CN112620942A - 铜排激光焊接工艺方法、igbt模块组件及新能源汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了铜排激光焊接工艺方法、IGBT模块组件及新能源汽车,铜排激光焊接工艺方法包括以下步骤:将焊接件和基材放置在托盘上进行定位,使基材的加工端搭放在焊接件的边缘;将托盘运送至预检工位;检查焊接件与加工端是否搭放合格;若是,则将托盘运送至焊接工位;采用激光焊接***将焊接件和加工端焊接固定。本发明通过设计自动化激光焊接工艺,利用托盘对铜排进行定位,送至预检工位检查是否搭放合格,再送至焊接工位进行焊接,激光焊接***实时检测焊接过程中的各项参数,及时调整工作状态,不仅有效提高生产效率,且能准确把控生产质量。

Description

铜排激光焊接工艺方法、IGBT模块组件及新能源汽车
技术领域
本发明涉及焊接工艺技术领域,尤其涉及铜排激光焊接工艺方法、IGBT模块组件及新能源汽车。
背景技术
随着节能减排以及控制大气污染的需求,新能源汽车(纯电动、混合动力汽车)正成为汽车行业的新主力军并高速发展,应用于新能源汽车的电驱动***也应运而生并逐步成熟,并实现量产。新能源汽车电驱动***均具有IGBT模块组件,IGBT模块组件包含IGBT模块和与IGBT模块连接的铜排,铜排由焊接件和基材构成,焊接件与IGBT模块固定连接,基材为接线柱,焊接件和基材通过焊接固定,传统焊接方式不仅效率低下,而且难以把控焊接质量,不适合铜排的大批量生产,目前还没有固定成型的、高效的铜排焊接工艺方法。
发明内容
为了解决现有技术中存在的缺陷,本发明提出铜排激光焊接工艺方法、IGBT模块组件及新能源汽车,该铜排激光焊接工艺方法可用于铜排的大批量焊接加工,解决现有技术中效率低以及质量不可控的问题。
本发明采用的技术方案是,设计铜排激光焊接工艺方法,铜排包括焊接件和基材,基材的一端为搭放在焊接件上的加工端,焊接件和加工端通过激光焊接工艺方法焊接固定,激光焊接工艺方法包括以下步骤:
将焊接件和基材放置在托盘上进行定位,使基材的加工端搭放在焊接件的边缘;
将托盘运送至预检工位;
检查焊接件与加工端是否搭放合格;
若是,则将托盘运送至焊接工位;
采用激光焊接***将焊接件和加工端焊接固定。
在一实施例中,检查焊接件与加工端是否搭放合格包括:
拍摄焊接件与加工端的搭接处的采样图像;
根据采样图像分析焊接件与加工端的实际搭接量、以及检查焊接件与加工端之间的实际间隙,实际搭接量为焊接件与加工端的搭接处的面积;
若实际搭接量达到预设搭接量且实际间隙低于预设间隙,则判定焊接件与加工端搭放合格。
优选的,托盘上设有将加工端压合在焊接件上的定位夹具。
优选的,将托盘运送至焊接工位之后,先通过传感器检测焊接工位是否有铜排,若是则开启激光焊接***将焊接件和加工端焊接固定,否则激光焊接***处于待机状态。
优选的,激光焊接***具有用于检测焊接深度数据的熔深传感器,激光焊接***根据熔深传感器的检测数据调整其工作状态,当熔深传感器的检测数据超过预设阈值时向外发出报警信号。
优选的,托盘放置在平行设置的两个输送带上,托盘随两个输送带向后运动并依次经过预检工位和焊接工位,预检工位的后侧和焊接工位的后侧均设有高度可调的挡停机构,通过挡停机构阻挡托盘继续向后移动。
优选的,预检工位和焊接工位的下方均设有用于顶起或放下托盘的顶升机构,顶升机构位于两个输送带之间。
本发明还提出了IGBT模块组件,包括:IGBT模块和与IGBT模块连接的铜排,该铜排采用上述的铜排激光焊接工艺方法制作而成。
本发明还提出了新能源汽车,包括:电驱动***,该电驱动***具有上述的IGBT模块组件。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、设计自动化激光焊接工艺,利用托盘对铜排进行定位,送至预检工位检查是否搭放合格,再送至焊接工位进行焊接,规范化设计可以有效提高生产效率、把控生产质量;
