[發明專利]對具有單個共同焊接截面的多板件工件堆疊結構的能束焊接

有效

• 申請號: 201210080734.6
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN102689094A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: W.W.蔡;T.B.斯托頓;X.趙
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: B23K26/20
• 分類號: B23K26/20;B23K13/00;B23K28/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 葛青

技術領域

本發明涉及對多層工件堆疊結構進行能束焊接，即具有三層或更多層板件的工件堆疊結構，和涉及按照該方法構造的組件。

背景技術

激光焊接是廣泛使用的商業過程，其中激光束照射工件堆疊結構的目標區域。電子束可以以相似的方式使用。被照射的材料由于激光束的強度而變為液化狀態。在液化的材料冷卻時形成熔接焊點或焊縫。能束焊接可被用于在典型的具有兩層板件的工件堆疊結構中形成完全穿過一對鄰近板件的厚度的熔接焊接。然而，在對具有三層或更多層板件的工件堆疊結構進行能束焊接時，尤其是在各種板件用不類似的材料構造時，會造成非最優的熔接焊接。

發明內容

公開本文一種方法用于到多層工件堆疊結構進行能束焊接。如在本文使用的，術語“能束焊接”是指使用激光束、電子束、或其他合適的集中能束形成熔接焊接部的過程。術語“多層工件堆疊結構”是指疊放了三層或更多層板件的堆疊結構，而不管板件的相對厚度如何。兩件式工件堆疊結構的能束焊接通常通過形成穿過兩層鄰近板件的搭接接頭而執行。然而，常規的搭接接頭焊接技術可能難以在板件的數量超過兩個時，尤其在板件用不同材料構造時執行。

另外，以通常的搭接連接方式堆疊或定位的(n)層板件的焊接(即板件相對于激光束的軸線垂直或略微成角度)形成(n-1)個不同的焊接界面。例如，四層堆疊板件(n＝4)形成三個不同的焊接界面，而單個焊接界面存在于常規的兩件式工件堆疊結構(n＝2)中。本方法和其各種實施例有助于實現這種工件堆疊結構的有效能束焊接。

此處所述的板件在示例性實施例中可以用銅或鋁構造。銅具有比鋁(660℃)顯著地更高的熔化溫度(1080℃)。另外，一些板件可以相對于用在同一工件堆疊結構中的其他板件更薄。不同熔化溫度和薄板件的存在可對成功的能束焊接帶來獨特的困難。這些困難也可通過本方法解決。

具體說，本文公開一種用于對多層工件堆疊結構進行能束焊接的方法。該方法包括將第一板件定位為鄰近第二板件；和隨后將第三板件定位為鄰近第二板件，從而通過三個板件限定出單個共同焊接界面。隨后通過將能束引導到該單個共同焊接界面上或沿該單個共同焊接界面引導而形成熔接焊接，持續經校準的時間。

在一個實施例中，第三板件可以沿其邊緣中的一個限定出凸緣部分。在另一實施例中，第三板件可以限定出接片部分。凸緣部分可以被置于沿單個共同的焊接界面直接接觸第一板件，通過將凸緣部分包在第一板件的邊緣周圍或通過將凸緣部分置于第一板件的表面上，這取決于實施例。接片部分可以插入到通過第二板件限定的槽口以便在單個共同焊接界面處接觸第一板件。在另一實施例中，一些板件可以限定出允許第一和第三板件被置于彼此鄰近的凹槽或切槽，而不管是否存在任何干涉板件。

多層板件工件堆疊結構可以可選地配置為電池模塊。在這樣的實施例中，第一板件可以是電池模塊的導電總線或互連構件，且第二和第三板件可以是同一電池模塊的不同電池接片。

還公開一種經焊接的組件。經焊接的組件包括第一板件、定位為鄰近第一板件的第二板件和定位為鄰近第二板件的第三板件。具有單個共同焊接界面的工件堆疊結構通過第一、第二和第三板件限定。熔接焊接使用能束形成，其將第一、第二和第三板件沿單個共同焊接界面連結。

在下文結合附圖進行的對實施本發明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理解上述的本發明的特征和優點以及其他的特征和優點。

附圖說明

圖1是示例性電池模塊形式的多層板件工件堆疊結構的示意性端視圖，其中工件堆疊結構具有在電池模塊一側上的單個共同焊接界面。

圖2是在一個實施例中的多層板件工件堆疊結構的示意性側視圖，所述工件堆疊結構具有限定出用于形成單個共同焊接界面的凸緣部分的板件。

圖3是在另一實施例中的多層板件工件堆疊結構的示意性側視圖，具有帶槽口的板件，槽口用于接收另一板件的接片部分，以形成單個共同焊接界面。

圖4是多層板件工件堆疊結構的示意性側視圖，其具有限定出另一凸緣部分的板件。

圖5是在又一實施例中的經焊接的多層板件工件堆疊結構的示意性平面圖，其具有帶凹槽的板件，用于形成單個共同焊接界面。

圖6是描述用于對多板件工件堆疊結構進行能束焊接的方法的流程圖。

具體實施方式