CN214024060U - 激光焊接装置和电池焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光焊接，公开了一种激光焊接装置和电池焊接设备。本实用新型提供的激光焊接装置包括焊接单元，焊接单元包括焊接室和位于焊接室内的激光焊接头，焊接室与氮气供给机构连接，激光焊接头上设置有分级除尘机构，分级除尘机构包括一级除尘组件和与一级除尘组件连接的二级除尘组件，激光焊接头上靠近该激光焊接头的喷嘴的一端自下而上依次设置有一级除尘组件和二级除尘组件，一级除尘组件能够将激光焊接头焊接时产生的焊接碎屑收集并以螺旋运动的方式输送至二级除尘组件，并经二级除尘组件输送至焊接室外。本实用新型中激光焊接装置能够实现在激光焊接时进行快速吸尘除尘，保证焊接环境的氮气充足、防止焊缝氧化。

Description

激光焊接装置和电池焊接设备

技术领域

本实用新型涉及激光焊接，具体地，涉及一种激光焊接装置。本实用新型还涉及一种包括该激光焊接装置的电池焊接设备。

背景技术

随着现代制造业的快速发展，对焊接技术要求越来越高，传统的焊接方式，例如点焊、气焊、氩弧焊等，已无法满足制造业对焊接精度的要求。20世纪以来，激光焊作为一种新的焊接方式，因其高能量密度、高精度、适应性强等特点，具有极大的发展潜力，得到快速的应用与推广。激光焊还具有先进、快速、灵活等特点，能够保证产品的品质，降低制造的成本。

但是现有的激光焊接技术也存在一些不足，例如：对原材料的洁净度要求十分高，尤其是焊接连接处的洁净度；生产转运过程中如焊接件上粘连有异物容易造成焊接炸点，甚至导致产品报废；焊接过程中由于采用氮气保护防氧化，而除尘机构在除尘过程中会使氮气的密集度和纯度降低，从而造成焊缝出现氧化现象，甚至由于焊接异物造成短路。

实用新型内容

本实用新型首先所要解决的技术问题是提供一种激光焊接装置，该激光焊接装置能够实现在激光焊接时进行快速吸尘除尘，保证焊接环境的氮气充足、防止焊缝氧化。

本实用新型进一步所要解决的技术问题是提供一种电池焊接设备，该电池焊接设备能够实现电池组件焊接时进行快速吸尘除尘，防止焊缝氧化。

为了解决上述技术问题，本实用新型第一方面提供一种激光焊接装置，包括焊接单元，所述焊接单元包括焊接室和位于所述焊接室内的激光焊接头，所述焊接室与氮气供给机构连接，所述激光焊接头上设置有分级除尘机构，所述分级除尘机构包括一级除尘组件和与所述一级除尘组件连接的二级除尘组件，所述激光焊接头上靠近该激光焊接头的喷嘴的一端自下而上依次设置有所述一级除尘组件和所述二级除尘组件，所述一级除尘组件能够将所述激光焊接头焊接时产生的焊接碎屑收集并以螺旋运动的方式输送至所述二级除尘组件，并经所述二级除尘组件输送至所述焊接室外。

优选地，所述一级除尘组件包括套设在所述激光焊接头外周的一级除尘筒、叶片轴和螺旋叶片，所述叶片轴套设在所述一级除尘筒的内筒外壁上，所述螺旋叶片分布在所述叶片轴的外周。

具体地，所述螺旋叶片设置为绕所述叶片轴的外周均匀分布。

典型地，所述二级除尘组件包括吸尘管道和位于所述焊接室外侧的吸尘机，所述吸尘管道的一端与所述一级除尘筒远离所述激光焊接头的喷嘴的一端连接、另一端与所述吸尘机连接。

作为一种优选方式，该激光焊接装置还包括清洗单元，所述清洗单元包括清洗器以及用于驱动所述清洗器移动和/或升降的清洗器调节机构。

优选地，所述清洗器为激光清洗器。

具体地，所述焊接室的一端侧壁设置为第一升降门、另一端侧壁设置为第二升降门，所述第一升降门与所述第二升降门之间设置有第三升降门，所述第三升降门能够将所述焊接室分隔为备料腔和焊接工作腔，所述激光焊接头位于所述焊接工作腔内，所述焊接工作腔与所述氮气供给机构连接。