2、采用激光焊接***进行铜排焊接,熔深传感器实时检测焊接过程中的各项参数,既能实时纠正激光焊接***的工作状态,又能自动排除有缺陷的零件,防止不良品流入市场。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明,其中:
图1是本发明中焊接工艺方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明提出的激光焊接工艺方法适用于铜排的加工生产,铜排包括焊接件和基材,基材的一端为搭放在焊接件上的加工端,焊接之前将铜排放置在托盘上,托盘上设有将加工端压合在焊接件上的定位夹具,利用定位夹具实现加工端和焊接件的稳定搭接,保证焊接质量。托盘放置在平行设置的两个输送带上,通过两个输送带将铜排向后运送,铜排依次经过预检工位和焊接工位,预检工位的后侧和焊接工位的后侧均设有高度可调的挡停机构,通过挡停机构阻挡托盘继续向后移动。预检工位配置有影像检查***,焊接工位配置有激光焊接***,托盘运送到预检工位时,根据影像检查***拍摄到的图像判断搭接是否合格,托盘运送到焊接工位时,启动激光焊接***将焊接件和加工端焊接固定。
进一步的,预检工位和焊接工位的下方均设有用于顶起或放下托盘的顶升机构,顶升机构位于两个输送带之间,当托盘运送到指定工位时,对应的顶升机构将托盘向上顶起,使托盘脱离输送带,托盘上的铜排处于距离影像检查***和激光焊接***更近的位置,检查及焊接的效果更好。
如图1所示,具体来说,激光焊接工艺方法包括以下步骤。
步骤1、将焊接件和基材放置在托盘上进行定位。
基材的加工端搭放在焊接件的边缘,利用定位夹具将加工端压紧贴合在焊接件的边缘,定位夹具需要使用紫铜材质,避免焊接过程中出现定位夹具反光或者吸热而导致焊接不良,在一可行实施例中,定位夹具上朝向基材的一面可以设计凹槽,凹槽的形状与基材相互匹配,定位夹具不仅有压合焊接件和基材的作用,还具有限位整形功能,保证铜排在焊接前后的装配尺寸不会改变。
步骤2、将托盘运送至预检工位,预检工位后侧的挡停机构1上升挡住托盘,预检工位的顶升机构向上运动,将托盘向上顶起至指定位置,检查焊接件与加工端是否搭放合格,若是,则预检工位的顶升机构向下运动,且预检工位后侧的挡停机构1下降,输送带将托盘运送至焊接工位,否则焊接件与加工端搭放不合格,输送带、挡停机构、激光焊接***等均锁止,等待人工解除。
通过影像检查***对焊接件与加工端的搭接处进行拍摄得到采样图像,根据采样图像分析焊接件与加工端的实际搭接量、以及检查焊接件与加工端之间的实际间隙,若实际搭接量达到预设搭接量且实际间隙低于预设间隙,则判定焊接件与加工端搭放合格。
在一可行实施例中,焊接件和基材的主体均为平板,基材的一端折弯形成该加工端,加工端与基材的主体相互平行,且加工端高于基材的主体,加工端搭放在焊接件边缘之后,由于加工端与焊接件的高度不同,从俯视拍摄两个部件的颜色会存在色差,根据俯视拍摄的采样图像分析加工端和焊接件的重合面积,该重合面积即为搭接量。同时,由于加工端与焊接件的边缘之间存在接缝,从侧面拍摄接缝的颜色深于两个部件的颜色,根据侧面拍摄的采样图像分析接缝的宽度,该宽度即为实际间隙。
步骤3、将托盘运送至焊接工位时,焊接工位后侧的挡停机构2上升挡住托盘,焊接工位的顶升机构向上运动,将托盘向上顶起至指定位置,先通过传感器检测焊接工位是否有铜排,防止激光焊接空焊,损坏设备以及夹具,该传感器可以是激光传感器或者接近传感器等,若焊接工位有铜排,则开启激光焊接***将焊接件和加工端焊接固定,否则激光焊接***处于待机状态。
