轴承用于支持径向转动,推力球轴承用于承受轴向载荷。
压置轴220基于支撑座210和前述的转动轴承转动设置并对位于避让槽121。
压置盖230连接在压置轴220的自由端以用于将负极集流盘12压置在电芯10的钢壳11内以备激光焊接,压置盖230可采用铬锆铜材料制成,铬锆铜材料在激光焊接时能够耐高温。压置盖230可呈喇叭状,压置盖230的最大直径与负极集流盘12相匹配以将负极集流盘12压紧在钢壳11的端部。负极集流盘12包括盘体部和多个弧形折边,多个弧形折边与钢壳11的内周表面相贴合。
升降组件300包括升降基板310、轴承座320,升降基板310升降性设置于支架组件100内,如图5中所示,升降基板310设置有避让孔311,轴承座320与升降基板310连接并设有安装孔323。
旋转组件400包括电机401、旋转座410、交叉滚子轴承420,旋转座410相对安装孔323转动性转配,其中,安装孔323内设有转动轴承,转动轴承可包括深沟球轴承415和推力球轴承416,深沟球轴承415用于支持径向转动,推力球轴承416用于承受轴向载荷。
电机401用于驱动旋转座410旋转,交叉滚子轴承420套设在旋转座410的外周并置于避让孔311中,如图6中所示,交叉滚子轴承420包括转动配合的轴承内圈421、轴承外圈422。
轴承外圈422与避让孔311间隔,由此使得轴承外圈422的旋转不会受到升降基板310的阻碍。
如图7、图8中所示,夹紧组件500包括多个夹紧块510、多个枢转轴520、多个弹簧530,多个夹紧块510、多个枢转轴520、多个弹簧530的数量可以是附图中所示的4组。
多个枢转轴520与交叉滚子轴承420的轴承内圈421的上端面连接以同步转动,多个夹紧块510基于多个枢转轴520环形分布,多个弹簧530用于将多个夹紧块510预置成收拢夹紧状态,多个夹紧块510呈收拢夹紧状态时可以稳固的固定钢壳11。本申请中,弹簧530可采用拉簧,通过预设的初始拉紧力可使得轴承内圈421、轴承外圈422呈第一相对状态(或称第一偏转状态),此时多个夹紧块510呈收拢夹紧状态,当弹簧530受到外力作用拉伸时,轴承内圈421、轴承外圈422呈第二相对状态(或称第二偏转状态,第二偏转状态的偏转角度大于第一偏转状态的偏转角度),此时多个夹紧块510会同步打开并呈放松张开状态。
如图4所示,张开组件600包括可伸缩的推动件610,推动件610伸出时可使得多个夹紧块510呈张开放松状态以便于放入待焊接的电芯10或者取出焊接后的电芯。其中,推动件610可与旋转组件400上的第一凸轮随动器612相抵推使得多个夹紧块510的夹持状态发生变化,一般可以设置成推动件610推动第一凸轮随动器612时,多个夹紧块510张开,以便取出或者放入电芯10。张开组件600具体可以是气缸,推动件610可以是连接在气缸伸缩端的楔形块,楔形块具有接触斜面,接触斜面与第一凸轮随动器612接触时可以使得轴承外圈422相对轴承内圈421的位置发生偏转,即轴承内圈421、轴承外圈422呈第二相对状态,此时多个夹紧块510呈放松张开状态。本申请实施例中,张开组件600可通过升降基板310固定,轴承座320可对应设有插槽325以允许推动件610穿过轴承座320。
本申请实施例中,升降组件300还包括导杆331、导套332、升降气缸333,导杆331支撑在顶板120、底板110之间,导套332与导杆331套接并与升降基板310相固定,导套332一般可采用直线轴承,升降气缸333通过侧板130固定并驱动升降基板310进行升降。升降气缸333可以设置在侧板130的两个侧边以在两侧对称的施加推力进而提升升降组件300进行升降运动时的稳定性。
本申请实施例中,侧板130可设有窗口131,升降基板310可设有伸出窗口131的连接臂312,连接臂312与升降气缸333的驱动端连接。
如图5中所示,轴承座320可包括主体板321和连接板322。其中,主体板321设有安装孔323,安装孔323用于装配推力球轴承416,深沟球轴承415。主体板321的厚度大于升降基板310的厚度,旋转座410整体是基于主体板321进行安装。
连接板322连接在主体板321的两侧并与升降基板310连接使得主体板321与升降基板310之间形成容纳区324。
请一并参阅图6至图8,旋转座410包括轴体411及与轴体411连接的法兰412,法兰412与交叉滚子轴承420的轴承内圈421相固定以传递旋转扭矩,法兰412上设有第一钩挂件413以钩挂弹簧530的第一端。
