CN117961296A - 一种锂电池极耳激光焊接方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锂电池极耳激光焊接方法及装置，包括步骤将待焊工件进行固定；激光经过振镜模组后转换为运动的光斑，通过控制振镜模组的转动，以使光斑沿螺旋轨迹在待焊工件上运动；光斑自外向内在待焊工件上等螺距向内收缩；光斑的功率随焊接时间、螺旋路径位置和光斑移动速度的变化而改变；将光斑的功率信号用于控制激光器，激光器按照预设的功率，发出焊接光束作用于工件待焊部位。本发明的锂电池极耳激光焊接方法，由于激光经过振镜模组后转换为运动光斑，通过控制振镜模组的转动，从而使得光斑沿螺旋轨迹在待焊工件上运动动，进而通关控制光斑的功率随焊接时间、螺旋路径位置和光斑移动速度的变化而改变。
Description
技术领域
本发明涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种锂电池极耳激光焊接方法及装置。
背景技术
激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，具有焊接精度和效率高、接头深宽比大、热影响区窄及自动化程度高等优点，在新能源锂电池电极焊接方面得到了广泛应用。
现有技术中，专利号为CN107225323B的一种焊接锂电池盖帽与极耳的工艺方法，公开了包括如下步骤：（1）激光器选型：采用50-150W的Fiber激光器作为焊接光源；（2）进行激光光学器件的配置；（3）焊接前对极耳、盖帽进行预处理；（4）盖帽与极耳位置对接，并合理选择焊接区域、对焊区进行压合的工艺方法；（5）采用有利于加强焊接强度的焊接轨迹：采用倒了角的矩形，2-8个矩形拍成一定形状，采用呈螺旋线形填充的轨迹；（6）激光参数设置：功率40-120W，频率60-650KHz，脉宽20-200ns；（7）焊接过程中采用吹气保护系统进行保护；
专利号为CN114619144A的一种纽扣电池激光焊接方法，公开了包括以下步骤：将裸电芯卷绕完成，所述裸电芯带有凸出的正负极两个极耳；负极壳具与裸电芯的负极极耳进行激光焊接；正极壳具与裸电芯的正极极耳进行激光焊接，通过激光焊接的方式把壳具与极耳焊接在一起；负极极耳与负极壳具焊接区域为开口螺旋线形；正极极耳与正极壳具焊接区域为开口螺旋线形。
激光焊接技术虽然具有显著的优越性，但在锂电池电极焊接方面也存在一些局限性，通常为了满足电池电极的导电与力学性能的要求，焊点面积通常为几十至上百平方毫米。然而，受制于激光器的功率，激光光斑尺寸较小，因此激光焊接焊点的面积通常仅为几平方毫米，致使焊接焊接接头电阻大，在电池工作过程中焊接接头产热大，过流能力小，直接制约这电池的性能，同时由于焊点面积小，焊接街头的力学性能差，这些缺点限制了激光焊接工艺的在锂电池电极焊接的应用，因此，现有技术中，通过螺旋焊接工艺可以解决焊点面积小的问题，但也因此，存在在激光螺旋焊接过程中，随着焊接时间的增加，焊接产生的热量会逐步积累增加，影响电池性能，并且使焊点中间部分熔深增大，致使焊点焊接熔深一致性差，影响焊接质量。
因此，需要解决锂电池螺旋激光焊接过程中热量积累影响电池性能和焊接质量的问题。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种锂电池极耳激光焊接方法，旨在解决锂电池螺旋过程中热量积累影响电池性能和焊接质量的问题。
为解决上述技术问题，提供一种锂电池极耳激光焊接方法，包括步骤：
将待焊工件进行固定；
激光经过振镜模组后转换为运动的光斑，通过控制所述振镜模组的转动，以使光斑沿螺旋轨迹在所述待焊工件上运动；
