CN223506474U - 一种焊接保护装置及焊接设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种焊接保护装置及焊接设备，其包括：保护盖主体，所述保护盖主体开设有焊接通道、入气通道和出气通道；导流罩，所述导流罩呈中空贯穿设置，所述导流罩的一端密封设置于所述焊接通道的内侧壁，且其另一端位于所述焊接通道内，并与所述焊接通道的底端具有高度差，所述导流罩与所述焊接通道的内侧壁之间形成夹层腔室，所述夹层腔室包括与入气通道相连的第一腔室，以及与所述第一腔室相连通的第二腔室，所述出气通道通过焊接通道与所述第一腔室和第二腔室相连通。保护气通过第一腔室分流进入第二腔室，从第二腔室吹出的保护气保证焊接区域的氧气隔离，同时与第一腔室吹出的保护气形成汇流，增强除尘效果。

Description

一种焊接保护装置及焊接设备

技术领域

本申请涉及电池制造技术领域，具体涉及一种焊接保护装置及焊接设备。

背景技术

电池生产过程中，存在大量工序需要用到焊接技术，对于部分焊接场景而言，焊接过程会产生高温，从而导致待焊接部件与空气中氧气发生反应，因此需要向焊接区域通入保护气从而有效隔离空气中的氧气，另一方面由于焊接过程会产生飞溅融珠，烟尘粉屑，因此需要采取有效的除尘措施。

现有的焊接保护装置在一些要求较高的焊接场景中无法满足有效隔离氧气以及除尘的要求，因此需要设计一款新的焊接保护装置。

发明内容

本申请提供一种焊接保护装置及焊接设备，可以有效隔离焊接区域的氧气，并起到较好的除尘效果，从而提升电池的生产质量。

第一方面，本申请实施例提供一种焊接保护装置，其包括：

保护盖主体，所述保护盖主体开设有焊接通道、入气通道和出气通道；

呈中空贯穿设置的导流罩，所述导流罩的一端密封设置于所述焊接通道的内侧壁，且其另一端位于所述焊接通道内，并与所述焊接通道的底端具有高度差，所述导流罩与所述焊接通道的内侧壁之间形成夹层腔室；

所述夹层腔室包括与入气通道相连的第一腔室，以及与所述第一腔室相连通的第二腔室，所述出气通道通过焊接通道与所述第一腔室和第二腔室相连通。

结合第一方面，在一种实施方式中，沿所述导流罩中空贯穿的方向且靠近所述焊接通道的底端方向，所述夹层腔室的内轮廓尺寸逐渐变小。

结合第一方面，在一种实施方式中，沿所述入气通道的路径方向且靠近所述夹层腔室的方向，所述入气通道的内轮廓尺寸逐渐变小。

结合第一方面，在一种实施方式中，所述导流罩包括：

四棱台，所述四棱台的两端面呈中空贯穿设置，且所述四棱台底面积较大的一端密封设置于所述焊接通道的内侧壁，其底面积较小的一端位于所述焊接通道内；

所述焊接通道具有四个内侧壁，其中靠近入气通道一侧的内侧壁与四棱台的侧壁之间形成第一腔室，其中与入气通道相邻的内侧壁与四棱台的侧壁之间形成第二腔室。

结合第一方面，在一种实施方式中，所述四棱台中位于第一腔室侧的侧壁底端低于位于第二腔室侧的侧壁底端。

结合第一方面，在一种实施方式中，所述四棱台的一侧壁顶端延伸有第一侧板，所述第一侧板贴合连接所述焊接通道的内侧壁；

所述四棱台的另一侧壁顶壁延伸第二侧板，所述第二侧板嵌入安装于所述焊接通道内侧壁的安装孔内。

结合第一方面，在一种实施方式中，所述保护盖主体和所述导流罩为一组导流保护盖组件，所述导流保护盖组件数量为两个，两个所述导流保护盖组件连接，且两个所述导流保护盖组件的间隔方向用于与电芯的正负极间隔方向一致。

第二方面，本申请实施例提供了一种焊接设备，其包括如以上一些实施例中所述的焊接保护装置。

结合第二方面，在一种实施方式中，所述焊接设备包括：

承接板，所述承接板设置有伸缩组件，所述伸缩组件设置有伸缩方向互为相反的两个伸缩端，且所述伸缩端固定有吸尘管，两个所述伸缩端相互靠近可夹持固定所述保护盖主体的相对两侧，且使所述吸尘管与所述出气通道连通。

