CN219053263U - 一种激光焊接保护气覆盖装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种激光焊接保护气覆盖装置，属于激光焊接辅助设备技术领域。该激光焊接保护气覆盖装置包括安装板和保护气罩，保护气罩呈筒状且一端与安装板垂直连接，安装板上具有焊接孔和进气孔。焊接孔与保护气罩的内孔连通，保护气罩的另一端具有环形焊接嘴，环形焊接嘴包括外环体和内环体，外环体和内环体均设置于保护气罩的另一端端面上。在保护气罩的轴线方向上，内环体的厚度小于外环体的厚度，保护气罩的另一端端面上还具有与进气孔连通的喷气口。采用该装置能够解决在对激光焊接的焊缝处进行惰性气体保护时，出现焊接碎屑飞溅以及焊接母材表面出现毛刺、炸点或发黑等焊接质量缺陷的问题，提高产品良品率。

Description

一种激光焊接保护气覆盖装置

技术领域

本实用新型涉及激光焊接辅助设备技术领域，特别涉及一种激光焊接保护气覆盖装置。

背景技术

激光焊接是以高能量激光束作为热源，辐射加热到材料表面，通过热传导使材料熔化并连接的一种焊接方法。由于激光焊接具有高精度、高效率、热影响区小、变形小等优点，因此具有良好的发展前景。在锂离子储能电池或动力电池模组的生产过程中，电池盖上的极柱在通过连接片与内部电芯的极耳连接时，极柱与连接片通常利用激光焊接的方式进行连接。

在相关技术中，在进行极柱与连接片的焊接过程中，为了防止金属合金材质的极柱与连接片的焊缝处在高温焊接过程中接触到外界空气而氧化，造成焊缝的力学性能变差，通常会配合使用同轴吹气装置对焊缝区域进行惰性气体保护。同轴吹气装置通常为漏斗状的同轴喷嘴，其内部设置有与激光通道同轴的流道，通过外接惰性气体气源，由喷嘴末端向焊缝处吹气以实现惰性气体保护。

采用相关技术中的同轴吹气装置，其同轴喷嘴在焊接过程中通常与焊缝所在的端面间隔有一定距离，由于外部气体干扰容易导致吹出的惰性气体覆盖范围较小。气体在吹到焊接母材表面形成保护层的过程中气流容易出现紊乱，并且由于喷嘴通常直接朝向焊缝吹气，容易造成激光焊接所产生的碎屑飞溅，以及焊接母材表面出现毛刺、炸点或发黑等焊接质量缺陷，导致产品良品率降低。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种激光焊接保护气覆盖装置，能够解决在对激光焊接的焊缝处进行惰性气体保护时，出现焊接碎屑飞溅以及焊接母材表面出现毛刺、炸点或发黑等焊接质量缺陷的问题，提高产品良品率。所述技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种激光焊接保护气覆盖装置，包括：

所述保护气罩呈锥形筒状，所述保护气罩直径较大的一端与所述安装板连接，所述安装板上具有焊接孔和进气孔，所述焊接孔与所述保护气罩的一端连通，所述保护气罩直径较小的另一端设置有环形焊接嘴，所述环形焊接嘴包括外环体和内环体，所述外环体与所述内环体同轴，所述外环体的内径大于所述内环体的外径，所述外环体和所述内环体均设置于所述保护气罩的另一端端面上，在所述保护气罩的轴线方向上，所述内环体的端部所述安装板的间距小于所述外环体的端部与所述安装板的间距，所述保护气罩的另一端端面上还设置有喷气口，所述喷气口位于所述外环体和所述内环体之间，所述喷气口与所述进气孔连通。

可选地，所述保护气罩的另一端端面上具有多个所述喷气口，多个所述喷气口沿所述内环体的周向等角度间隔布置，多个所述喷气口均与所述进气孔连通。

可选地，所述安装板上具有两个所述进气孔，两个所述进气孔相对于所述保护气罩的轴线对称布置，所述保护气罩的另一端端面上具有与另两个所述进气孔一一对应的两组所述喷气口，每组所述喷气口均包括沿所述内环体的周向等角度间隔布置的多个所述喷气口，每组所述喷气口均与对应的所述进气孔连通。