所述光斑自外向内在所述待焊工件上等螺距收缩；
所述光斑的功率随焊接时间、螺旋路径位置和光斑移动速度的变化而改变；
将光斑的功率信号用于控制激光器，激光器按照预设的功率，发出焊接光束作用于工件待焊部位。
进一步地，所述激光经过振镜模组后转换为运动的光斑，通过控制所述振镜模组的转动包括：至少两束激光分别经过第一光学模组和第二光学模组转换为运动的第一光斑和第二光斑，且所述第一光斑和所述第二光斑的初始位置相对位于所述待焊工件的两侧，以使所述第一光斑在所述待焊工件运动形成第一螺旋轨迹和所述第二光斑在所述待焊工件运动形成第二螺旋轨迹，其中，所述第一螺旋轨迹与所述第二螺旋轨迹相邻设置。
进一步地，记所述第一光斑产生的所述第一螺旋轨迹方程为和/>，满足关系式：
记所述第二光斑产生的所述第二螺旋轨迹方程为和/>，满足关系式：
其中，与/>为焊点形状控制系数，2πb为螺旋线的间隔距离，t为时间。
进一步地，记所述第一光斑的功率为；所述第二光斑的功率为/>，满足关系式：
其中，k(t)为激光功率变化系数，P0为激光功率，v(t)为焊接速度，L(t)为当前路径长度。
进一步地，当a1=a2时，所述第一螺旋轨迹和所述第二螺旋轨迹均为类圆形，且所述第一螺旋轨迹和所述第二螺旋轨迹的起始相位角差180°以逆时针方向逐渐向中旋转汇聚。
进一步地，当a1>a2时，所述第一螺旋轨迹和所述第二螺旋轨迹为第一类椭圆形，且所述第一螺旋轨迹和所述第二螺旋轨迹的起始相位角差180°以逆时针方向逐渐向中旋转汇聚，其中，所述第一类椭圆形的长轴位于X轴，短轴位于Y轴。
进一步地，当a1<a2时，所述第一螺旋轨迹和所述第二螺旋轨迹为为第二类椭圆形，且所述第一螺旋轨迹和所述第二螺旋轨迹的起始相位角差180°以逆时针方向逐渐向中旋转汇聚，其中，所述第二类椭圆形的长轴位于Y轴，短轴位于X轴。
进一步地，所述第一光斑和所述第二光斑分别沿所述第一螺旋轨迹和所述第二螺旋轨迹进行焊接，且沿所述第一螺旋轨迹焊接形成第一焊缝和沿所述第二螺旋轨迹焊接形成第二焊缝，其中，所述第一焊缝边缘叠加于所述第二焊缝的正中心，以使所述第一焊缝和所述第二焊缝叠加填充于螺距之间。
本发明的第二个目的在于提供一种锂电池极耳激光焊接装置，旨在解决锂电池螺旋过程中螺旋轨迹的生成和光斑功率的调控。
为解决上述技术问题，提供一种锂电池极耳激光焊接装置，包括支架、激光发生器、第一光学模组和第二光学模组，所述第一光学模组包括第一振镜、第二振镜、第一驱动源和第二驱动源，所述第一驱动源连接于所述支架用于驱动所述第一振镜转动，所述第二驱动源连接于所述支架用于驱动所述第二振镜转动；所述第二光学模组包括第三振镜、第四振镜、第三驱动源和第四驱动源，所述第三驱动源连接于所述支架用于驱动所述第三振镜转动，所述第四驱动源连接于所述支架用于驱动所述第四振镜的转动，其中，所述激光发生器发出第一激光照射于所述第一振镜，从所述第一振镜反射于所述第二振镜，再从所述第二振镜反射于待焊工件上形成第一光斑；所述激光发生器发出第二激光照射于所述第三振镜，从所述第三振镜反射于所述第四振镜，在从所述第四振镜反射于待焊工件上形成第二光斑。
进一步地，所述锂电池极耳激光焊接装置还包括控制器，所述控制器分别与所述激光发生器、所述第一光学模组和所述第二光学模组电连接，以使所述控制器控制所述第一光斑的功率和在所述待焊工件上生成第一螺旋轨迹、控制所述第二光斑的功率和在所述待焊工件上生成第二螺旋轨迹。
实施本发明实施例，将具有如下有益效果：
