[發明專利]一種鈉硫電池激光焊接用雙工位夾具

有效

• 申請號: 201410079511.7
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103817447A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 潘紅濤;王國林;韓金鐸;鄒曉易;劉宇;祝銘;吳軒;熊五岳
• 申請（專利權）人: 上海電氣鈉硫儲能技術有限公司
• 主分類號: B23K26/70
• 分類號: B23K26/70;B23K37/04
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 屠軼凡

技術領域

本發明涉及化學儲能領域的一種鈉硫電池激光焊接用雙工位夾具。

背景技術

鈉硫電池是一種以金屬鈉為負極活性材料，硫磺為正極活性材料，β”-Al₂O₃電解質陶瓷管為電解質隔膜的二次電池。鈉硫電池的工作溫度為330～350℃，鈉和硫磺均為液態。鈉與硫在高溫下直接接觸極易反應產生大量的熱，甚至導致爆炸。因此，鈉硫電池對各封接位置的密封性較高。激光焊接具有輸入工件的熱量低、熱變形和熱影響區小、焊后高的冷卻速度使焊縫組織微細化、焊接致密性高等優點，成為鈉硫電池中金屬與金屬密封焊接最優的選擇。

大容量鈉硫電池外殼一般是外徑較大的薄壁金屬管，如由于生產，加工等限制，實際外殼外徑橢圓度較差，大致分布在5～20絲，再加上后期組裝電池的裝配誤差及夾具系統誤差，累計誤差多則可達40絲。公開號為CN102601524A的實用新型專利中公開了鈉硫電池制備用真空激光焊接機精度制控裝置，由于激光焊接中，離焦量（激光焦點與焊接件焊接點之間的距離）是影響焊接質量的重要因素，因此，在整個焊接過程中要想達到可靠的焊接質量，必須保證離焦量是恒定的值或變化很小。然而上述專利提到的這些裝置精度很難達到國內現有鈉硫電池的制造水平，同時專利所述方法裝取料比較費時。目前，國內生產滿足于鈉硫電池的外殼，其圓度分布在0-30絲，加上零件的裝配誤差和夾具精度誤差，總累計徑向誤差分布在5-50絲，軸向竄動誤差在0-10絲，在該精度下，焊接質量一致性和可靠性較差。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種鈉硫電池激光焊接用雙工位夾具，其能夠彌補鈉硫電池橢圓度不足和裝配累計精度誤差，保證激光焊接的質量和激光焊接的效率。

實現上述目的的一種技術方案是：一種鈉硫電池激光焊接用雙工位夾具，包括一塊激光保護擋板，以及對應固定在所述激光保護擋板兩側的兩個工位;

每個所述工位包括從上至下依次設置的可升降的壓頭、三點定心裝置和底座；

所述三點定心裝置包括一個定心夾套，在所述定心夾套的頂面，設有兩個固定定心軸承，以及一個彈性定心軸承，所述彈性定心軸承與兩個所述固定定心軸承構成等腰三角形，所述彈性定心軸承可在該等腰三角形內，沿著該等腰三角形的對稱中心軸彈性伸縮；

所述底座的底面上設有一個驅動電機，兩個所述工位上的驅動電機交替工作。

進一步的，在每個所述工位上，所述定心夾套由一個拱形框架和一個條形框架圍成，所述拱形框架的第一端部和所述條形框架的第一端部樞軸連接，所述拱形框架的第二端部和所述條形框架的第二端部通過定位銷固定。

再進一步的，所述固定定心軸承固定在所述條形框架的頂面上，并且關于所述拱形框架的對稱中心軸鏡像對稱;所述彈性定心軸承固定在所述拱形框架的頂面上。

更進一步的，在每個所述工位上，所述彈性定心軸承包括彈簧，軸承固定架、旋轉軸承和固定底板，所述固定底板固定在所述拱形框架的頂面上，所述軸承固定架位于所述固定底板的頂面上，并伸向兩個所述固定定心軸承一側，所述彈簧將所述軸承固定架遠離兩個所述固定定心軸承的一端與所述固定底板軸向連接，所述旋轉軸承位于所述軸承固定架靠近兩個所述固定定心軸承的一端，并可在所述軸承固定架靠近兩個所述固定定心軸承的一端水平旋轉。

還要進一步的，所述固定底板的頂面與所述軸承固定架的底面之間設有導向導軌。

進一步的，每個所述工位上，所述壓頭包括一個可水平旋轉的球頭頂針以及一個位于所述球頭頂針正下方的過渡接頭，所述過渡接頭頂面的中心設有一個位于所述球頭頂針豎直下方，與所述球頭頂針形狀對應的凹球面。

再進一步的，每個所述工位上，所述壓頭在壓緊氣缸的驅動下升降，所述壓頭還包括氣缸連接桿和球頭頂針底座，所述氣缸連接桿的頂部與所述壓緊氣缸的底部連接，所述球頭頂針底座連接所述氣缸連接桿的底部，并且所述球頭頂針底座與所述氣缸連接桿之間可以相互轉動，所述球頭頂針位于所述球頭頂針底座底面的中心。

更進一步的，每個所述工位上，所述氣缸連接桿與所述球頭頂針底座徑向之間設有上旋轉軸承。

進一步的，每個所述工位上，所述底座上都設有一個定位套，所述定位套的內徑大于鈉硫電池底部的外徑。

再進一步的，兩個所述驅動電機下方設有一個驅動所述激光保護擋板轉動的底部旋轉傳動裝置，所述底部旋轉傳動裝設有可與兩臺驅動電機對應連接的電機閉合端，電機斷路端。