可选地，所述安装板上具有多个螺栓连接孔，所述多个螺栓连接孔围绕所述保护气罩均匀间隔布置。

可选地，所述激光焊接保护气覆盖装置还包括隔离网，所述隔离网设置于所述外环体和所述内环体之间并覆盖所述喷气口。

可选地，所述外环体和所述内环体均与所述保护气罩可拆卸连接。

可选地，所述外环体和所述内环体均为铜制结构件。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

在进行对锂离子电池的极柱与连接片等焊接母材进行激光焊接时，将本激光焊接保护气覆盖装置移动并设置到焊接母材的待焊接位置。之后通过进气孔注入惰性保护气，惰性保护气由喷气口喷出。在保护气罩的另一端，环形焊接嘴通过外环体与焊接母材的上表面抵接，使位于外环体内部的待焊接处与外界隔离，同时由于在保护气罩的轴线方向上内环体的厚度小于外环体的厚度，内环体的端面会与焊接母材的上表面之间存在一定的间隙。惰性保护气在充满内环体和外环体之间的空间后会由上述间隙的导向下向位于中部的待焊接位置扩散，以在焊接母材的待焊接位置上方形成一层均匀的保护层。之后即可由焊接孔下入激光发射器，或者直接由焊接孔上方射入激光束进行激光焊接。

采用该激光焊接保护气覆盖装置，其保护气罩和环形焊接嘴的外环体可以将焊接母材的待焊接位置的侧面与上方与外界进行隔离，使惰性保护气体在由喷气口喷出后，能够不受外界气流影响，避免出现窜气紊流。同时通过环形焊接嘴的外环体和内环体的配合设计，惰性保护气体可以由内环体和焊接母材之间的间隙由四周向中部扩散，对焊接母材的带焊接位置进行均匀的覆盖保护，避免出现焊接碎屑飞溅以及焊接母材表面出现毛刺、炸点或发黑等焊接质量缺陷的问题，有效提高产品良品率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的激光焊接保护气覆盖装置的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的激光焊接保护气覆盖装置的俯视结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的激光焊接保护气覆盖装置的仰视结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的激光焊接保护气覆盖装置的安装板的正视结构剖面图；

图5是本实用新型实施例提供的一种激光焊接保护气覆盖装置的正视结构剖面图；

图6是本实用新型实施例提供的另一种激光焊接保护气覆盖装置的正视结构剖面图；

图7是图6中A处的局部放大结构示意图。

图中：

1-安装板；2-保护气罩；3-环形焊接嘴；4-隔离网；11-焊接孔；12-进气孔；13-螺栓连接孔；21-喷气口；22-导气通道；31-外环体；32-内环体；m-焊接母材。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

在相关技术中，在进行极柱与连接片的焊接过程中，为了防止金属合金材质的极柱与连接片的焊缝处在高温焊接过程中接触到外界空气而氧化，造成焊缝的力学性能变差，通常会配合使用同轴吹气装置对焊缝区域进行惰性气体保护。同轴吹气装置通常为漏斗状的同轴喷嘴，其内部设置有与激光通道同轴的流道，通过外接惰性气体气源，由喷嘴末端向焊缝处吹气以实现惰性气体保护。

采用相关技术中的同轴吹气装置，其同轴喷嘴在焊接过程中通常与焊缝所在的端面间隔有一定距离，由于外部气体干扰容易导致吹出的惰性气体覆盖范围较小。气体在吹到焊接母材表面形成保护层的过程中气流容易出现紊乱，并且由于喷嘴通常直接朝向焊缝吹气，容易造成激光焊接所产生的碎屑飞溅，以及焊接母材表面出现毛刺、炸点或发黑等焊接质量缺陷，导致产品良品率降低。

图1是本实用新型实施例提供的激光焊接保护气覆盖装置的立体结构示意图。图2是本实用新型实施例提供的激光焊接保护气覆盖装置的俯视结构示意图。图3是本实用新型实施例提供的激光焊接保护气覆盖装置的仰视结构示意图。图4是本实用新型实施例提供的激光焊接保护气覆盖装置的安装板的正视结构剖面图。图5是本实用新型实施例提供的一种激光焊接保护气覆盖装置的正视结构剖面图。图6是本实用新型实施例提供的另一种激光焊接保护气覆盖装置的正视结构剖面图。图7是图6中A处的局部放大结构示意图。如图1至7所示，通过实践，本申请人提供了一种激光焊接保护气覆盖装置，包括安装板1和保护气罩2。