1、本实施例中的锂电池极耳激光焊接方法，由于激光经过振镜模组后转换为运动光斑，通过控制振镜模组的转动，从而使得光斑沿螺旋轨迹在待焊工件上运动动，进而通关控制光斑的功率随焊接时间、螺旋路径位置和光斑移动速度的变化而改变，克服现有技术中激光螺旋焊接过程中热量积累，导致焊点中间部分熔深增大，致使焊点焊接熔深一致性差，影响焊接质量的问题；
2、本实施例中的锂电池极耳激光焊接方法，由于至少两束激光分别经过第一光学模组和第二光学模组转换为运动的第一光斑和第二光斑，且第一光斑和第二光斑的初始位置相对位于待焊工件的两侧，从而使得第一光斑在待焊工件运动形成第一螺旋轨迹和第二光斑在待焊工件运动形成第二螺旋轨迹，且第一螺旋轨迹与第二螺旋轨迹相邻设置，进而加强待焊工件焊接的连接强度避免出现断续的虚焊的同时避免第一光斑和第二光斑焊接时的相互干扰和形成叠加的热量累积效应；
3、本实施例中的锂电池极耳激光焊接方法，由于第一光斑的第一螺旋轨迹和第二光斑的第二螺旋轨迹可以通过轨迹方程进行准确的计算，从而通过计算准备控制第一光斑和第二光斑在轨迹位置中的功率，进而降低焊件中形成热积累的效应，使得焊点焊接熔深的一致性高，提高焊接的质量；
4、本实施例中的锂电池极耳激光焊接方法，由于通过改变焊点形状控制系数，从而使得第一螺旋轨迹和第二螺旋轨迹的形状发生改变，进而适应不同形状的待焊工件的焊接，提高焊接的适应性焊接；
5、本实施例中的锂电池极耳激光焊接方法，由于第一光斑和第二光斑分别沿第一螺旋轨迹和第二螺旋轨迹进行焊接，且第一螺旋轨迹和第二螺旋轨迹的分别形成第一焊缝和第二焊缝，通过控制第一焊缝的边缘叠加与第二焊缝的正中心，从而使得第一焊缝和第二焊缝叠加填充在螺距之间，进而提高焊接的有效接触面积，降低焊接件之间的连接电阻；
6、本实施例中的锂电池极耳激光焊接装置，由于通过第一光学模组和第二光学模组可以分别改变第一光斑和第二光斑的运动轨迹，从而分别使得第一光斑沿第一螺旋轨迹运动和第二光斑沿第二螺旋轨迹运动，通过控制器来控制激光发生器中第一光斑和第二光斑的功率，进而实现第一光斑在第一螺旋轨迹中的功率控制和第二光斑在第二螺旋轨迹中的功率控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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。
图1为本发明实施例一所述的锂电池极耳激光焊接方法的流程示意图；
图2为本发明实施例一所述一束激光的类圆形螺旋轨迹的示意图；
图3为本发明实施例一所述一束激光的第一类椭圆形螺旋轨迹的示意图；
图4为本发明实施例一所述一束激光的第二类椭圆形螺旋轨迹的示意图；
图5为本发明实施例一所述两束激光的类圆形双螺旋轨迹的示意图；
图6为本发明实施例一所述两束激光的第一类椭圆形双螺旋轨迹的示意图；
图7为本发明实施例一所述两束激光的第二类椭圆形双螺旋轨迹的示意图；
图8为本发明实施例一所述螺旋轨迹焊接后的实物效果图；
图9为本发明实施例一所述螺旋轨迹焊接后对熔深度一致性的分析图；
图10为本发明实施例二所述的锂电池极耳激光焊接装置的结构示意图；
图11为本发明实施例二所述的锂电池极耳激光焊接装置双螺旋轨迹的示意图；
其中：100、锂电池极耳激光焊接装置；110、激光发生器；120、第一光学模组；121、第一振镜；122、第二振镜；123、第一驱动源；124、第二驱动源；130、第二光学模组；131、第三振镜；132、第四振镜；133、第三驱动源；134、第四驱动源；200、待焊工件；210、螺旋轨迹；210a、第一螺旋轨迹；210b、第二螺旋轨迹。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以容许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一
