[發(fā)明專利]多層電池鋁板耳、銅極耳電磁脈沖焊接方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710345579.9
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107081513A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭偉;冉洋;王福森;伏黎;趙發(fā)東;李墨;田其佳
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶市光學(xué)機(jī)械研究所;重慶普爾薩科技有限公司
• 主分類號: B23K13/01
• 分類號: B23K13/01
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務(wù)所(普通合伙)50211
• 代理人: 譚春艷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁脈沖焊接方法，特別涉及一種多層電池鋁板耳、銅極耳電磁脈沖焊接方法。

背景技術(shù)

隨著動力電池的輕量化，“鋁代銅”已成趨勢。這就需要將銅質(zhì)材料和鋁質(zhì)材料通過焊接工藝連接成一體，但是，銅和鋁都屬易氧化金屬，并且鋁和銅的熔點(diǎn)相差約400℃，可焊性差，對這種銅和鋁的異種金屬焊接要達(dá)到良好的焊接效果則十分困難。采用現(xiàn)有焊接技術(shù)存在以下不足：

1、摩擦焊、電子束焊、超聲波焊等焊接方法焊接銅鋁，由于不均勻的溫度場會導(dǎo)致殘余應(yīng)力和變形的產(chǎn)生等問題，焊接出來的接頭脆性大,易產(chǎn)生裂紋且焊縫易產(chǎn)生氣孔，焊接起來的工件難免出現(xiàn)斷裂。

2、激光焊接也只能焊接較薄的材料，需要?dú)怏w保護(hù)，而且焊接過程中容易出現(xiàn)氣孔裂紋。

3、一次只能焊接一層，不能多層焊接，效率不高。

其次，傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)環(huán)境惡劣，焊接效率低，焊接質(zhì)量不穩(wěn)定，接頭外形不美觀。焊接過程產(chǎn)生高溫、發(fā)熱、煙塵、廢氣等對環(huán)境的負(fù)面影響。焊接過程中需要消耗焊輔料及氣體，以及高能耗等，焊接成本較高。因此，尋找新的焊接效率高、焊接質(zhì)量好、能耗低、成本低的焊接方法一直是我們需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種能提高焊接效率、提高焊接質(zhì)量、降低能耗、不消耗輔材、成本低的多層電池鋁板耳、銅極耳電磁脈沖焊接方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種多層電池鋁板耳、銅極耳電磁脈沖焊接方法，其特征在于：包括將所述鋁板耳和銅極耳固定在焊接裝置上的步驟，所述焊接裝置包括機(jī)架，所述機(jī)架上設(shè)置有墊板，所述墊板上設(shè)置電磁線圈，多層鋁板耳的焊接區(qū)放置在電磁線圈上，最上層鋁板耳的上方放置銅極耳，所述鋁板耳的焊接區(qū)之間以及鋁板耳和銅極耳焊接區(qū)之間設(shè)置間隙片，通過壓板將鋁板耳和銅極耳固定；

所述電磁線圈與電容供電裝置的電容開關(guān)相連，所述電容開關(guān)由脈沖發(fā)生器控制通斷；開啟脈沖發(fā)生器，使電容供電裝置的電容器充電，充電電壓達(dá)到設(shè)定值時，打開電容開關(guān)，使電容器快速放電，從而實(shí)現(xiàn)電池鋁板耳、銅極耳的焊接。

采用上述方案，電容器的電流在極短的時間內(nèi)流過電磁線圈進(jìn)行釋放，產(chǎn)生瞬間高壓脈沖磁場，同時也在鋁板耳的表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，并產(chǎn)生感應(yīng)磁場，兩磁場相互排斥，鋁板耳在強(qiáng)磁場力的作用下向上移動，使其瞬間向銅極耳沖擊達(dá)到焊接的目的。

具體說：在焊接時，鋁板耳和電磁線圈均可被看成是導(dǎo)體，當(dāng)給電磁線圈通電時，鋁板耳內(nèi)表面會產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流也產(chǎn)生電磁場。根據(jù)楞次定律，電磁線圈產(chǎn)生的磁場與感應(yīng)電流的磁場方向相反，相互排斥。因此，兩磁場相互作用產(chǎn)生強(qiáng)大的排斥力，這時鋁板耳受到一個向上的作用力，在極短時間內(nèi)向上移動，當(dāng)鋁板耳向外沖擊的運(yùn)動速度大于400米/秒時，即實(shí)現(xiàn)成型。

上述方案中：焊接時的脈沖電流達(dá)到600KA以上。

上述方案中：所述墊板的上方設(shè)置有壓板架，所述壓板裝在壓板架的下表面，所述壓板架通過氣缸驅(qū)動上下移動。所述壓板架的兩側(cè)設(shè)置有導(dǎo)向套，所述機(jī)架上對應(yīng)兩側(cè)的導(dǎo)向套設(shè)置有導(dǎo)向桿，所述導(dǎo)向套套在導(dǎo)向桿上。使得壓板的移動不發(fā)生偏移。

上述方案中：所述鋁板耳為三層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)、本發(fā)明是有別于現(xiàn)有傳統(tǒng)焊接技術(shù)和工藝的綠色、環(huán)保、低碳工藝，還可廣泛用于導(dǎo)電性好的同質(zhì)或異質(zhì)金屬材料的搭接焊接，特別是焊接材料屬性差異很大的金屬具有明顯優(yōu)勢(如：銅-鋼,銅-鋁,銅-鎂,鋁-鋼,銅-不銹鋼,鋁-等)。

(2)、本發(fā)明的方法可一次焊接多層金屬，提高了生產(chǎn)效率，降低了工人的勞動強(qiáng)度。

(3)、整個焊接過程無發(fā)熱，屬固態(tài)焊接，冷焊工藝；焊接后焊件材料的金屬特性不會發(fā)生任何改變，無殘余應(yīng)力；兩種材料在焊合面形成原子間距離的穩(wěn)定的冶金結(jié)合；整個過程無熱、無煙、無廢氣、無火花、無飛濺，無輔材消耗，能耗很低，節(jié)能環(huán)保。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的A處局部放大圖。

圖3為電容供電裝置電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：