典型地，所述焊接工作腔内设置有用于固定所需焊接的工件的焊接台或者夹具，以及用于驱动所述激光焊接头移动和/或升降的焊接头调节机构。

本实用新型第二方面提供一种电池焊接设备，包括上述任一技术方案所述的激光焊接装置。

优选地，该电池焊接设备还包括清洗单元、电池安装单元和成品下料单元，所述清洗单元、所述电池安装单元、所述焊接单元与所述成品下料单元依次设置。

通过上述技术方案，本实用新型提供的激光焊接装置设置有分级除尘机构，分级除尘机构包括从激光焊接头的喷嘴处依次设置的一级除尘组件和二级除尘组件，在激光焊接头进行焊接工作产生焊接碎屑时，一级除尘组件能够收集焊接碎屑，并以螺旋运动的方式输送至二级除尘组件，二级除尘组件再将收集的焊接碎屑输送至焊接室外，焊接碎屑的螺旋运动使得其能够快速与气体流分离，以实现在激光焊接时进行快速吸尘除尘的目的，焊接室的设置使得焊接过程处于密闭的氮气环境中，随着分级除尘机构因收集焊接碎屑吸取焊接室内的部分氮气，可通过氮气供给机构实现对焊接室内的氮气进行持续补充，保证整个焊接室内氮气充足，防止焊缝氧化。

有关本实用新型的其他优点以及优选实施方式的技术效果，将在下文的具体实施方式中进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型中激光焊接装置的一种具体实施方式的结构示意图；

图2是本实用新型中分级除尘机构的一种具体实施方式的仰视图；

图3是图2所示的分级除尘机构的纵向剖面图；

图4是本实用新型中电池焊接设备的一种具体实施方式的结构示意图。

附图标记说明

1清洗单元 11清洗器

12清洗器调节机构 2电池安装单元

3焊接单元 31焊接室

311第一升降门 312第二升降门

313第三升降门 32激光焊接头

321焊接头调节机构 322喷嘴

33氮气供给机构 34一级除尘组件

341一级除尘筒 342螺旋叶片

343叶片轴 35二级除尘组件

351吸尘管道 4成品下料单元

5电池组件 51电池

52铝壳

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，基于焊接室31，“上”指的是焊接室31的顶部，相应地，“下”、指的是焊接室31的底部，“内”指的是焊接室31的内部，“外”指的是焊接室31的外部，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“接触”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，或者是两个零部件内部的连通或两个零部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供的激光焊接装置，参见图1，包括焊接单元3，焊接单元3包括焊接室31和位于焊接室31内的激光焊接头32，焊接室31与氮气供给机构33连接，激光焊接头32上设置有分级除尘机构，分级除尘机构包括一级除尘组件34和与一级除尘组件34连接的二级除尘组件35，激光焊接头32上靠近该激光焊接头32的喷嘴322的一端自下而上依次设置有一级除尘组件34和二级除尘组件35，一级除尘组件34能够将激光焊接头32焊接时产生的焊接碎屑收集并以螺旋运动的方式输送至二级除尘组件35，并经二级除尘组件35输送至焊接室31外。

本实用新型中，激光焊接头32采用现有技术中公开的激光焊接加工头，其一般包括激光聚焦和导入单元、保护气导入和分配单元、冷却系统、透镜防护系统等，以实现调整焦距、工作距离，获得合适的光斑尺寸用于焊接。激光焊接头32设置在焊接室31内，通常还需要与其相应的驱动机构连接，以控制激光焊接头32焊接工作的打开与关闭。

本实用新型中，焊接室31的设置以使得焊接过程处于密闭的氮气环境中，相应地，焊接室31的侧壁上应设置能够打开或关闭的焊接室门，以能够从焊接室门放入所需焊接的工件或者取出已焊接的工件，操作方便。优选情况下，焊接室门的边缘设置有密封条，以使得该焊接式门关闭时，焊接室31内腔的密封性能好，保证焊接室31内的氮气纯度。