请参考图1-图9，本发明实施例一提供了一种锂电池极耳激光焊接方法，包括步骤：
S1、将待焊工件200进行固定；
S2、激光经过振镜模组后转换为运动的光斑，通过控制振镜模组的转动，以使光斑沿螺旋轨迹210在待焊工件200上运动；
S3、光斑自外向内在待焊工件200上等螺距收缩；
S4、光斑的功率随焊接时间、螺旋路径位置和光斑移动速度的变化而改变；
S5、将光斑的功率信号用于控制激光器，激光器按照预设的功率，发出焊接光束作用于工件待焊部位。
具体应用中，将待焊工件200固定在焊接座上，激光源发出激光束经过振镜模组的振镜后转换为运动的光斑，这个过程中，通过控制振镜模组中振镜的转动，例如，两片间隔相对设置的振镜，激光打在其中一片振镜上，通过控制第一振镜121的转动，使得激光源的激光束的路径发生改变，经过计算从而控制光斑沿螺旋轨迹210在待焊工件200上运动焊接待焊工件200，其中，光斑自外连续逐渐向内在待焊工件200上等螺距向内收缩，由于在激光螺旋焊接过程中，随着焊接时间的增加，焊接产生的热量会逐步积累增加，影响电池性能，并且使焊点中间部分熔深增大，致使焊点焊接熔深一致性差，影响焊接质量，本案中，将光斑的功率随着焊接时间、螺旋路径位置和光斑移动速度的变化而改变，从而降低螺旋焊接过程中产生的热积累，最后，将光斑的功率信号用于控制激光器，激光器按照预设的功率，发出焊接光束，该光束通过振镜模组转换成功率调节变化的螺旋轨迹210作用于工件待焊接部位进行焊接。
在一种可能的实施方式中，激光经过振镜模组后转换为运动的光斑，通过控制振镜模组的转动包括：至少两束激光分别经过第一光学模组120和第二光学模组130转换为运动的第一光斑和第二光斑，且第一光斑和第二光斑的初始位置相对位于待焊工件200的两侧，以使第一光斑在待焊工件200运动形成第一螺旋轨迹210a和第二光斑在待焊工件200运动形成第二螺旋轨迹210b，其中，第一螺旋轨迹210a与第二螺旋轨迹210b相邻设置。具有应用中，为了加强螺旋焊接的强度或避免焊接点的间隔中断，至少有两束激光分别经过第一光学模组120和第二光学模组130转换为运动的第一光斑和第二光斑，且第一光斑和第二光斑的初始位置相对位于待焊工件200的两侧，然后控制第一光学模组120的运动，使得第一光斑在待焊工件200运动形成第一螺旋轨迹210a，或控制第二光学模组130的运动，使得第二光斑在待焊工件200运动形成第二螺旋轨迹210b，且由于第一光斑和第二光斑始终位于相对的两侧，可以避免第一光斑和第二光斑焊接时的相互干扰和形成叠加的热量累积效应，另外，第一螺旋轨迹210a和第二螺旋轨迹210b相邻设置，则可以加强待焊工件200焊接后连接强度避免出现断续的虚焊影响焊接质量。
在一种可能的实施方式中，记第一光斑产生的第一螺旋轨迹210a方程为和，满足关系式：
记第二光斑产生的第二螺旋轨迹210b方程为和，满足关系式：
其中，与为焊点形状控制系数，2πb为螺旋线的间隔距离，t为时间。具体应用中，为了计算出第一光斑在单位时间的运动轨迹，通过控制第一光斑产生第一螺旋轨迹210a，该第一螺旋轨迹210a应该满足： 且与为焊点形状控制系数，2πb为螺旋线的间隔距离，t为时间，从而可以确定在某个时间点第一光斑所在的位置，进而确定第一光斑应该输出的功率；同理，为了计算出第二光斑在单位时间的运动轨迹，通过控制第二光斑产生第二螺旋轨迹210b，该第二螺旋轨迹210b应该满足：且与为焊点形状控制系数，2πb为螺旋线的间隔距离，t为时间，从而可以确定在某个时间点第二光斑所在的位置，进而确定第二光斑应该输出的功率；值得说明的， 使得第一光斑和第二光斑始终保持位于待焊工件200的两侧。