结合第二方面，在一种实施方式中，所述焊接设备还包括：

保护气接头，所述保护气接头与所述入气通道连通；

焊接器，所述焊接器设置于所述焊接通道的上方。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：

通过焊接通道的底端端面对焊接点进行物理隔离并形成焊接区域，减少了外界空气流动对焊接区域的干扰。出气通道通过焊接通道与第一腔室和第二腔室相连通，保护气经入气通道进入至第一腔室后被分流至第二腔室，当出气通道在负压作用下吸走由第一腔室吹至焊接区域的保护气后，第二腔室吹出的保护气能及时补充至焊接区域，保证焊接区域对空气中氧气的有效隔绝，同时第二腔室吹出的保护气并不影响出气通道在负压作用下对焊接区域的除尘效果，且同时能与第一腔室吹出的保护气形成汇流，使焊接区域内因焊接产生的高温焊渣被出气通道快速抽走，从而提升焊接的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为焊接保护装置的立体结构示意图；

图2为焊接保护装置的剖视结构示意图；

图3为导流罩的立体结构示意图；

图4为焊接保护装置内的两个导流罩的分布示意图；

图5为焊接设备的立体结构示意图；

图6为图5中焊接设备去掉承接板的立体结构示意图。

图中：1、保护盖主体；11、焊接通道；12、入气通道；13、出气通道；2、导流罩；21、四棱台；22、第一侧板；23、第二侧板；3、夹层腔室；4、伸缩组件；41、动作执行缸；5、吸尘管；6、保护气接头；7、焊接器；8、电芯；9、承接板。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的实施例所提到的电池包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的电池模块。例如，本申请所提到的电池可以包括电池模组或电池包等。

本申请的实施例中提到的焊接包括多种焊接类型，主要以在焊接过程中会产生高温高热导致待焊接的电池部件与氧气发生反应的焊接类型为主，例如激光焊接，本申请对以上焊接类型不做具体限制。

在电池生产过程中，焊接技术被大量使用，对于部分焊接场景，焊接产生的高温会导致待焊接电池部件与空气中的氧气发生反应，从而影响焊接质量，因此往往在焊接过程中会向焊接区域通入保护气，保护气一般为惰性气体，如氮气、氩气、氦气等。电池焊接过程中还会伴随焊渣、烟尘粉屑的产生，对于部分焊接要求较高的焊接场景而言，现有的焊接保护装置在满足除尘要求的同时，焊接区域的保护气也会被连带吸走，导致焊接区域的保护气浓度较低，无法有效隔离氧气，从而影响焊接质量。

针对以上问题，本申请实施例提供了一种焊接保护装置及焊接设备，可以保证焊接过程中，由入气通道吹入的保护气能充足地覆盖在焊接区域中，实现对空气中氧气的有效隔离，同时保障出气通道在负压作用下对高温焊渣、烟尘粉屑等的有效除尘。

第一方面，如图1、图2、图3和图4所示，本申请实施例提供一种焊接保护装置，其包括：保护盖主体1，保护盖主体1开设有焊接通道11、入气通道12和出气通道13；呈中空贯穿设置的导流罩2，导流罩2的一端密封设置于焊接通道11的内侧壁，且其另一端位于焊接通道11内，并与焊接通道11的底端具有高度差，导流罩2与焊接通道11的内侧壁之间形成夹层腔室3；夹层腔室3包括与入气通道12相连的第一腔室，以及与第一腔室相连通的第二腔室，出气通道13通过焊接通道11与第一腔室和第二腔室相连通。

示例性的，需要了解的是，图1为保护盖主体1的立体示意图，且左侧的焊接通道11未安装导流罩2，且其左侧处展示出保护气流动示意路径，右侧的焊接通道11内安装导流罩2；图2为保护盖主体1的剖视示意图，且左侧的焊接通道11未安装导流罩2，右侧的焊接通道11内安装导流罩2；图4为两个导流罩2若安装于对应的焊接通道11内的分布示意图。保护盖主体1从上往下开设有焊接通道11，焊接通道11的底端端面其用于贴合待焊接的电池部件，防止焊接时产生的气体和飞溅物对电芯8造成损害，即焊接通道11的底端内部处形成焊接区域。