本实用新型中，一级除尘组件34可以采用任意一种能够吸取激光焊接头32焊接时产生的焊接碎屑，并使其以螺旋运动进行传输的吸尘收集结构。在本实用新型的一些优选实施例中，参见图2和图3，一级除尘组件34包括套设在激光焊接头32外周的一级除尘筒341、叶片轴343和螺旋叶片342，叶片轴343套设在一级除尘筒341的内筒外壁上，螺旋叶片342分布在叶片轴343的外周。一级除尘组件34可以单独设置有吸风机，在一级除尘筒341的开口处形成一定的风力，以使得焊接碎屑能够随风力被吸取，同时螺旋叶片342能够引导焊接碎屑在一级除尘筒341内形成螺旋运动传输至二级除尘组件35，能够使得焊接碎屑能够做单向偏转运动而使之与气体流分子分离开，以实现快速高效地收集焊接碎屑。

优选情况下，吸风机可以设置在一级除尘筒341内，位于螺旋叶片342远离激光焊接头32的喷嘴322的一侧，也可以直接将叶片轴343与驱动电机连接，使得叶片轴343能够带动螺旋叶片342转动以形成吸取焊接碎屑的效果。

在螺旋叶片342的的一些优选实施例中，螺旋叶片342设置为绕叶片轴343的外周均匀分布，以使得从一级除尘筒341吸取的焊接碎屑能够较为均匀地形成螺旋运动。进一步地，螺旋叶片342设置为斜体状，以减小一级除尘筒341的开口处的风阻、降低风量损耗。

在二级除尘组件35的一些优选实施例中，参见图3，二级除尘组件35包括吸尘管道351和位于焊接室31外侧的吸尘机，吸尘管道351的一端与一级除尘筒341远离激光焊接头32的喷嘴322的一端连接、另一端与吸尘机连接。此时，一级除尘筒341可通过吸尘管道351与一级除尘筒341的连接，直接利用吸尘机的风力，在一级除尘筒341的开口处形成一定的吸力；一级除尘组件34吸取的焊接碎屑以螺旋运动的方式在一级除尘筒341内快速分离收集，并输送至吸尘管道351，实现对焊接碎屑的快速收集，再经大功率、高除尘风速的吸尘机快速抽离至焊接室31外，实现高效除尘，避免焊接碎屑的扩散造成焊接炸点。

在本实用新型的一些优选实施例中，该激光焊接装置还包括清洗单元1，清洗单元1包括清洗器11以及用于驱动清洗器11移动和/或升降的清洗器调节机构12。在进入焊接单元3前，将所需焊接的工件置于清洗单元1内，利用清洗器调节机构12的位置和高度调节至适于清洗该工件，然后打开清洗器11，以对该工件的焊接连接处进行清洁，能够有效清洁该工件上的异物，保证进入焊接单元3进行焊接时，该工件的表面清洁度，从而明显提升焊接良率。优选情况下，清洗器11为激光清洗器，激光清洗器不仅髙效、快捷、成本低，而且对不损伤工件基体，不需用水或溶剂，在应用于电池焊接时，对电池等工件不会造成污染或破坏。

在焊接室31的一些优选实施例中，焊接室31的一端侧壁设置为第一升降门311、另一端侧壁设置为第二升降门312，第一升降门311与第二升降门312之间设置有第三升降门313，第三升降门313能够将焊接室31分隔为备料腔和焊接工作腔，激光焊接头32位于焊接工作腔内，焊接工作腔与氮气供给机构33连接。第一升降门311与第二升降门312为焊接室31上相对的两个侧壁，通过三个升降门的设置将焊接室31分隔为各自密闭的备料腔和焊接工作腔，更便于控制焊接工作腔内的氮气纯度，同时将所需焊接的工件可置于备料腔内等待，在焊接工作腔完成焊接后，将第三升降门313打开即可将等待的工件移至焊接工作腔内，便于实现焊接工作的连续性。三个升降门的边缘也优选为设置有密封条，以使得备料腔和焊接工作腔的密闭性能好，保证焊接工作腔内的氮气纯度。

在本实用新型的一些优选实施例中，焊接工作腔内设置有用于固定所需焊接的工件的焊接台或者夹具，以及用于驱动激光焊接头32移动和/或升降的焊接头调节机构321。所需焊接的工件与激光焊接头32的相对位置调整，可以通过焊接台或夹具的位置调整来实现，也可以通过焊接头调节机构321调整激光焊接头32的位置和高度来实现，以能够精准地定位工件上所需焊接的位置。