在一种可能的实施方式中，记第一光斑的功率为；第二光斑的功率为，满足关系式：
其中，k(t)为激光功率变化系数，P0为激光功率，v(t)为焊接速度，L(t)为当前路径长度。具体应用中，为了防止焊接时热量积累，导致焊接部位温度过高，根据光斑运行参数，控制激光功率为而/> 从而确定光斑的功率随着焊接时间、螺旋路径位置和光斑移动速度的变化而做出改变，以避免螺旋焊接轨迹中，待焊工件200出现热量累积，进而避免由于焊点中心温度高，导致焊点中间部分熔深增大，致使焊点焊接熔深一致性差，影响焊接质量的问题，通过控制光斑位置点的功率变化，使得螺旋轨迹210激光焊接能提高锂电池极耳的焊接强度的同时避免焊接温度不恒定影响焊接质量或影响电池性能的问题。
在一种可能的实施方式中，当a1=a2时，第一螺旋轨迹210a和第二螺旋轨迹210b均为类圆形，且第一螺旋轨迹210a和第二螺旋轨迹210b的起始相位角差180°以逆时针方向逐渐向中旋转汇聚。具体应用中，当锂电池极耳为正方形或圆形时，选取a1=a2，使得第一螺旋轨迹210a和第二螺旋轨迹210b为类圆形，为了提高锂电池极耳焊接强度和性能和避免热应力的干扰，第一螺旋轨迹210a和第二螺旋轨迹210b的起始相位角差180°，再以逆时针方向逐渐向中央旋转汇聚成形。
在一种可能的实施方式中，当a1>a2时，第一螺旋轨迹210a和第二螺旋轨迹210b为第一类椭圆形，且第一螺旋轨迹210a和第二螺旋轨迹210b的起始相位角差180°以逆时针方向逐渐向中旋转汇聚，其中，第一类椭圆形的长轴位于X轴，短轴位于Y轴。具体应用中，当锂电池极耳为沿X轴方向的长方形或椭圆形时，选取a1>a2，使得第一螺旋轨迹210a和第二螺旋轨迹210b为第一类椭圆形，其中，第一类椭圆形的长轴位于X轴，短轴位于Y轴，使得第一螺旋轨迹210a或第二螺旋轨迹210b位于锂电池的极耳上，为了提高锂电池极耳焊接强度和性能和避免热应力的干扰，第一螺旋轨迹210a和第二螺旋轨迹210b的起始相位角差180°，再以逆时针方向逐渐向中央旋转汇聚成形。
在一种可能的实施方式中，当a1<a2时，第一螺旋轨迹210a和第二螺旋轨迹210b为为第二类椭圆形，且第一螺旋轨迹210a和第二螺旋轨迹210b的起始相位角差180°以逆时针方向逐渐向中旋转汇聚，其中，第二类椭圆形的长轴位于Y轴，短轴位于X轴。具体应用中，当锂电池极耳为沿Y轴方向的长方形或椭圆形时，选取a1<a2，使得第一螺旋轨迹210a和第二螺旋轨迹210b为第二类椭圆形，其中，第二类椭圆形的长轴位于Y轴，短轴位于X轴，使得第一螺旋轨迹210a或第二螺旋轨迹210b位于锂电池的极耳上，为了提高锂电池极耳焊接强度和性能和避免热应力的干扰，第一螺旋轨迹210a和第二螺旋轨迹210b的起始相位角差180°，再以逆时针方向逐渐向中央旋转汇聚成形。
在一种可能的实施方式中，第一光斑和第二光斑分别沿第一螺旋轨迹210a和第二螺旋轨迹210b进行焊接，且沿第一螺旋轨迹210a焊接形成第一焊缝和沿第二螺旋轨迹210b焊接形成第二焊缝，其中，第一焊缝边缘叠加于第二焊缝的正中心，以使第一焊缝和第二焊缝叠加填充于螺距之间。具体应用中，为了避免锂电池中极耳焊接件中出现虚焊的问题的，第一光斑和第二光斑分别沿第一螺旋轨迹210a和第二螺旋轨迹210b进行焊接，且沿第一螺旋轨迹210a焊接形成第一焊缝和沿第二螺旋轨迹210b焊接形成第二焊缝，其中，第一焊缝边缘叠加于第二焊缝的正中心，以使第一焊缝和第二焊缝叠加填充于螺距之间，这样通过双螺旋轨迹210实现焊点间隙的调整，使得焊点面积的调整较单一螺旋轨迹210激光焊接时显著增大，从而提高焊接强度和降低焊接后的电阻。
