CN216325811U - 一种适用于长行程激光焊接的薄体结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种适用于长行程激光焊接的薄体结构，所述薄体结构上设置有焊缝；所述焊缝的两侧设置有引流槽；所述薄体结构为采用超薄材料制成的壳体结构。本申请通过在薄体结构的焊缝的两侧设置引流槽，使得激光焊接时形成的熔融金属区内的金属液滴可以在遇到阻力时借助引流槽的牵引而顺利通过阻力区，避免了在熔融金属区产生能量聚集，导致产生焊穿及炸火的现象，有效地提高了长行程激光焊接的质量。本实用新型相较于焊接前或者焊接后进行清洁、除杂来说，可行性更高，成本更加低廉，而且可以通过预加工完成。本实用新型可以在焊接过程中保证不焊穿、不炸火的同时使激光焊设备维持一定功率和速率，以保证焊接熔深和焊接效率。

Description

一种适用于长行程激光焊接的薄体结构

技术领域

本实用新型涉及薄体结构的焊接技术领域，特别是涉及一种适用于长行程激光焊接的薄体结构。

背景技术

相较于其他焊接方法，激光焊接具有速度快、深度大、变形小和效果好等特点，而且激光焊接使用的设备简单，焊接过程受室温影响小，可对同性材料或者异性材料施焊。因此，激光焊接广泛应用于各行各业，特别是应用于利用超薄材料制成的薄体结构的焊接，例如方形电池的壳体焊接、刀片电池的壳体焊接、汽车的壳体焊接和五金箱体的焊接等。

在激光焊接过程中，薄体结构的焊缝在激光的照射下会产生熔融金属区，熔融金属区随着激光头的前进而向前推移。当熔融金属区在前进过程中遇到阻力，如凸起或杂质等，则容易在熔融金属区域产生能量聚集的现象，导致焊穿或者炸火，造成焊接不良，影响薄体结构焊接的质量。为避免焊接过程中产生能量聚集的现象，通常会降低激光焊的功率或者降低激光焊焊头移动速率，然而，降低激光焊的功率容易造成焊接处熔深不够，导致焊接强度不达标；降低激光焊焊头移动速率，会降低焊接效率，同时增加能耗，导致生产成本增加。

实用新型内容

基于此，本实用新型实施例提供一种适用于长行程激光焊接的薄体结构，旨在解决在激光焊接过程中，超薄材料的焊缝在激光的照射下会产生熔融金属区，当熔融金属区在前进过程中遇到阻力会产生能量聚集的现象，导致焊穿或者炸火，造成焊接不良，影响产品质量的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案：

一种适用于长行程激光焊接的薄体结构，所述薄体结构上设置有焊缝；所述焊缝的两侧设置有引流槽；所述薄体结构为采用超薄材料制成的壳体结构。

进一步地，所述壳体结构为刀片电池的壳体结构、方形电池的壳体结构、汽车的壳体结构或五金箱体的壳体结构。

进一步地，所述刀片电池的壳体结构，包括上壳体、下壳体、正极盖板和负极盖板；所述上壳体的一端与所述正极盖板的顶部相抵，另一端与所述负极盖板的顶部相抵；所述下壳体的一端与所述正极盖板的底部相抵，另一端与所述负极盖板的底部相抵；所述上壳体的长边与所述下壳体的长边相抵接的两侧形成焊缝；所述焊缝包括第一焊缝、以及与所述第一焊缝平行的第二焊缝；所述上壳体的两侧平行设置有第一引流槽和第二引流槽；所述下壳体的两侧平行设置有第三引流槽和第四引流槽；所述第一引流槽与所述第三引流槽相对设置；所述第二引流槽与所述第四引流槽相对设置。

进一步地，所述第一引流槽与所述第三引流槽通过所述第一焊缝对称设置；所述第二引流槽与所述第四引流槽通过所述第二焊缝对称设置。

进一步地，所述第一引流槽与所述第三引流槽平行设置；所述第二引流槽与所述第四引流槽平行设置。

进一步地，所述第一引流槽与所述第三引流槽之间的距离和所述第二引流槽与所述第四引流槽之间的距离相等。

进一步地，所述第一引流槽、所述第二引流槽、所述第三引流槽和所述第四引流槽均为方形槽或者半圆槽。

进一步地，所述正极盖板上设置有正极防爆孔；所述负极盖板上设置有负极防爆孔；所述正极防爆孔与所述负极防爆孔同侧设置；所述正极防爆孔与所述负极防爆孔结构相同。

进一步地，所述正极防爆孔靠近所述负极盖板的一侧设置有正极防爆片，另一侧设置有正极防爆贴膜；所述负极防爆孔靠近所述正极盖板的一侧设置有负极防爆片，另一侧设置有负极防爆贴膜。

