本發(fā)明涉及激光加工方法，尤其涉及到動(dòng)力電池模組用側(cè)板與端板的焊接方法。

背景技術(shù)：

隨著汽車(chē)工業(yè)及新能源行業(yè)的迅速發(fā)展，整個(gè)社會(huì)對(duì)動(dòng)力電池的需求越來(lái)越大，新能源市場(chǎng)的廣闊空間給足了動(dòng)力電池企業(yè)無(wú)限可能，這是所有動(dòng)力電池企業(yè)及自動(dòng)化設(shè)備制造商共同擁有的機(jī)遇。

動(dòng)力電池模組一般是把多個(gè)單體電池串聯(lián)起來(lái)，得到所需要的工作電壓。如果需要的是更高的容量和更大的電流，則需要把電池并聯(lián)起來(lái)。此外還有一些電池組，把串聯(lián)和并聯(lián)這兩種方法結(jié)合起來(lái)。不管是單體電池的串聯(lián)還是并聯(lián)、或者是串并聯(lián)相結(jié)合的方式，參見(jiàn)圖1，在新能源汽車(chē)上應(yīng)用時(shí)，動(dòng)力電池模組的工件100都需要側(cè)板20與端板10的配合，來(lái)實(shí)現(xiàn)電池(圖未示)的裝夾固定。在實(shí)際生產(chǎn)中，側(cè)板20一般選用3mm厚的5083鋁合金板材，端板10一般選用15mm厚的6061鋁合金型材，側(cè)板20與端板10采用準(zhǔn)直聚焦對(duì)接焊方式。這種的焊接方法存在焊接質(zhì)量較低的問(wèn)題：由于鋁合金板10、20較厚，并且鋁合金板10、20本身具有較大的反射率，因此“小孔”深熔焊接過(guò)程中的小孔極度不穩(wěn)定，參見(jiàn)圖2和圖3，“小孔”不斷地坍塌與頸縮會(huì)導(dǎo)致金屬蒸汽及保護(hù)氣體卷入坍塌的小孔中，使得焊縫50中形成有較大的工藝氣孔505，焊縫50的氣孔率一般在15％左右，嚴(yán)重削弱焊縫50截面的有效載荷面積。氣孔505易發(fā)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致側(cè)板20與端板10連接處(即焊縫50)的壽命及強(qiáng)度失效，進(jìn)而會(huì)嚴(yán)重影響動(dòng)力電池模組的工件100的一體性及汽車(chē)的安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提出一種動(dòng)力電池模組用側(cè)板與端板的對(duì)接焊方法，能夠大大降低焊縫中的氣孔率，提升焊接質(zhì)量。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供一種動(dòng)力電池模組用側(cè)板與端板的對(duì)接焊方法，采用激光焊接裝置對(duì)對(duì)接一起的側(cè)板與端板實(shí)施對(duì)接焊，其中，該對(duì)接焊的焊接軌跡中加入有螺旋線(xiàn)。

其中，該激光焊接裝置采用光纖連續(xù)激光器作為焊接光源，并采用高功率振鏡作為輸出設(shè)備。

其中，該光纖連續(xù)激光器選用6kw光纖連續(xù)激光器；該高功率振鏡選用焦距為460mm的高功率振鏡。

其中，該激光焊接裝置的功率p選為5.8kw、焊接速度v選為100mm/s、離焦量f選為0mm。

其中，該對(duì)接焊的焊接軌跡中的螺旋線(xiàn)線(xiàn)寬選為2mm。

其中，該對(duì)接焊的焊接軌跡中的螺旋線(xiàn)步長(zhǎng)選為0.5mm。

其中，該焊縫的氣孔率控制在1％以?xún)?nèi)。

其中，該側(cè)板選用3mm厚的鋁合金板材，該端板選用15mm厚的鋁合金板材。

本發(fā)明的有益效果在于，通過(guò)在對(duì)接焊的焊接軌跡中加入有螺旋線(xiàn)，通過(guò)螺旋線(xiàn)不斷地?cái)嚢枞鄢兀铀偃鄢氐膶?duì)流運(yùn)動(dòng)，可以大大地提高焊接穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)側(cè)板與端板對(duì)接焊的焊縫中氣孔幾乎為零的目的，從而能夠大大降低焊縫中的氣孔率，提升焊接質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1是現(xiàn)有的動(dòng)力電池模組中側(cè)板與端板相配合的結(jié)構(gòu)示意。

圖2是現(xiàn)有的側(cè)板與端板的焊縫的橫截面效果示意。

圖3是現(xiàn)有的側(cè)板與端板的焊縫的縱截面效果示意。

圖4是本發(fā)明方法所采用的振鏡擺動(dòng)焊接螺旋線(xiàn)軌跡示意。

圖5是采用本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)的側(cè)板與端板焊縫的表面效果示意。

圖6是采用本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)的側(cè)板與端板焊縫的橫截面效果示意。