其中，保护气罩2呈锥形筒状，保护气罩2直径较大的一端与安装板1连接。安装板1上具有焊接孔11和进气孔12，焊接孔11与保护气罩2的一端连通。保护气罩2直径较小的另一端设置有环形焊接嘴3，环形焊接嘴3包括外环体31和内环体32。外环体31与内环体32同轴，外环体31的内径大于内环体32的外径，外环体31和内环体32均设置于保护气罩2的另一端端面上。在保护气罩2的轴线方向上，内环体32的端部与安装板1的间距小于外环体31的端部与安装板1的间距，保护气罩2的另一端端面上还设置有喷气口21，喷气口21位于外环体31和内环体32之间，喷气口21与进气孔12连通。

在本实用新型实施例中，位于保护气罩2一端的安装板1上的焊接孔11为激光发射器的装入口或者激光束的射入口，而位于保护气罩2另一端的环形焊接嘴3，其外环体31背向保护气罩2一端的端面则用于抵接在带焊接的焊接母材m的顶面。在进行对锂离子电池的极柱与连接片等焊接母材m进行激光焊接时，将本激光焊接保护气覆盖装置移动并设置到焊接母材m的待焊接位置。之后通过将安装板1上的进气孔12与外界气源连接，通过进气孔12注入惰性保护气。在保护气罩2的内部设置有连通进气孔12和喷气口21的导气通道22，惰性保护气在导气通道22的导向下由喷气口21喷出。在保护气罩2的另一端，环形焊接嘴3通过外环体31与焊接母材m的上表面抵接，使位于外环体31内部的待焊接处与外界隔离，同时由于在保护气罩2的轴线方向上内环体32的厚度小于外环体31的厚度，内环体32的端面会与焊接母材m的上表面之间存在一定的间隙。惰性保护气在充满内环体32和外环体31之间的空间后会由上述间隙的导向下向位于中部的待焊接位置扩散，以在焊接母材m的待焊接位置上方形成一层均匀的保护层。之后即可由焊接孔11下入激光发射器，或者直接由焊接孔11上方射入激光束进行激光焊接。采用该激光焊接保护气覆盖装置，其保护气罩2和环形焊接嘴3的外环体31可以将焊接母材m的待焊接位置的侧面与上方与外界进行隔离，使惰性保护气体在由喷气口21喷出后，能够不受外界气流影响，避免出现窜气紊流。同时通过环形焊接嘴3的外环体31和内环体32的配合设计，惰性保护气体可以由内环体32和焊接母材m之间的间隙由四周向中部扩散，对焊接母材m的带焊接位置进行均匀的覆盖保护，避免出现焊接碎屑飞溅以及焊接母材表面出现毛刺、炸点或发黑等焊接质量缺陷的问题，有效提高产品良品率。

示例性地，在本实用新型实施例中，保护气罩2呈圆锥筒状，在由安装板1向环形焊接嘴3靠近的方向上，保护气罩2的直径逐渐减小。通过将保护气罩2设置为圆锥筒状，其内孔的截面积由上自下逐渐减小。在通过喷气口21向内部注入惰性保护气后，保护气罩2的下方，也即是焊接母材m的待焊接位置上方的气压可以保持始终大于保护气罩2上方与外界连通的焊接孔11，保证气体能够始终形成由下而上的气流，避免外界气体窜入内部影响惰性气体保护的效果。

可选地，保护气罩2的另一端端面上具有多个喷气口21，多个喷气口21沿内环体32的周向等角度间隔布置，多个喷气口21均与进气孔12连通。示例性地，在本实用新型实施例中，通过在外环体31和内环体32之间配置多个喷气口21，使由外界注入的惰性保护气能够更快且更加均匀的充满外环体31和内环体32之间的空间，并由内环体32的端面会与焊接母材m的上表面之间的间隙扩散并充入焊接母材m的待焊接位置上方，有效提高惰性气体保护工序的速度和激光焊接的整体效率。

可选地，安装板1上具有两个进气孔12，两个进气孔12相对于保护气罩2的轴线对称布置，保护气罩2的另一端端面上具有与另两个进气孔12一一对应的两组喷气口21，每组喷气口21均包括沿内环体32的周向等角度间隔布置的多个喷气口21，每组喷气口21均与对应的进气孔12连通。示例性地，在本实用新型实施例中，可以通过两个进气孔12分别连接外部气源，通过两侧同时向焊接母材m的待焊接处注入焊接保护气。两股焊接保护气分别就近导向并通过具有分支导气通道22就近导向到对应的多个喷气口21喷出，快速在焊接母材m的待焊接位置上方形成均匀的保护层，进一步提高惰性气体保护工序的速度和激光焊接的整体效率。