进一步地，所述正极盖板上还设置有用于注入电解质溶液的注液孔。

进一步地，所述上壳体与所述下壳体的材质均为铝材或者钢材。

本实用新型提出的一种适用于长行程激光焊接的薄体结构，通过在薄体结构的焊缝的两侧设置引流槽，使得激光焊接时形成的熔融金属区内的金属液滴可以在遇到阻力时借助引流槽的牵引而顺利通过阻力区，避免了在熔融金属区产生能量聚集，导致产生焊穿及炸火的现象，有效地提高了长行程激光焊接的质量。本实用新型相较于焊接前或者焊接后进行清洁、除杂来说，可行性更高，成本更加低廉，而且可以通过预加工完成。本实用新型可以在焊接过程中保证不焊穿、不炸火的同时使激光焊设备维持一定功率和速率，以保证焊接熔深和焊接效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的刀片电池的壳体结构的立体结构示意图；

图2为图1中的上壳体和下壳体相抵接时的剖视图；

图3为图2中局部A的放大示意图；

图4为图2中局部B的放大示意图；

图5为图1中的局部爆炸示意图；

图6为图1中的另一局部爆炸示意图；

图7为上壳体和下壳体均未设置引流槽焊接后的示意图；

图8为上壳体和下壳体均设置有引流槽焊接后的示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)，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、运动情况等，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。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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申请中的具体含义。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”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。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“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，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

目前，激光焊接广泛应用于各行各业，特别是应用于利用超薄材料制成的薄体结构的焊接，例如方形电池的壳体焊接、刀片电池的壳体焊接、汽车的壳体焊接和五金箱体的壳体焊接等。

在激光焊接过程中，薄体结构的焊缝在激光的照射下会产生熔融金属区，熔融金属区随着激光头的前进而向前推移。当熔融金属区在前进过程中遇到阻力，如凸起或杂质等，则容易在熔融金属区域产生能量聚集的现象，导致焊穿或者炸火，造成焊接不良，影响薄体结构焊接的质量。为避免焊接过程中产生能量聚集的现象，通常会降低激光焊的功率或者降低激光焊焊头移动速率，然而，降低激光焊的功率容易造成焊接处熔深不够，导致焊接强度不达标；降低激光焊焊头移动速率，会降低焊接效率，同时增加能耗，导致生产成本增加。为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种适用于长行程激光焊接的薄体结构。

具体的，本申请实施例提供一种适用于长行程激光焊接的薄体结构，所述薄体结构上设置有焊缝；所述焊缝的两侧设置有引流槽；所述薄体结构为采用超薄材料制成的壳体结构；所述薄体结构的厚度小于1毫米，优选为0.6毫米-0.8毫米。

在其中的一个实施例中，以刀片电池的壳体结构为例，具体请参照图1至图4，在本实施例中，所述刀片电池的壳体结构，包括上壳体1、下壳体2、正极盖板3和负极盖板4；所述上壳体1的一端与所述正极盖板3的顶部相抵，另一端与所述负极盖板4的顶部相抵；所述下壳体2的一端与所述正极盖板3的底部相抵，另一端与所述负极盖板4的底部相抵；所述上壳体1的长边与所述下壳体2的长边相抵接的两侧形成焊缝5；所述焊缝5包括第一焊缝51、以及与所述第一焊缝51平行的第二焊缝52；所述上壳体1的两侧平行设置有第一引流槽11和第二引流槽12；所述下壳体2的两侧平行设置有第三引流槽21和第四引流槽22；所述第一引流槽11与所述第三引流槽21相对设置；所述第二引流槽12与所述第四引流槽22相对设置；所述第一引流槽11与所述第三引流槽21通过所述第一焊缝51对称设置；所述第二引流槽12与所述第四引流槽22通过所述第二焊缝52对称设置。

所述第一引流槽11与所述第三引流槽21平行设置；所述第二引流槽12与所述第四引流槽22平行设置。

所述第一引流槽11与所述第三引流槽21之间的距离和所述第二引流槽12与所述第四引流槽22之间的距离相等。

所述第一引流槽11、所述第二引流槽12、所述第三引流槽21和所述第四引流槽22均为方形槽或者半圆槽。在本实施例中，方形槽或半圆槽的引流效果较好，熔融的金属液滴在流动的过程中阻力较小，更好地避免了熔融区的能量聚集。除此之外，引流槽也可以是具有引流作用的其他结构，如浅坑、浅缝等。

请参照图5和图6，在本实施例中，所述正极盖板3上设置有正极防爆孔31；所述负极盖板4上设置有负极防爆孔41；所述正极防爆孔31与所述负极防爆孔41同侧设置；所述正极防爆孔31与所述负极防爆孔41结构相同。在本实施例中，所述正极防爆孔和所述负极防爆孔均用于泄压，防止刀片电池工作时发热，内部气体吸热膨胀，引起刀片电池爆炸。

所述正极防爆孔31靠近所述负极盖板4的一侧设置有正极防爆片6，另一侧设置有正极防爆贴膜7；所述负极防爆孔41靠近所述正极盖板3的一侧设置有负极防爆片8，另一侧设置有负极防爆贴膜9。在本实施例中，所述正极防爆贴膜7用于保护所述正极防爆片6不被异物刺穿或损坏；所述负极防爆贴膜9用于保护所述负极防爆片8不被异物刺穿或损坏，有效地保证了焊接后的刀片电池的密封性，放置漏液。