圖7是采用本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)的側(cè)板與端板焊縫的縱截面效果示意。

其中，主要附圖標(biāo)記如下：100動(dòng)力電池模組的工件10端板20側(cè)板50焊縫505氣孔w螺旋線(xiàn)線(xiàn)寬l螺旋線(xiàn)步長(zhǎng)。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。

參見(jiàn)圖4至圖7，圖4是本發(fā)明方法所采用的振鏡擺動(dòng)焊接螺旋線(xiàn)軌跡示意。圖5是采用本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)的側(cè)板與端板焊縫的表面效果示意。圖6是采用本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)的側(cè)板與端板焊縫的橫截面效果示意。圖7是采用本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)的側(cè)板與端板焊縫的縱截面效果示意。本發(fā)明提出一種動(dòng)力電池模組用側(cè)板20與端板10的對(duì)接焊方法，其是采用激光焊接裝置(圖未示)對(duì)動(dòng)力電池模組的工件100進(jìn)行對(duì)接焊。其中，該激光焊接裝置通過(guò)在焊接軌跡中加入螺旋線(xiàn)的方式，可有效提高焊接的穩(wěn)定性；通過(guò)螺旋線(xiàn)的不斷來(lái)回?cái)嚢?，可大大降低焊縫50中的氣孔率(例如：氣孔率能夠控制在1％以?xún)?nèi))，從而使得焊縫50的質(zhì)量能夠滿(mǎn)足各項(xiàng)要求，并且焊接過(guò)程效率較高。

舉例而言，該激光焊接裝置采用6kw光纖連續(xù)激光器作為焊接光源，采用焦距為460mm的高功率振鏡作為輸出設(shè)備。側(cè)板20選用3mm厚的5083鋁合金板材，端板10選用15mm厚的6061鋁合金型材。本發(fā)明的疊焊方法具體包括以下步驟。

1、取3mm厚度5083鋁合金板材(即側(cè)板20)和15mm厚度的6061鋁合金型材(即端板10)，分別撕掉鋁合金表面的塑料貼膜，用酒精或丙酮擦拭鋁合金表面，去除表面油污或碎屑等雜質(zhì)；

2、將側(cè)板20與端板10緊密貼緊對(duì)齊，保證焊接貼合表面平齊，使用6kw激光器進(jìn)行點(diǎn)焊固定；

3、使用專(zhuān)業(yè)焊接工裝夾具保證側(cè)板20與端板10緊密貼緊，焊接較長(zhǎng)焊縫時(shí)，可采用機(jī)械手配合振鏡進(jìn)行飛行焊接，但要確保機(jī)械手移動(dòng)速度和振鏡焊接速度相同；

4、以對(duì)接焊接一段80mm長(zhǎng)的焊縫為例，焊接工藝參數(shù)為：功率p＝5.8kw、焊接速度v＝100mm/s、離焦量f＝0mm；螺旋線(xiàn)焊接參數(shù)設(shè)置為：螺旋線(xiàn)線(xiàn)寬w＝2mm，螺旋線(xiàn)步長(zhǎng)＝0.5mm。

采用上述焊接工藝參數(shù)，可獲得表面寬度為3.5mm的焊縫50，焊縫50表面平整均勻、無(wú)飛濺，焊縫50內(nèi)部無(wú)氣孔、裂紋等缺陷。這段焊縫50的剪切強(qiáng)度可以達(dá)到30000n。

本發(fā)明的有益效果在于，通過(guò)對(duì)接焊的焊接軌跡中加入有螺旋線(xiàn)(由振鏡的擺動(dòng)焊接實(shí)現(xiàn))，通過(guò)螺旋線(xiàn)不斷地?cái)嚢枞鄢?，加速熔池的?duì)流運(yùn)動(dòng)，可以大大地提高焊接穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)側(cè)板20與端板10對(duì)接焊的焊縫50中氣孔505幾乎為零的目的(例如：氣孔率能夠控制在1％以?xún)?nèi))，從而能夠大大降低焊縫中的氣孔率，提升焊接質(zhì)量。

值得一提的是，采用本發(fā)明方法，不僅焊縫50的強(qiáng)度較高(例如：剪切強(qiáng)度可以達(dá)到30000n)，滿(mǎn)足安全要求，而且針對(duì)激光焊接裝置的編程靈活，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離高速飛行焊接，易于自動(dòng)化集成，能夠大大提高生產(chǎn)效率。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以對(duì)上述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改和替換，都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出一種動(dòng)力電池模組用側(cè)板與端板的對(duì)接焊方法，采用激光焊接裝置對(duì)對(duì)接一起的側(cè)板與端板實(shí)施對(duì)接焊，其中，該對(duì)接焊的焊接軌跡中加入有螺旋線(xiàn)。能夠大大降低焊縫中的氣孔率，提升焊接質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：錢(qián)德宇;劉昊;徐作斌;胡勇;高云峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.20
技術(shù)公布日：2017.10.10