具体的，通过焊接通道11的底端端面对焊接点进行物理隔离并形成焊接区域，减少了外界空气流动对焊接区域的干扰。出气通道13通过焊接通道11与第一腔室和第二腔室相连通，保护气经入气通道12进入至第一腔室后被分流至第二腔室，当出气通道13在负压作用下吸走由第一腔室吹至焊接区域的保护气后，第二腔室吹出的保护气能及时补充至焊接区域，保证焊接区域对空气中氧气的有效隔绝，同时第二腔室吹出的保护气并不影响出气通道13在负压作用下对焊接区域的除尘效果，且同时能与第一腔室吹出的保护气形成汇流，使焊接区域内因焊接产生的高温焊渣被出气通道13快速抽走，从而提升焊接的质量。

结合第一方面，在一种实施方式中，如图2所示，沿导流罩2中空贯穿的方向且靠近焊接通道11的底端方向，夹层腔室3的内轮廓尺寸逐渐变小。

本实施例中，具体参照图2，从上往下方向，随着夹层腔室3内轮廓尺寸逐渐减小，引入的保护气在流动过程中会受到逐渐收缩的空间限制，从而使得气体更加集中地流向焊接区域。这种聚焦效果有助于在焊接点周围形成更加致密、稳定的气体保护层，进一步减少空气与焊接熔池的接触，提升焊接质量。逐渐变小的夹层腔室3内轮廓能够引导气体以更加平稳、有序的方式流动，减少湍流和涡旋的产生。这有助于维持焊接区域气体的稳定性和均匀性，避免因气体流动不稳定而导致的焊接缺陷。通过优化气体流动路径和聚焦效果，该设计能够更有效地利用保护气体，减少气体的浪费。同时，稳定的焊接环境和提高的焊接质量也有助于减少返工和修补的需求，从而间接提高了焊接效率。

结合第一方面，在一种实施方式中，如图2所示，沿入气通道12的路径方向且靠近夹层腔室3的方向，入气通道12的内轮廓尺寸逐渐变小。

本实施例中，入气通道12内轮廓尺寸的逐渐减小，使得通道内的气体在流动过程中受到逐渐增加的压力。这种压力梯度会加速气体的流动速度，使得保护气体能够更快地进入夹层腔室3，并及时集中喷射焊接区域。逐渐变小的内轮廓尺寸不仅加速了气体流动，还使得气体在进入夹层腔室3时更加聚焦。这种聚焦效果有助于在焊接点周围形成更加紧密、均匀的气体保护层，提高保护效果。通过优化入气通道12的形状，该设计能够更有效地利用保护气体。加速和聚焦的气体流动减少了气体的逸散和浪费，提高了气体的利用效率。稳定、快速且聚焦的气体流动有助于维持焊接区域的稳定性。这减少了外界因素对焊接过程的干扰，提高了焊接的精度和质量。

结合第一方面，在一种实施方式中，如图1、图2和图3所示，导流罩2包括：四棱台21，四棱台21的两端面呈中空贯穿设置，且四棱台21底面积较大的一端密封设置于焊接通道11的内侧壁，其底面积较小的一端位于焊接通道11内；焊接通道11具有四个内侧壁，其中靠近入气通道12一侧的内侧壁与四棱台21的侧壁之间形成第一腔室，其中与入气通道12相邻的内侧壁与四棱台21的侧壁之间形成第二腔室。

本实施例中，具体参照图3，导流罩2包括呈四棱台21，且四棱台21的上下端面呈贯穿且连通设置，具体参照图1，四棱台21的四侧壁与焊接通道11的下半部分四个内侧壁一一对应，使四棱台21与焊接通道11之间形成由第一腔室和第二腔室组成的夹层腔室3，即保护气从入气通道12进入至第一腔室，并由第一腔室分流至第二腔室，并最终在焊接区域汇流，最后由出气通道13在负压作用下将汇流的保护气和焊渣一同吸走。

结合第一方面，在一种实施方式中，如图4所示，四棱台21中位于第一腔室侧的侧壁底端低于位于第二腔室侧的侧壁底端。示例性的，具体参照图4，四棱台21位于第一腔室侧的侧壁底端低于四棱台21位于第二腔室侧的侧壁底端长度X(1mm≤X≤5mm)，具体X根据产品实际使用改变。