本申请实施例中,夹紧组件500还包括内旋转盘620、第一外旋转盘621、第二外旋转盘622。
内旋转盘620与交叉滚子轴承420的轴承内圈421的第一侧边(如图6、图7中所示的上侧边)固定连接,内旋转盘620用于接收多个枢转轴520贯穿连接至轴承内圈421。法兰412、轴承内圈421、内旋转盘620、多个枢转轴520为同步转动。
第一外旋转盘621与交叉滚子轴承420的轴承外圈422的第一侧边固定连接,第一外旋转盘621用于设置多个传动件511,多个传动件511用于改变多个夹紧块510的角度。其中,多个传动件511可以是第二凸轮随动器,夹紧块510可设有多个条形槽521,条形槽521套置在传动件511上。
第二外旋转盘622与交叉滚子轴承420的轴承外圈422的第二侧边(如图6、图8中所示的下侧边)固定连接,第二外旋转盘622用于设置多个第二钩挂件414以钩挂弹簧530的第二端。
交叉滚子轴承420的轴承外圈422、第一外旋转盘621、第二外旋转盘622三者为同步转动。
如图6中所示,旋转组件400还包括垫块700,垫块700设于轴体411的一端并容置于内旋转盘620之间,垫块700设有凹腔711以承托电芯10的正极端部,垫块700可以采用赛钢材料,赛钢材料具有较好的弹性和韧性,赛钢材料可以在压紧电芯10端部的过程中避免电芯10受到过大刚性力而损坏电芯10的端部。
本申请实施例中,电机401的轴心与轴体411的轴心相垂直,电机401的输出端设有第一齿轮402、旋转座410的端部设有第二齿轮403,第一齿轮402第二齿轮403相互啮合。由此可以减小装置的高度,当然,在不考虑装置的高度时,电机的轴收与轴体411的轴心也可以同轴设置。
请一并参阅图1至图8,本申请实施例还提供一种负极集流盘与电芯壳体焊接的方法,该方法基于前述的负极集流盘与电芯壳体焊接的装置实施,具体包括以下步骤:
推动件610伸出以使得多个夹紧块510呈张开放松状态,如图4中所示,本步骤中,推动件610伸出并与第一凸轮随动器612相抵接,此时第一外旋转盘621带动轴承外圈422相对轴承内圈421的位置发生偏转,即轴承内圈421、轴承外圈422呈前述的第二相对状态,使得多个夹紧块510呈放松张开状态;
将待焊接的电芯10竖立放置在多个夹紧块510之间,待焊接的电芯10包括钢壳11及负极集流盘12,负极集流盘12包括盘体部和多个弧形折边,多个弧形折边与钢壳11顶部的内周表面相贴合,本步骤可参考图3和图7所示;
推动件610缩回以使得多个夹紧块510呈收拢夹紧状态,参考图6和图8,本步骤中,推动件610缩回时,弹簧530通过预设的初始拉紧力可使得轴承内圈421、轴承外圈422呈前述的第一相对状态,此时多个夹紧块510呈收拢夹紧状态;
升降组件300上升使得待焊接的电芯10由压置组件200压紧顶部,本步骤可参考图1所示;
旋转组件400旋转以使得待焊接的电芯10旋转,本步骤可继续参考图1所示;
对多个弧形折边与钢壳11相贴合的位置进行激光焊接,本申请中未示出焊接用的激光器件,本领域技术人员知晓,激光头可大致位于支架组件100的斜上方并对位于避让槽121。
综上所述,本领域技术人员容易理解,本申请提供的负极集流盘12与电芯10壳体焊接的装置包括支架组件100、压置组件200、升降组件300、旋转组件400、夹紧组件500、张开组件600等组件,夹紧组件500通过多个弹簧530可以预置成收拢夹紧状态以夹紧电芯10,张开组件600通过可伸缩的推动件610能够使得多个夹紧块510呈张开放松状态以便取放电芯10,通过旋转组件400的旋转可以使得电芯10边转动边焊接,其结构新颖、使用方便、焊接精度较高。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种负极集流盘与电芯壳体焊接的装置,其特征在于,包括:
支架组件(100),设有避让槽(121)以便放入待焊接的电芯(10);
压置组件(200),包括支撑座(210)、压置轴(220)、压置盖(230),所述支撑座(210)固定在所述支架组件(100)上,所述压置轴(220)基于所述支撑座(210)转动设置并对位于所述避让槽(121),所述压置盖(230)连接在所述压置轴(220)的自由端;
升降组件(300),包括升降基板(310)、轴承座(320),所述升降基板(310)升降性设置于所述支架组件(100)内,所述轴承座(320)与所述升降基板(310)连接并设有安装孔(323);