实施例二
本实施例相对与实施例一所保护的主题不同，具体不同：
请参考图10和图11，本发明实施例二提供一种锂电池极耳激光焊接装置100，包括支架(图未示)、激光发生器110、第一光学模组120和第二光学模组130，第一光学模组120包括第一振镜121、第二振镜122、第一驱动源123和第二驱动源124，第一驱动源123连接于支架用于驱动第一振镜121转动，第二驱动源124连接于支架用于驱动第二振镜122转动；第二光学模组130包括第三振镜131、第四振镜132、第三驱动源133和第四驱动源134，第三驱动源133连接于支架用于驱动第三振镜131转动，第四驱动源134连接于支架用于驱动第四振镜132的转动，其中，激光发生器110发出第一激光照射于第一振镜121，从第一振镜121反射于第二振镜122，再从第二振镜122反射于待焊工件200上形成第一光斑；激光发生器110发出第二激光照射于第三振镜131，从第三振镜131反射于第四振镜132，在从第四振镜132反射于待焊工件200上形成第二光斑。具体应用中，由于锂电池极耳激光焊接装置100包括有支架、激光发生器110、第一光学模组120和第二光学模组130，第一光学模组120包括第一振镜121、第二振镜122、第一驱动源123和第二驱动源124，第一驱动源123连接于支架用于驱动第一振镜121转动，第二驱动源124连接于支架用于驱动第二振镜122转动；第二光学模组130包括第三振镜131、第四振镜132、第三驱动源133和第四驱动源134，第三驱动源133连接于支架用于驱动第三振镜131转动，第四驱动源134连接于支架用于驱动第四振镜132的转动，这样，第一驱动源123为第一伺服电机精确控制第一振镜121的转动，第二驱动源124为第二伺服电机精确控制第一振镜121的转动，使得第一光斑可以精准快速形成第一螺旋轨迹210a；第三驱动源133为第三伺服电机精确控制第三振镜131的转动，第四驱动源134为第四伺服电机精确控制第四振镜132的转动，使得第二光斑可以精准快速形成第二螺旋轨迹210b。
在一种可能的实施方式中，锂电池极耳激光焊接装置100还包括控制器，控制器分别与激光发生器110、第一光学模组120和第二光学模组130电连接，以使控制器控制第一光斑的功率和在待焊工件200上生成第一螺旋轨迹210a、控制第二光斑的功率和在待焊工件200上生成第二螺旋轨迹210b。具体应用中，为了配置螺旋轨迹210的激光功率参数，锂电池极耳激光焊接装置100包括控制器，控制器分别与激光发生器110、第一光学模组120和第二光学模组130电连接，通过将第一光斑和第二光斑的功率信号分别输入到激光器中，以使控制器控制第一光斑的功率和在待焊工件200上生成第一螺旋轨迹210a、控制第二光斑的功率和在待焊工件200上生成第二螺旋轨迹210b。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种锂电池极耳激光焊接方法，其特征在于，包括步骤：
S1、将待焊工件进行固定；
S2、激光经过振镜模组后转换为运动的光斑，通过控制所述振镜模组的转动，以使光斑沿螺旋轨迹在所述待焊工件上运动；
S3、所述光斑自外向内在所述待焊工件上等螺距收缩；
S4、所述光斑的功率随焊接时间、螺旋路径位置和光斑移动速度的变化而改变；
S5、将光斑的功率信号用于控制激光器，激光器按照预设的功率，发出焊接光束作用于工件待焊部位。