本实施例中，位于第一腔室侧的侧壁底端较低，使得保护气体在引入时能够更顺畅地集中喷射进入焊接区域，减少了气体流动的阻力，有助于形成稳定的气体保护层。较低的侧壁底端有助于气体在夹层腔室3内扩散，减少气体聚集和涡旋的现象，提高保护效果。通过优化气体引入和分布，该设计能够更有效地防止焊接过程中产生的飞溅物、氧化物等杂质对焊接区域的影响，减少焊接缺陷的产生，提高焊接质量。

结合第一方面，在一种实施方式中，如图2和图3所示，四棱台21的一侧壁顶端延伸有第一侧板22，第一侧板22贴合连接焊接通道11的内侧壁；

四棱台21的另一侧壁顶壁延伸第二侧板23，第二侧板23嵌入安装于焊接通道11内侧壁的安装孔内。

本实施例中，四棱台21具有两个侧壁顶端分别延伸出的第一侧板22和第二侧板23。第一侧板22贴合连接于焊接通道11上部分的一侧壁，确保紧密连接。第二侧板23嵌入安装于焊接通道11上部分的另一侧壁的安装孔内，提供稳固的支撑。

结合第一方面，在一种实施方式中，如图2所示，保护盖主体1包括上层板和下层板，上层板和下层板沿上下方向固定连接，且第二侧板23嵌入压接于上层板和下层板之间形成的安装孔内，进一步提高导流罩2的稳固安装。

结合第一方面，在一种实施方式中，导流罩2的表面设置有耐火光滑层。示例性的，耐火光滑层可以包括镀陶瓷材质或镀铁氟龙材质。

结合第一方面，在一种实施方式中，例如在对电池的极柱和顶盖焊接场景中，如图1、图2和图6所示，保护盖主体1和导流罩2为一组导流保护盖组件，导流保护盖组件数量为两个，两个导流保护盖组件连接，且两个导流保护盖组件的间隔方向用于与电芯8的正负极间隔方向一致。

本实施例中，使用了两个这样的导流保护盖组件。这两个组件被连接起来，其连接可以是卡合固定或一体成型，形成一个整体的保护结构。重要的是，这两个组件的间隔方向与电芯8的正负极间隔方向保持一致。这意味着，是按照电芯8的正负极间隔方向排列的，以匹配电芯8的正负极排列方式，即保护盖主体1完成布置于电芯8时，一次性完成电芯8的正负极分别被对应的焊接通道11压接，便于后续进行焊接工作。

在以上实施例中，在导流罩2和焊接通道11相应的结构改变下，可以导致夹层腔室3具有三个、五个及以上侧壁腔室，不对夹层腔室3的侧壁腔室数量做具体限定。

第二方面，如图5和图6所示，本申请实施例提供一种焊接设备其包括如以上所提及的焊接保护装置。

结合第二方面，在一种实施方式中，如图5和图6所示，焊接设备包括：承接板9，承接板9设置有伸缩组件4，伸缩组件4设置有伸缩方向互为相反的两个伸缩端，且伸缩端固定有吸尘管5，两个伸缩端相互靠近可夹持固定保护盖主体1的相对两侧，且使吸尘管5与出气通道13连通。

示例性的，伸缩组件4包括两个活动执行缸(如气缸或油缸或电动推杆)，两个活动执行缸的伸缩方向互为相反，并均安装于承接板9的底部。

本实施例中，承接板9是装置的基础部分，用于支撑和固定其他组件。伸缩组件4安装在承接板9上，具有两个伸缩端，这两个伸缩端可以沿着相反的方向伸缩。伸缩组件4的设计允许它根据保护盖主体1的尺寸和形状进行调整，以确保牢固的夹持。两个伸缩端都固定有吸尘管5，这意味着在夹持保护盖主体1的同时，吸尘管5也被定位在合适的位置。吸尘管5的作用是在焊接过程中吸取可能产生的烟雾、尘埃或其他污染物，以保持工作环境的清洁。当两个伸缩端相互靠近时，它们会夹持固定保护盖主体1的相对两侧。这种夹持不仅确保了保护盖主体1在焊接过程中的稳定性，还使吸尘管5与保护盖主体1内的出气通道13连通。连通后，吸尘管5可以更有效地吸取焊接过程中产生的污染物，防止它们进入电池系统或影响焊接质量。通过集成伸缩组件4和吸尘管5，该装置不仅提高了焊接过程的稳定性，还显著减少了焊接后的清洁工作。