旋转组件(400),包括电机(401)、旋转座(410)、交叉滚子轴承(420),所述旋转座(410)相对所述安装孔(323)转动性转配,所述电机(401)用于驱动所述旋转座(410)旋转,所述交叉滚子轴承(420)连接在所述旋转座(410)的端部;
夹紧组件(500),包括多个夹紧块(510)、多个枢转轴(520)、多个弹簧(530),多个所述枢转轴(520)与所述交叉滚子轴承(420)连接,多个所述夹紧块(510)基于多个所述枢转轴(520)环形分布,多个所述弹簧(530)用于将多个所述夹紧块(510)预置成收拢夹紧状态;
张开组件(600),包括可伸缩的推动件(610),所述推动件(610)伸出时用于克服所述弹簧(530)的预紧力以使得多个所述夹紧块(510)呈张开放松状态;
其中,所述轴承座(320)包括:
主体板(321),设有所述安装孔(323);
连接板(322),连接在所述主体板(321)的两侧并与所述升降基板(310)连接;
其中,所述交叉滚子轴承(420)包括转动配合的轴承内圈(421)、轴承外圈(422),所述旋转座(410)包括轴体(411)及与所述轴体(411)连接的法兰(412),所述法兰(412)与所述轴承内圈(421)相固定以传递旋转扭矩,所述法兰(412)上设有第一钩挂件(413)以钩挂所述弹簧(530)的第一端;
其中,所述夹紧组件(500)还包括:
内旋转盘(620),与所述轴承内圈(421)的第一侧边固定连接,所述内旋转盘(620)用于接收多个所述枢转轴(520)贯穿连接至所述轴承内圈(421);
第一外旋转盘(621),与所述轴承外圈(422)的第一侧边固定连接,所述第一外旋转盘(621)上用于设置多个传动件(511),多个所述传动件(511)用于改变多个所述夹紧块(510)的角度;
第二外旋转盘(622),与所述轴承外圈(422)的第二侧边固定连接,所述第二外旋转盘(622)用于设置多个第二钩挂件(414)以钩挂所述弹簧(530)的第二端。
2.根据权利要求1所述的负极集流盘与电芯壳体焊接的装置,其特征在于,所述支架组件(100)包括底板(110)、顶板(120)、侧板(130),所述底板(110)、所述顶板(120)相对平行间隔设置,所述顶板(120)设有所述避让槽(121),所述侧板(130)将所述顶板(120)、所述底板(110)连接。
3.根据权利要求2所述的负极集流盘与电芯壳体焊接的装置,其特征在于:所述避让槽(121)呈V型状、U型状或者弧形状。
4.根据权利要求2所述的负极集流盘与电芯壳体焊接的装置,其特征在于:所述升降组件(300)还包括导杆(331)、导套(332)、升降气缸(333),所述导杆(331)支撑在所述底板(110)、所述顶板(120)之间,所述导套(332)与所述导杆(331)套接并与所述升降基板(310)相固定,所述升降气缸(333)通过所述侧板(130)固定并用于驱动所述升降基板(310)进行升降。
5.根据权利要求4所述的负极集流盘与电芯壳体焊接的装置,其特征在于,所述侧板(130)设有窗口(131),所述升降基板(310)设有伸出所述窗口(131)的连接臂(312),所述连接臂(312)与所述升降气缸(333)的驱动端连接。
6.根据权利要求1所述的负极集流盘与电芯壳体焊接的装置,其特征在于:所述旋转组件(400)还包括垫块(700),所述垫块(700)设于所述轴体(411)的自由端并容置于所述内旋转盘(620)之间,所述垫块(700)设有凹腔(711)以匹配承托所述电芯(10)的正极端部。
7.一种负极集流盘与电芯壳体焊接的方法,基于权利要求1至6中任一权利要求所述的负极集流盘与电芯壳体焊接的装置实施,其特征在于,包括:
所述推动件(610)伸出以使得多个所述夹紧块(510)呈张开放松状态;
将待焊接的电芯(10)竖立放置在多个所述夹紧块(510)之间,所述待焊接的电芯(10)包括钢壳(11)及负极集流盘(12),所述负极集流盘(12)包括盘体部和多个弧形折边,所述多个弧形折边与所述钢壳(11)顶部的内周表面相贴合;
所述推动件(610)缩回以使得多个所述夹紧块(510)呈收拢夹紧状态;
所述升降组件(300)上升使得所述待焊接的电芯(10)由所述压置组件(200)压紧顶部;
所述旋转组件(400)旋转以使得所述待焊接的电芯(10)旋转;
对所述多个弧形折边与所述钢壳(11)相贴合的位置进行激光焊接。
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