2.根据权利要求1所述的锂电池极耳激光焊接方法，其特征在于，所述激光经过振镜模组后转换为运动的光斑，通过控制所述振镜模组的转动包括：至少两束激光分别经过第一光学模组和第二光学模组转换为运动的第一光斑和第二光斑，且所述第一光斑和所述第二光斑的初始位置相对位于所述待焊工件的两侧，以使所述第一光斑在所述待焊工件运动形成第一螺旋轨迹和所述第二光斑在所述待焊工件运动形成第二螺旋轨迹，其中，所述第一螺旋轨迹与所述第二螺旋轨迹相邻设置。
3.根据权利要求2所述的锂电池极耳激光焊接方法，其特征在于，记所述第一光斑产生的所述第一螺旋轨迹方程为和/>，满足关系式：
记所述第二光斑产生的所述第二螺旋轨迹方程为和/>，满足关系式：
其中，与/>为焊点形状控制系数，2πb为螺旋线的间隔距离，t为时间。
4.根据权利要求3所述的锂电池极耳激光焊接方法，其特征在于，记所述第一光斑的功率为；所述第二光斑的功率为/>，满足关系式：
其中，k(t)为激光功率变化系数，P0为激光功率，v(t)为焊接速度，L(t)为当前路径长度。
5.根据权利要求3所述的锂电池极耳激光焊接方法，其特征在于，当a1=a2时，所述第一螺旋轨迹和所述第二螺旋轨迹均为类圆形，且所述第一螺旋轨迹和所述第二螺旋轨迹的起始相位角差180°以逆时针方向逐渐向中旋转汇聚。
6.根据权利要求3所述的锂电池极耳激光焊接方法，其特征在于，当a1>a2时，所述第一螺旋轨迹和所述第二螺旋轨迹为第一类椭圆形，且所述第一螺旋轨迹和所述第二螺旋轨迹的起始相位角差180°以逆时针方向逐渐向中旋转汇聚，其中，所述第一类椭圆形的长轴位于X轴，短轴位于Y轴。
7.根据权利要求3所述的锂电池极耳激光焊接方法，其特征在于，当a1<a2时，所述第一螺旋轨迹和所述第二螺旋轨迹为为第二类椭圆形，且所述第一螺旋轨迹和所述第二螺旋轨迹的起始相位角差180°以逆时针方向逐渐向中旋转汇聚，其中，所述第二类椭圆形的长轴位于Y轴，短轴位于X轴。
8.根据权利要求5-7任一项所述的锂电池极耳激光焊接方法，其特征在于，所述第一光斑和所述第二光斑分别沿所述第一螺旋轨迹和所述第二螺旋轨迹进行焊接，且沿所述第一螺旋轨迹焊接形成第一焊缝和沿所述第二螺旋轨迹焊接形成第二焊缝，其中，所述第一焊缝边缘叠加于所述第二焊缝的正中心，以使所述第一焊缝和所述第二焊缝叠加填充于螺距之间。
9.一种锂电池极耳激光焊接装置，其特征在于，包括：支架、激光发生器、第一光学模组和第二光学模组，所述第一光学模组包括第一振镜、第二振镜、第一驱动源和第二驱动源，所述第一驱动源连接于所述支架用于驱动所述第一振镜转动，所述第二驱动源连接于所述支架用于驱动所述第二振镜转动；所述第二光学模组包括第三振镜、第四振镜、第三驱动源和第四驱动源，所述第三驱动源连接于所述支架用于驱动所述第三振镜转动，所述第四驱动源连接于所述支架用于驱动所述第四振镜的转动，其中，所述激光发生器发出第一激光照射于所述第一振镜，从所述第一振镜反射于所述第二振镜，再从所述第二振镜反射于待焊工件上形成第一光斑；所述激光发生器发出第二激光照射于所述第三振镜，从所述第三振镜反射于所述第四振镜，在从所述第四振镜反射于待焊工件上形成第二光斑。
10.根据权利要求9所述的锂电池极耳激光焊接装置，其特征在于，所述激光焊接装置还包括控制器，所述控制器分别与所述激光发生器、所述第一光学模组和所述第二光学模组电连接，以使所述控制器控制所述第一光斑的功率和在所述待焊工件上生成第一螺旋轨迹、控制所述第二光斑的功率和在所述待焊工件上生成第二螺旋轨迹。
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