激光焊接***具有用于检测焊接深度数据的熔深传感器,熔深传感器可采用市面上现有的传感***,例如通快集团(TRUMPF)的焊接深度监控传感***。激光焊接***根据熔深传感器的检测数据调整其工作状态,该检测数据包含焊缝的温度、焊接区域的色谱等,激光焊接***根据熔深传感器的反馈信息调整焊接补偿值,保障焊接质量。在焊接过程中,当熔深传感器的检测数据超过预设阈值时向外发出报警信号,正在焊接的该铜排为不良品,输送带、挡停机构、激光焊接***等均锁止,等待人工解除。
步骤4、当焊接完成后,焊接工位的顶升机构向下运动,且焊接工位后侧的挡停机构2下降,托盘流转至下一个工位,该工位后侧的挡停机构3升起,员工取出焊接好的铜排放进周转箱中,点击释放按钮使该工位后侧的挡停机构3下降,托盘继续流转至后续工位。
本发明还提出了IGBT模块组件,其包括:IGBT模块和与IGBT模块连接的铜排,该铜排采用上述的铜排激光焊接工艺方法制作而成。进一步的,本发明还提出了新能源汽车,其包括:电驱动***,该电驱动***具有上述的IGBT模块组件。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.铜排激光焊接工艺方法,所述铜排包括焊接件和基材,所述基材的一端为搭放在所述焊接件上的加工端,所述焊接件和加工端通过所述激光焊接工艺方法焊接固定;其特征在于,所述激光焊接工艺方法包括以下步骤:
将所述焊接件和基材放置在托盘上进行定位,使所述基材的加工端搭放在所述焊接件的边缘;
将所述托盘运送至预检工位;
检查所述焊接件与所述加工端是否搭放合格;
若是,则将所述托盘运送至焊接工位;
采用激光焊接***将所述焊接件和所述加工端焊接固定。
2.根据权利要求1所述的铜排激光焊接工艺方法,其特征在于,检查所述焊接件与所述加工端是否搭放合格包括:
拍摄所述焊接件与所述加工端的搭接处的采样图像;
根据所述采样图像分析所述焊接件与所述加工端的实际搭接量、以及检查所述焊接件与所述加工端之间的实际间隙;
若所述实际搭接量达到预设搭接量且所述实际间隙低于预设间隙,则判定所述焊接件与所述加工端搭放合格。
3.根据权利要求1所述的铜排激光焊接工艺方法,其特征在于,所述托盘上设有将所述加工端压合在所述焊接件上的定位夹具。
4.根据权利要求1所述的铜排激光焊接工艺方法,其特征在于,将所述托盘运送至焊接工位之后,先通过传感器检测所述焊接工位是否有所述铜排,若是则开启所述激光焊接***将所述焊接件和所述加工端焊接固定,否则所述激光焊接***处于待机状态。
5.根据权利要求1所述的铜排激光焊接工艺方法,其特征在于,所述激光焊接***具有用于检测焊接深度数据的熔深传感器,所述激光焊接***根据所述熔深传感器的检测数据调整其工作状态。
6.根据权利要求5所述的铜排激光焊接工艺方法,其特征在于,当所述熔深传感器的检测数据超过预设阈值时向外发出报警信号。
7.根据权利要求1至6任一项所述的铜排激光焊接工艺方法,其特征在于,所述托盘放置在平行设置的两个输送带上,所述托盘随所述两个输送带向后运动并依次经过所述预检工位和所述焊接工位,所述预检工位的后侧和所述焊接工位的后侧均设有高度可调的挡停机构,通过所述挡停机构阻挡所述托盘继续向后移动。
8.根据权利要求7所述的铜排激光焊接工艺方法,其特征在于,所述预检工位和所述焊接工位的下方均设有用于顶起或放下所述托盘的顶升机构,所述顶升机构位于所述两个输送带之间。
9.IGBT模块组件,包括:IGBT模块和与所述IGBT模块连接的铜排,其特征在于,所述铜排采用权利要求1至8任一项所述的铜排激光焊接工艺方法制作而成。
10.新能源汽车,包括:电驱动***,其特征在于,所述电驱动***具有权利要求9所述的IGBT模块组件。
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