所述正极盖板3上还设置有用于注入电解质溶液的注液孔32。

所述上壳体1与所述下壳体3的材质均为铝材或者钢材。

具体参照图7和图8，以进一步说明在上壳体1与下壳体2上设置引流槽对激光焊接的影响：

当上壳体1与下壳体2上均未设置引流槽时，在激光焊接的过程中，熔融金属区内的金属液滴在前进过程中遇到阻力时会发生能量聚集的现象，从而造成焊穿或者炸火，导致焊接后的焊缝处5上出现凹点C，影响激光焊接的质量，如图7中所示。

如图8所示，当上壳体1与下壳体2上均设置有引流槽时，在激光焊接的过程中，熔融金属区内的金属液滴可以在遇到阻力时借助引流槽的牵引而顺利通过阻力区，消除了在熔融金属区内发生能量聚集的现象，避免了焊穿或者炸火，会在焊接后的焊缝处5上形成具有箭形的焊接纹路，显著提升了激光焊接的质量。

可以理解的是，在其他实施例中，本申请的薄体结构也可以为方形电池的壳体结构、汽车的壳体结构、五金箱体的壳体结构或者利用超薄材料制成的其他壳体结构。

本实用新型提出的一种适用于长行程激光焊接的薄体结构，通过在薄体结构的焊缝的两侧设置引流槽，使得激光焊接时形成的熔融金属区内的金属液滴可以在遇到阻力时借助引流槽的牵引而顺利通过阻力区，避免了在熔融金属区产生能量聚集，导致产生焊穿及炸火的现象，有效地提高了长行程激光焊接的质量。

本实用新型相较于焊接前或者焊接后进行清洁、除杂来说，可行性更高，成本更加低廉，而且可以通过预加工完成。本实用新型可以在焊接过程中保证不焊穿、不炸火的同时使激光焊设备维持一定功率和速率，以保证焊接熔深和焊接效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种适用于长行程激光焊接的薄体结构，其特征在于，所述薄体结构上设置有焊缝；所述焊缝的两侧设置有引流槽；所述薄体结构为采用超薄材料制成的壳体结构。

2.根据权利要求1所述的适用于长行程激光焊接的薄体结构，其特征在于，所述壳体结构为刀片电池的壳体结构、方形电池的壳体结构、汽车的壳体结构或者五金箱体的壳体结构。

3.根据权利要求2所述的适用于长行程激光焊接的薄体结构，其特征在于，所述刀片电池的壳体结构包括上壳体、下壳体、正极盖板和负极盖板；所述上壳体的一端与所述正极盖板的顶部相抵，另一端与所述负极盖板的顶部相抵；所述下壳体的一端与所述正极盖板的底部相抵，另一端与所述负极盖板的底部相抵；所述上壳体的长边与所述下壳体的长边相抵接的两侧形成焊缝；所述焊缝包括第一焊缝、以及与所述第一焊缝平行的第二焊缝；所述上壳体的两侧平行设置有第一引流槽和第二引流槽；所述下壳体的两侧平行设置有第三引流槽和第四引流槽；所述第一引流槽与所述第三引流槽相对设置；所述第二引流槽与所述第四引流槽相对设置；所述第一引流槽与所述第三引流槽通过所述第一焊缝对称设置；所述第二引流槽与所述第四引流槽通过所述第二焊缝对称设置。

4.根据权利要求3所述的适用于长行程激光焊接的薄体结构，其特征在于，所述第一引流槽与所述第三引流槽平行设置；所述第二引流槽与所述第四引流槽平行设置。

5.根据权利要求3所述的适用于长行程激光焊接的薄体结构，其特征在于，所述第一引流槽与所述第三引流槽之间的距离和所述第二引流槽与所述第四引流槽之间的距离相等。

6.根据权利要求3所述的适用于长行程激光焊接的薄体结构，其特征在于，所述第一引流槽、所述第二引流槽、所述第三引流槽和所述第四引流槽均为方形槽或者半圆槽。

7.根据权利要求3所述的适用于长行程激光焊接的薄体结构，其特征在于，所述正极盖板上设置有正极防爆孔；所述负极盖板上设置有负极防爆孔；所述正极防爆孔与所述负极防爆孔同侧设置；所述正极防爆孔与所述负极防爆孔结构相同。

8.根据权利要求7所述的适用于长行程激光焊接的薄体结构，其特征在于，所述正极防爆孔靠近所述负极盖板的一侧设置有正极防爆片，另一侧设置有正极防爆贴膜；所述负极防爆孔靠近所述正极盖板的一侧设置有负极防爆片，另一侧设置有负极防爆贴膜。

9.根据权利要求3所述的适用于长行程激光焊接的薄体结构，其特征在于，所述正极盖板上还设置有用于注入电解质溶液的注液孔。

10.根据权利要求3所述的适用于长行程激光焊接的薄体结构，其特征在于，所述上壳体与所述下壳体的材质均为铝材或者钢材。

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