[發(fā)明專利]具有保護功能的電池盒封裝激光振鏡掃描焊接保護氣裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810370349.2
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108436256A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯旭東
• 申請（專利權(quán)）人: 同高先進制造科技（太倉）有限公司
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/14;B23K26/70
• 代理公司: 蘇州市方略專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32267
• 代理人: 馬廣旭

本發(fā)明公開了具有保護功能的電池盒封裝激光振鏡掃描焊接保護氣裝置，包括：一組電池盒、用于固定電池盒的夾具和焊接保護氣裝置，焊接保護氣裝置中設(shè)有一組氣簾體和供氣組件，氣簾體設(shè)于夾具的內(nèi)側(cè)，且所述氣簾體上設(shè)有進氣管接頭，供氣組件與進氣管接頭連接，氣簾體中設(shè)有進氣流通道和壓縮氣流噴射通道，壓縮氣流噴射通道穿過氣簾體上側(cè)面延伸出，氣簾體上側(cè)面上設(shè)有與壓縮氣流噴射通道連通的一組導(dǎo)氣孔，氣簾體上側(cè)面與蓋板連接，形成具有保護功能的壓縮保護導(dǎo)氣側(cè)吹通道。本發(fā)明保護氣裝置的氣管接頭可以接保護氣管，氣簾體引入的流量大，經(jīng)過壓縮氣流噴射通道壓縮、加速后的氣體流量大，氣壓強，經(jīng)與蓋板接觸后均勻形成一個面體高速保護窗口，可有效保護熔池避免焊接過程中工件氧化；同時可驅(qū)散高功率激光焊接產(chǎn)生的等離子屏蔽。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電池盒制造領(lǐng)域，特別涉及一種具有保護功能的電池盒封裝激光振鏡掃描焊接保護氣裝置及其工作方法。

背景技術(shù)

新能源電動汽車用鋰電池與傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳氫電池相比，其比能量高、比功率大，易實現(xiàn)快速充電和深度放電，壽命長，是目前動力電池的主要發(fā)展方向。鋰離子動力電池電芯的三種基本構(gòu)型為圓柱卷繞式、方形層疊式和方形卷繞式，分別對應(yīng)于柱狀電池、軟包電池、方形電池。方形卷繞式結(jié)合了方形層疊式的外觀特征和圓柱卷繞式的極板制作方法，具有空間利用率高、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點，其封裝形式主要采用硬殼方式，材料主要有鋼殼和鋁殼，根據(jù)方形構(gòu)型內(nèi)部正負極片的排列方式，該電芯硬殼為方形。采用方形繞卷、方形外殼方式，散熱性好、成組易設(shè)計、可靠性高、含防爆閥更為安全、高硬度。

動力電池電芯殼體材料多采用鋁合金，最優(yōu)選擇連續(xù)激光焊接方式，以減小裂紋敏感性。在激光焊接過程中，激光光束高功率密度的輸入，使得被焊工件材料表面局部劇烈蒸發(fā)氣化形成金屬蒸氣，金屬蒸氣進一步在高功率密度激光作用下發(fā)生電離形成光致等離子體，分布于匙孔內(nèi)外。孔外金屬蒸氣、光致等離子體對于入射激光光束產(chǎn)生散射、反射和離焦等衰減作用，對入射激光產(chǎn)生屏蔽效應(yīng)，影響激光振鏡掃描焊接過程中材料對激光能量的吸收以及激光焊接過程的穩(wěn)定性，甚至?xí)斐珊附舆^程的中斷，從而影響焊縫的熔深，導(dǎo)致氣孔的產(chǎn)生和焊縫的成分組織等焊縫性能改變。

一般地，為避免煙塵和等離子體削弱激光投射到工件表面上的能量，采用通過在激光焦點旁加裝集中吹氣管、以惰性氣體為保護氣的方案，這種方案在激光焦點固定且短焦距焊接技術(shù)中易于實現(xiàn)，并能取得較好效果，然而，在激光遠程、振鏡掃描焊接技術(shù)中，焦點或焦距可能不是固定的，可通過可移動的聚焦鏡來調(diào)節(jié)焦距，通過物鏡放大聚焦鏡的調(diào)節(jié)作用，焦點在軸向或三維空間內(nèi)是可變的，因此，保護氣噴射口位置難以跟隨激光焦點位置而變化。

現(xiàn)有常規(guī)的激光遠焦距焊接技術(shù)中，激光振鏡遠程焊接頭和可變焦距焊接頭上一般沒有設(shè)置對焊縫的保護系統(tǒng)，在焊接過程中沒有吹送保護氣，其激光焊接質(zhì)量和焊接效率均較低，焊接過程中產(chǎn)生的煙塵及等離子體飛揚現(xiàn)象更為嚴(yán)重，這樣，進而使得焊接工藝容易出現(xiàn)焊接缺陷，電芯電池盒的不良品率大大提升。

因此，需要在工件的夾持工裝結(jié)構(gòu)上安裝專用的吹氣系統(tǒng)，根據(jù)鋰離子電池盒的結(jié)構(gòu)特征，設(shè)計開發(fā)緊湊有效的保護氣吹送裝置。目前，通常采用噴射保護氣體主要有側(cè)吹式和同軸式，保護氣體可以是He、Ar、N2或者是CO2，采用純氦作為保護氣，光束能量不受阻礙地直達工件表面，可以得到較大熔深，但其分子量較小，需要較大的流速，以確保有效地將激光光束路徑上的金屬蒸汽排出，這是激光焊接時使用最有效的保護氣體，但大量采用純氦價格較貴，增加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服以上不足，本發(fā)明的目的是提供一種具有保護功能的電池盒封裝激光振鏡掃描焊接保護氣裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，有效保護熔池避免焊接過程中工件氧化；同時可驅(qū)散高功率激光焊接產(chǎn)生的等離子屏蔽。