[發(fā)明專利]一種超聲波焊頭和焊接裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911345022.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111266722B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周宏建;袁承彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海驕成超聲波技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): B23K20/10
• 分類號(hào): B23K20/10
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

本發(fā)明屬于電池加工機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種超聲波焊頭，包括焊接部，焊接部設(shè)有兩個(gè)并沿Z軸對(duì)置，每個(gè)焊接部包含兩個(gè)焊頭單元，兩個(gè)焊頭單元沿X軸方向間隔布置并在兩者之間形成避空區(qū)域，其中：焊頭單元包括若干個(gè)焊頭，焊頭具有沿Y軸方向?qū)χ玫钠筋^端和尖端，同一焊頭單元的所有焊頭的尖端均朝向同一方向。有益效果：每個(gè)焊接部包含兩個(gè)焊頭單元，兩個(gè)焊頭單元對(duì)雙芯包的同一側(cè)進(jìn)行同步作業(yè)，焊頭單元設(shè)置若干個(gè)帶有尖端的焊頭，一方面大大增大了摩擦力，另一方面，焊頭具有尖端和平頭端，尖端可以實(shí)現(xiàn)在沿尖端朝向的方向上具有較小的阻力，起振更容易，平頭端能夠保證焊接時(shí)的焊接強(qiáng)度；設(shè)置避空區(qū)域減少焊接共振現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池加工機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲波焊頭和焊接裝置。

背景技術(shù)

目前，在汽車動(dòng)力電池這個(gè)新興行業(yè)中，超聲波焊接已經(jīng)成為制作電池的工藝中不可或缺的一環(huán)。隨著電池能量密度要求越來(lái)越高，相應(yīng)的單個(gè)電池也被要求做的更厚更大，以滿足越來(lái)越高的續(xù)航要求。單個(gè)電池結(jié)構(gòu)從一個(gè)電池殼單芯包過(guò)度到雙芯包，這樣可以明顯增大單體電芯的容量，但是相應(yīng)的也增加了焊接工藝。

以前單芯包只需要在正負(fù)極各焊一次，就完成焊接工藝。現(xiàn)在芯包翻倍，并且還是放在同一個(gè)電池中，那么焊接工藝就會(huì)變成正負(fù)極各兩次，總共四次。這樣對(duì)生產(chǎn)效率就產(chǎn)生了非常大的影響。以前最快速度一分鐘可以做12個(gè)電池，但是現(xiàn)在因?yàn)楣に嚟h(huán)節(jié)的增加，同樣時(shí)間只能做一半。于是就有人設(shè)想同時(shí)焊兩個(gè)焊印。但是做了之后就發(fā)現(xiàn)，由于焊接面積的增大，兩個(gè)焊印又相距較遠(yuǎn)(一般因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)原因焊印會(huì)大于10mm)。此時(shí)的焊頭工作面需要做的比較大，相應(yīng)負(fù)載就比較大，這樣對(duì)焊頭的整體振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生較大影響。實(shí)際用下來(lái)發(fā)現(xiàn)，焊接效果明顯弱于分開(kāi)焊接，虛焊現(xiàn)象較嚴(yán)重。而且也比較容易損壞超聲波振動(dòng)單元。所以比較下來(lái)，目前還是使用傳統(tǒng)工藝，犧牲效率，以保證電池的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

經(jīng)過(guò)改進(jìn)，新的焊接頭具有兩個(gè)焊頭單元，但是這種焊接頭在焊接時(shí)摩擦力較小，容易造成虛焊。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種超聲波焊頭和焊接裝置，以解決現(xiàn)有焊頭在焊接時(shí)摩擦力較小，容易造成虛焊的問(wèn)題。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明提供一種超聲波焊頭，包括：

焊接部，所述焊接部設(shè)有兩個(gè)并沿Z軸對(duì)置，每個(gè)所述焊接部包含兩個(gè)焊頭單元，兩個(gè)所述焊頭單元沿X軸方向間隔布置并在兩者之間形成避空區(qū)域，其中：

所述焊頭單元包括若干個(gè)焊頭，所述焊頭具有沿Y軸方向?qū)χ玫钠筋^端和尖端，同一所述焊頭單元的所有所述焊頭的所述尖端均朝向同一方向。

每個(gè)焊接部包含兩個(gè)焊頭單元，兩個(gè)焊頭單元對(duì)雙芯包的同一側(cè)進(jìn)行同步作業(yè)，焊頭單元設(shè)置若干個(gè)帶有尖端的焊頭，一方面大大增大了摩擦力，另一方面焊頭具有尖端和平頭端，尖端可以實(shí)現(xiàn)在沿尖端朝向的方向上具有較小的阻力，起振更容易，平頭端能夠保證焊接時(shí)的焊接強(qiáng)度；設(shè)置避空區(qū)域減少焊接共振現(xiàn)象。

作為優(yōu)選，沿X軸方向?qū)?yīng)的兩個(gè)所述焊頭單元上的所述焊頭的尖端的朝向方向相反。

焊接部在沿Y軸進(jìn)行焊接時(shí)，始終有一個(gè)焊頭單元的尖端朝向方向與移動(dòng)方向一致。

作為優(yōu)選，所述焊頭單元上包括多列沿Y軸方向布置的所述焊頭。

作為優(yōu)選，所述焊頭的焊接端面設(shè)有凸起。焊接時(shí)凸起先接觸金屬箔片時(shí)壓強(qiáng)大、阻力小，使得焊接時(shí)起振更容易，焊接更牢固。

作為優(yōu)選，所述避空區(qū)域包括外避空區(qū)域和內(nèi)避空區(qū)域，所述外避空區(qū)域的第一開(kāi)口沿Z軸敞開(kāi)，所述內(nèi)避空區(qū)域的第二開(kāi)口與所述外避空區(qū)域的底部連通。

減小共振現(xiàn)象同時(shí)能夠減小內(nèi)應(yīng)力，并能防止焊接部斷裂。

作為優(yōu)選，所述外避空區(qū)域的底部沿X軸方向的兩端為圓弧面。