CN208322461U - 一种双极板激光焊接定位夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双极板激光焊接定位夹具，采用的技术方案是包括上盖板和定位底板，中间放置双极板，其特征在于上盖板上设有至少三个定位凸台或凹陷，定位底板上设有与所述上盖板上凸台或凹陷相对应的凸台或凹陷；所述上盖板与定位底板的凸台或凹陷位置重合，将双极板上的定位凸台或凹陷扣合进定位底板的凸台或凹陷上，上盖板上的凸台或凹陷扣合进双极板上的凸台或凹陷上，实现对双极板的定位；上盖板、双极板、定位底板三者依次相接的凸台或凹陷为过盈配合；所述上盖板和定位底板中间设有焊接孔。采用以上结构的夹具，在焊接中不发生形变，没有应力产生，具有扣合方便、定位准确的优点。

Description

一种双极板激光焊接定位夹具

技术领域

本实用新型涉及新能源电池加工领域，特别涉及一种双极板焊接定位用夹具。

背景技术

双极板是氢燃料电池的重要部件，起到收集电流、气体分配以及水管理、热管理的作用。双极板的制造流程一般是先用金属薄板(厚度0.1mm)分别制成阳极和阴极流场板，然后将二者连接在一起，两板中间形成冷却液流道。双极板的密封性要求很高，若密封性不好则反应物质和冷却液可能会渗漏，将使电池性能下降或失去作用，甚至造成安全事故。目前连接阳、阴极的加工方法均采用焊接方式，相比于其他连接工艺，激光焊接具有焊缝小、质量高、密封性好、效率高、工艺成本低、容易实现自动化等优点，是批量生产双极板过程中最具潜力的工艺。激光焊主要是通过激光束照射在金属薄板表面，将上层薄板材料熔化，热量通过热传导传递到下层材料，使之熔化后形成熔池，凝固形成焊缝。在此过程中需要保证上下双层极板的焊接区域无间隙紧密贴合，以保证热量的正常传输，如果出现间隙产生空气层阻隔，则容易造成虚焊问题，因此对双极板间良好的定位装夹十分关键。

由于金属双极板主要区域为流场区，可供连接的焊接区域宽度较窄，因此可供夹具夹持空间很小，同时双极板连接区域分布在极板外周圈，焊接路径较长，需要夹持距离较长；另外金属双极板为超薄板，刚度较差，装夹不当容易引起薄板大变形，影响双极板工作性能；因此，金属双极板焊接过程中的装夹需要满足夹持精准、焊接区域极板间无缝隙、极板保持在同一平面、夹紧力适中等要求。

当前焊接的夹具，采用在底板上设置安装双极板的槽，双极板放置在槽中定位，将上盖板上压在上面，进行焊接。为了保持夹持紧固、在焊接时不发生位移，需要一定作用力夹紧，这会使双极板在焊接后因为应力产生变形，造成产品成品率不高，并影响焊接后的双极板使用寿命。

发明内容

本实用新型提供一种双极板焊接用夹具，以解决焊接过程中定位不准，易产生夹持形变、应力等问题，并能实现快速装夹，且有利于大批量时的自动化生产。

采用的技术方案如下：

一种双极板激光焊接定位夹具，包括上盖板和定位底板，中间放置双极板，其特征在于上盖板和定位底板各设至少两个定位点，上盖板和定位底板的定位点位置对应；所述定位点为凸台或凹陷，所述上盖板为凸台或凹陷时，定位底板的定位点为凹陷或凸台；所述双极板上设有与上盖板和定位底板位置、形状相同的定位点，上盖板、双极板和定位底板上的凸台或凹陷依次嵌入，实现对双极板的定位；上盖板、双极板、定位底板三者依次相接的凸台或凹陷为过盈配合；所述上盖板设有焊接孔。

进一步地，所述定位点在夹具上呈对角线分布。

进一步地，所述上盖板、定位底板上的定位凸台或凹陷为3个。

进一步地，所述凸台或凹陷为圆形。

进一步地，在于所述焊接孔覆盖全部的内部焊接区或外部焊接区。

进一步地，在于所述凸台的高度/凹陷的深度为0.7-0.8mm。

进一步地，上盖板、双极板、定位底板三者的最大过盈量为0.01mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用凸台或凹陷进行定位，上盖板、双极板、定位底板依次相接的凸台或凹陷为过盈配合，三者需要一定压力进行扣合，扣合后配合紧固，不会发生位移；凸台或凹陷的高度或深度与双极板的厚度相同，有凸台的阻挡，不会发生过量的形变，因此，可以不用外力夹持，即可保证上盖板、双极板和定位底板的紧密配合，双极板焊接后应力小。