可选地，安装板1上具有多个螺栓连接孔13，多个螺栓连接孔13围绕保护气罩2均匀间隔布置。示例性地，在本实用新型实施例中，整个激光焊接保护气覆盖装置可以通过安装板1上的多个螺栓连接孔13与生产线上的机械臂等移送装置进行连接，使激光焊接保护气覆盖装置可以通过移送装置进行自动移动和定位，提高激光焊接工序的自动化程度和整体效率。

可选地，外环体31和内环体32均与保护气罩2可拆卸连接。如图6和图7所示，示例性地，在本实用新型实施例中，外环体31和内环体32可以通过插接结构与保护气罩2的另一端端面可拆卸连接。在外环体31经过反复与焊接母材m接触，以及内环体32由于靠近激光焊接处在长时间使用后出现耗损后，可以通过拆替的方式对外环体31和内环体32进行对应更换，同时方便不使用时进行维护保存，有效提高激光焊接保护气覆盖装置的整体使用寿命。

可选地，激光焊接保护气覆盖装置还包括隔离网4，隔离网4设置于外环体31和内环体32之间并覆盖喷气口21。示例性地，在本实用新型实施例中，通过在外环体31和内环体32之间设置间隙相比喷气口21更小且致密的隔离网4，可以在进行激光焊接的过程中防止可能存在的碎屑在气流作用下窜入到喷气口21中造成堵塞，进一步提高惰性气体保护的稳定性。

可选地，外环体31和内环体32均为铜制结构件。示例性地，在本实用新型实施例中，采用铜制的环形焊接嘴3，铜制材料对激光的吸收率较低，同时耐高温性能强，能够保证在焊接过程中不被高温的飞溅碎屑，以及表面所反射的激光加热而融化，进一步提高了激光焊接保护气覆盖装置的整体使用寿命。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种激光焊接保护气覆盖装置，其特征在于，包括：安装板(1)和保护气罩(2)，

所述保护气罩(2)呈锥形筒状，所述保护气罩(2)直径较大的一端与所述安装板(1)连接，所述安装板(1)上具有焊接孔(11)和进气孔(12)，所述焊接孔(11)与所述保护气罩(2)的一端连通，所述保护气罩(2)直径较小的另一端设置有环形焊接嘴(3)，所述环形焊接嘴(3)包括外环体(31)和内环体(32)，所述外环体(31)与所述内环体(32)同轴，所述外环体(31)的内径大于所述内环体(32)的外径，所述外环体(31)和所述内环体(32)均设置于所述保护气罩(2)的另一端端面上，在所述保护气罩(2)的轴线方向上，所述内环体(32)的端部与所述安装板(1)的间距小于所述外环体(31)的端部与所述安装板(1)的间距，所述保护气罩(2)的另一端端面上还设置有喷气口(21)，所述喷气口(21)位于所述外环体(31)和所述内环体(32)之间，所述喷气口(21)与所述进气孔(12)连通。

2.根据权利要求1所述的激光焊接保护气覆盖装置，其特征在于，所述保护气罩(2)的另一端端面上具有多个所述喷气口(21)，多个所述喷气口(21)沿所述内环体(32)的周向等角度间隔布置，多个所述喷气口(21)均与所述进气孔(12)连通。

3.根据权利要求2所述的激光焊接保护气覆盖装置，其特征在于，所述安装板(1)上具有两个所述进气孔(12)，两个所述进气孔(12)相对于所述保护气罩(2)的轴线对称布置，所述保护气罩(2)的另一端端面上具有与另两个所述进气孔(12)一一对应的两组所述喷气口(21)，每组所述喷气口(21)均包括沿所述内环体(32)的周向等角度间隔布置的多个所述喷气口(21)，每组所述喷气口(21)均与对应的所述进气孔(12)连通。

4.根据权利要求1所述的激光焊接保护气覆盖装置，其特征在于，所述安装板(1)上具有多个螺栓连接孔(13)，所述多个螺栓连接孔(13)围绕所述保护气罩(2)均匀间隔布置。

5.根据权利要求1所述的激光焊接保护气覆盖装置，其特征在于，所述激光焊接保护气覆盖装置还包括隔离网(4)，所述隔离网(4)设置于所述外环体(31)和所述内环体(32)之间并覆盖所述喷气口(21)。

6.根据权利要求1所述的激光焊接保护气覆盖装置，其特征在于，所述外环体(31)和所述内环体(32)均与所述保护气罩(2)可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的激光焊接保护气覆盖装置，其特征在于，所述外环体(31)和所述内环体(32)均为铜制结构件。

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