结合第二方面，在一种实施方式中，如图5和图6所示，焊接设备还包括：保护气接头6，保护气接头6与入气通道12连通；焊接器7，焊接器7设置于焊接通道11的上方。

本实施例中，保护气接头6是焊接设备的一个重要组成部分，它的作用是与入气通道12连通。在焊接过程中，保护气体(如氩气、氮气等)通过保护气接头6和入气通道12被引入焊接区域，以隔绝空气，防止焊接部位氧化，从而提高焊接质量和强度。焊接器7是焊接装置中的另一个关键组件，它被设置于焊接通道11的上方。焊接通道11是保护盖主体1上的一个开口，用于允许焊接器7通过焊接通道11对待焊接的电池部件进行焊接。

焊接器可为激光焊接器、超声波焊接器、火焰焊接器等，本申请对焊接器的类型不作限制。以焊接器为激光焊接器为例，激光焊接器发出的激光能够通过保护盖主体1的焊接通道11施加给待焊接电池部件。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种焊接保护装置，其特征在于，其包括：

保护盖主体(1)，所述保护盖主体(1)开设有焊接通道(11)、入气通道(12)和出气通道(13)；

呈中空贯穿设置的导流罩(2)，所述导流罩(2)的一端密封设置于所述焊接通道(11)的内侧壁，且其另一端位于所述焊接通道(11)内，并与所述焊接通道(11)的底端具有高度差，所述导流罩(2)与所述焊接通道(11)的内侧壁之间形成夹层腔室(3)；

所述夹层腔室(3)包括与入气通道(12)相连的第一腔室，以及与所述第一腔室相连通的第二腔室，所述出气通道(13)通过焊接通道(11)与所述第一腔室和第二腔室相连通。

2.如权利要求1所述的焊接保护装置，其特征在于，

沿所述导流罩(2)中空贯穿的方向且靠近所述焊接通道(11)的底端方向，所述夹层腔室(3)的内轮廓尺寸逐渐变小。

3.如权利要求1所述的焊接保护装置，其特征在于，

沿所述入气通道(12)的路径方向且靠近所述夹层腔室(3)的方向，所述入气通道(12)的内轮廓尺寸逐渐变小。

4.如权利要求1所述的焊接保护装置，其特征在于，

所述导流罩(2)包括：

四棱台(21)，所述四棱台(21)的两端面呈中空贯穿设置，且所述四棱台(21)底面积较大一端密封设置于所述焊接通道(11)的内侧壁，其底面积较小的一端位于所述焊接通道(11)内；

所述焊接通道(11)具有四个内侧壁，其中靠近入气通道(12)一侧的内侧壁与四棱台(21)的侧壁之间形成第一腔室，其中与入气通道(12)相邻的内侧壁与四棱台(21)的侧壁之间形成第二腔室。

5.如权利要求4所述的焊接保护装置，其特征在于，

所述四棱台(21)中位于第一腔室侧的侧壁底端低于位于第二腔室侧的侧壁底端。

6.如权利要求4所述的焊接保护装置，其特征在于，

所述四棱台(21)的一侧壁顶端延伸有第一侧板(22)，所述第一侧板(22)贴合连接所述焊接通道(11)的内侧壁；

所述四棱台(21)的另一侧壁顶壁延伸第二侧板(23)，所述第二侧板(23)嵌入安装于所述焊接通道(11)内侧壁的安装孔内。

7.如权利要求1所述的焊接保护装置，其特征在于，

所述保护盖主体(1)和所述导流罩(2)为一组导流保护盖组件，所述导流保护盖组件数量为两个，两个所述导流保护盖组件连接，且两个所述导流保护盖组件的间隔方向用于与电芯的正负极间隔方向一致。

8.一种焊接设备，其特征在于，其包括如权利要求1-7任一项所述的焊接保护装置。

9.如权利要求8所述的焊接设备，其特征在于，

所述焊接设备包括：

承接板(9)，所述承接板(9)设置有伸缩组件(4)，所述伸缩组件(4)设置有伸缩方向互为相反的两个伸缩端，且所述伸缩端固定有吸尘管(5)，两个所述伸缩端相互靠近可夹持固定所述保护盖主体(1)的相对两侧，且使所述吸尘管(5)与所述出气通道(13)连通。

10.如权利要求8所述的焊接设备，其特征在于，

所述焊接设备还包括：

保护气接头(6)，所述保护气接头(6)与所述入气通道(12)连通；

焊接器(7)，所述焊接器(7)设置于所述焊接通道(11)的上方。