附图说明

图1为本实用新型双极板激光焊接定位夹具总体示意图；

图2为定位点剖面图；

图3为上盖板图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明。除非特别说明，本发明实施例中采用的原料和方法为本领域常规市购的原料和常规使用的方法。

实施例1

一种双极板激光焊接定位夹具，如图1所示，包括上盖板1、定位底板2，上盖板1上设有两个定位凹陷(为标识)，定位点在夹具上呈对角线分布，即设置在夹具上对角线的两个角，定位底板2上设于两个定位凸台21。定位凹陷向上陷入上盖板，定位凸台向上凸起。上盖板1与定位底板2上的定位凸台位置相同，两者扣合后，定位凸台均能重合并嵌入另一个的凹陷内。双极板由板一3和板二4组成，其中一个为阳极，另一个为阴极。板一3上设有对应的两个定位凸台31，板二4上设有对应的两个定位凸台41。定位时，上盖板1上的凹陷嵌入板一3的凸台31上，板一3凸台31下面的凹陷嵌入板二4的凸台31，板二4凸台41下面的凹陷嵌入定位底板2的凸台21上。定位凸台均为圆形，为了保证定位的精准，在定位后不发生位移，各个定位凸台与其嵌合的凹陷均为过盈配合，过盈量为0.01mm。

进一步地，凸台的高度为0.8mm。

上盖板1上设有焊接孔12，焊接孔12覆盖了双极板边缘的焊接区，激光焊头通过焊接孔12对双极板焊接。

在定位时，上盖板1，双极板3、4，定位底板2的定位凸台依次重合，稍用力即可嵌入，嵌入后不用外力作用即可实现对双极板的紧密夹持，激光焊头通过焊接孔对双极板焊接，由于没有外力作用，双极板没有发生弹性形变，双极板焊接后没有应力。

实施例2

一种双极板激光焊接定位夹具，如图1、2所示包括上盖板1、定位底板2，上盖板1上设有三个定位凹陷，定位底板2上设有三个定位凸台21。定位凸台向上凸起，定位凹陷设置在上盖板下面，向上凹进上盖板。定位时，上盖板1上的凹陷嵌入板一3的凸台31上，板一 3凸台31下面的凹陷嵌入板二4的凸台31，板二4凸台41下面的凹陷嵌入定位底板2的凸台21上。定位凸台均为圆形，为了保证定位的精准，在定位后不发生位移，各个定位凸台与其嵌合的凹陷均为过盈配合。

凸台的高度为0.7mm，凸台与凹陷的过盈量为零。

上盖板1上设有焊接孔12，焊接孔覆盖了双极板的焊接区，激光焊头通过焊接孔对双极板焊接。

上盖板1、定位底板2上的定位点也可以设置为上盖板为向下的凸台，定位底板为向下的凹陷，双极板上设有配合使用的定位点，方向与上述实施方式的定位点相反，位置、形状、尺寸和定位装夹方式均相同。

以上实施方式是对本实用新型进一步的说明，不能作为对本实用新型的限制。依据本实用新型做出的改变和修饰，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种双极板激光焊接定位夹具，包括上盖板和定位底板，中间放置双极板，其特征在于上盖板和定位底板各设至少两个定位点，上盖板和定位底板的定位点位置对应；

所述定位点为凸台或凹陷，所述上盖板为凸台或凹陷时，定位底板的定位点为凹陷或凸台；所述双极板上设有与上盖板和定位底板位置、形状相同的定位点，上盖板、双极板和定位底板上的凸台或凹陷依次嵌入，实现对双极板的定位；

上盖板、双极板、定位底板三者依次相接的凸台或凹陷为过盈配合；

所述上盖板和定位底板中间设有焊接孔。

2.根据权利要求1所述双极板激光焊接定位夹具，其特征在于所述定位点在夹具上呈对角线分布。

3.根据权利要求1所述双极板激光焊接定位夹具，其特征在于所述上盖板、定位底板上的定位凸台或凹陷为四个。

4.根据权利要求2所述双极板激光焊接定位夹具，其特征在于所述凸台或凹陷为圆形。

5.根据权利要求1所述双极板激光焊接定位夹具，其特征在于所述焊接孔覆盖全部的内部焊接区或外部焊接区。

6.根据权利要求5所述双极板激光焊接定位夹具，其特征在于所述凸台的高度/凹陷的深度为0.7-0.8mm。

7.根据权利要求1所述双极板激光焊接定位夹具，其特征在于所述上盖板、双极板、定位底板三者的最大过盈量为0.01mm。