本实用新型第二方面提供一种电池焊接设备，包括上述任一技术方案所述的激光焊接装置。因此至少具有上述激光焊接装置实施例的技术方案所带来的所有有益效果。优选情况下，参见图4，电池焊接设备还包括上述的清洗单元1、电池安装单元2和成品下料单元4，清洗单元1、电池安装单元2、焊接单元3与成品下料单元4依次设置，具体的电池焊接过程为：将所需焊接的电池51和铝壳52在清洗单元1内清洗后，移至电池安装单元2中进行组装，使得电池51的盖板表面与铝壳52表面同高以形成电池组件5，将电池组件5移至焊接单元3进行激光焊接，再移至成品下料单元4进行下料。

作为本实用新型的电池焊接设备一个相对优选的实施例，参见图4，包括依次设置的清洗单元1、电池安装单元2、焊接单元3和成品下料单元4；清洗单元1包括激光清洗器以及用于驱动激光清洗器移动和升降的清洗器调节机构12；激光焊接装置包括焊接单元3，焊接单元3包括焊接室31、激光焊接头32和位于焊接室31外侧的氮气供给机构33，焊接室31的一端侧壁设置为第一升降门311、另一端侧壁设置为第二升降门312，第一升降门311与第二升降门312之间设置有第三升降门313，第三升降门313能够将焊接室31分隔为备料腔和焊接工作腔，三个升降门的边缘设置有密封条，激光焊接头32位于焊接工作腔内，焊接工作腔与氮气供给机构33连接，焊接室31与氮气供给机构33连接，焊接工作腔内设置有用于固定所需焊接的工件的焊接台以及用于驱动激光焊接头32移动和升降的焊接头调节机构321，激光焊接头32上设置有分级除尘机构，分级除尘机构包括一级除尘组件34和与一级除尘组件34连接的二级除尘组件35，激光焊接头32上靠近该激光焊接头32的喷嘴322的一端自下而上依次设置有一级除尘组件34和二级除尘组件35，一级除尘组件34包括套设在激光焊接头32外周的一级除尘筒341、叶片轴343和螺旋叶片342，叶片轴343套设在一级除尘筒341的内筒外壁上，螺旋叶片342均匀分布在叶片轴343的外周，二级除尘组件35包括吸尘管道351和位于焊接室31外侧的吸尘机，吸尘管道351的一端与一级除尘筒341远离激光焊接头32的喷嘴322的一端连接、另一端与吸尘机连接。

上述提供的电池焊接设备具体的使用过程为：首先，将电池51和铝壳52经人工上料至清洗单元1内，激光清洗器通过清洗器调节机构12移动至电池51的盖板上方，再将激光清洗器降落至可清洗电池51的盖板上表面、盖板焊接沿儿、盖板下表面后，进行清洗，在电池51的盖板完成清洁后，将铝壳52翻转至壳口朝上，激光清洗器通过清洗器调节机构12移动至铝壳52的上方并降落后，对铝壳52进行清洗；然后，将清洗后的电池51和铝壳52移至电池安装单元2内进行组装，使得电池51的盖板表面与铝壳52表面同高以形成电池组件5；再将第一升降门311打开、第二升降门312和第三升降门313均关闭，将电池组件5移至焊接单元3的备料腔中等待焊接、关闭第一升降门311，在需要对电池组件5进行焊接时，将第三升降门313打开，电池组件5移至焊接工作腔内的焊接台上、关闭第三升降门313，氮气供给机构33打开使得焊接工作腔内的氮气达到激光焊接所需的氮气纯度检测值，激光焊接头32通过焊接头调节机构321移动至电池组件5所需焊接处的上方，再降落至合适的高度，打开吸尘机后，打开激光焊接头32进行焊接，在焊接的同时一级除尘筒341的开口处形成一定的吸力，以吸取焊接碎屑，螺旋叶片342能够引导焊接碎屑以螺旋运动的方式在一级除尘筒341内快速分离收集，并输送至吸尘管道351，实现对焊接碎屑的快速收集，再经大功率、高除尘风速的吸尘机快速抽离至焊接室31外，实现高效除尘；最后，在焊接完成后将第二升降门312打开，将焊接好的电池组件5移至成品下料单元4，关闭第二升降门312。

由以上描述可以看出，本实用新型提供的激光焊接装置设置有分级除尘机构，分级除尘机构包括从激光焊接头32的喷嘴322处依次设置的一级除尘组件34和二级除尘组件35，在激光焊接头32进行焊接工作产生焊接碎屑时，一级除尘组件34能够收集焊接碎屑，并以螺旋运动的方式输送至二级除尘组件35，二级除尘组件35再将收集的焊接碎屑输送至焊接室31外，焊接碎屑的螺旋运动使得其能够快速与气体流分离，以实现在激光焊接时进行快速吸尘除尘的目的，焊接室31的设置使得焊接过程处于密闭的氮气环境中，随着分级除尘机构因收集焊接碎屑吸取焊接室31内的部分氮气，可通过氮气供给机构33实现对焊接室31内的氮气进行持续补充，保证整个焊接室31内氮气充足，防止焊缝氧化。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种激光焊接装置，其特征在于，包括焊接单元(3)，所述焊接单元(3)包括焊接室(31)和位于所述焊接室(31)内的激光焊接头(32)，所述焊接室(31)与氮气供给机构(33)连接，所述激光焊接头(32)上设置有分级除尘机构，所述分级除尘机构包括一级除尘组件(34)和与所述一级除尘组件(34)连接的二级除尘组件(35)，所述激光焊接头(32)上靠近该激光焊接头(32)的喷嘴(322)的一端自下而上依次设置有所述一级除尘组件(34)和所述二级除尘组件(35)，所述一级除尘组件(34)能够将所述激光焊接头(32)焊接时产生的焊接碎屑收集并以螺旋运动的方式输送至所述二级除尘组件(35)，并经所述二级除尘组件(35)输送至所述焊接室(31)外。

2.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述一级除尘组件(34)包括套设在所述激光焊接头(32)外周的一级除尘筒(341)、叶片轴(343)和螺旋叶片(342)，所述叶片轴(343)套设在所述一级除尘筒(341)的内筒外壁上，所述螺旋叶片(342)分布在所述叶片轴(343)的外周。

3.根据权利要求2所述的激光焊接装置，其特征在于，所述螺旋叶片(342)设置为绕所述叶片轴(343)的外周均匀分布。

4.根据权利要求2所述的激光焊接装置，其特征在于，所述二级除尘组件(35)包括吸尘管道(351)和位于所述焊接室(31)外侧的吸尘机，所述吸尘管道(351)的一端与所述一级除尘筒(341)远离所述激光焊接头(32)的喷嘴(322)的一端连接、另一端与所述吸尘机连接。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的激光焊接装置，其特征在于，该激光焊接装置还包括清洗单元(1)，所述清洗单元(1)包括清洗器(11)以及用于驱动所述清洗器(11)移动和/或升降的清洗器调节机构(12)。

6.根据权利要求5所述的激光焊接装置，其特征在于，所述清洗器(11)为激光清洗器。

7.根据权利要求1至4中任意一项所述的激光焊接装置，其特征在于，所述焊接室(31)的一端侧壁设置为第一升降门(311)、另一端侧壁设置为第二升降门(312)，所述第一升降门(311)与所述第二升降门(312)之间设置有第三升降门(313)，所述第三升降门(313)能够将所述焊接室(31)分隔为备料腔和焊接工作腔，所述激光焊接头(32)位于所述焊接工作腔内，所述焊接工作腔与所述氮气供给机构(33)连接。

8.根据权利要求7所述的激光焊接装置，其特征在于，所述焊接工作腔内设置有用于固定所需焊接的工件的焊接台或者夹具，以及用于驱动所述激光焊接头(32)移动和/或升降的焊接头调节机构(321)。

9.一种电池焊接设备，其特征在于，包括根据权利要求1至8中任意一项所述的激光焊接装置。

10.根据权利要求9所述的电池焊接设备，其特征在于，该电池焊接设备还包括清洗单元(1)、电池安装单元(2)和成品下料单元(4)，所述清洗单元(1)、所述电池安装单元(2)、所述焊接单元(3)与所述成品下料单元(4)依次设置。

Images