CN112975127A - 激光焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种激光焊接方法，其包括对第一焊接件与第二焊接件进行压合，对第一焊接件与第二焊接件的压合处进行非线性激光焊接。本申请的发明通过在第一焊接件与第二焊接件的压合处进行非线性的激光焊接，使得焊接光斑驻留在第一焊接件与第二焊接件的压合处，不会透过第一焊接件与第二焊接件的压合处缝隙进入到第一焊接件或第二焊接件的内部，对两者内部的其他部件造成损伤，进而保证了焊接产品的质量和产品生产的良品率。

Description

激光焊接方法

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体地，涉及一种激光焊接方法。

背景技术

近年来，激光焊接技术在电池的生产过程中得到广泛的应用，例如，对电池的壳体与端盖之间进行激光焊接。现有技术中采用的焊接方式是：先通过治具对壳体和改变进行承载，然后由驱动器驱动压块配合对治具承载的端盖与壳体进行整体压合，然后再由激光以垂直角度对端盖与壳体的压合处进行焊接。然而在实际的焊接过程中，因治具压块的校正公差，壳体与端盖的校正公差以及治具压块长期使用后产生的偏差等诸多因素的影响，是无法确保壳体和端盖的所有压合区域都是完全贴合的，两者之间会存在肉眼难见的缝隙，而焊接激光的光斑本身是非常小的，它在焊接时会透过上述缝隙照射到壳体内部的电芯上，造成电芯损伤，形成不良电池，在批量生产过程中会导致产品良品率下降，给企业带来损失。

例如，参照图1，图1为现有技术中端盖与壳体压合时的结构示意图，端盖20盖设在壳体30的壳口位置，而后被承载在治具(图中未显示)上，而后，四个压块100分别从壳体30的四边对壳体30的壳口外壁进行压合使得壳体30与端盖20压合在一起。再一并参数图2和图3，图2为现有技术中激光垂直焊接端盖和壳体的结构示意图之一，图3为现有技术中激光垂直焊接端盖和壳体的结构示意图之二，壳体30与端盖20压合后，两者压合处无法避免的会出现肉眼难见的缝隙或间隙，当激光束400沿着垂直于端盖20的方向对壳体30与端盖20压合处进行激光焊接，激光束400就会透过端盖20和壳体30之间的缝隙或间隙进入到壳体的内部，对壳体内部的电芯造成损伤，导致不良电池产品的产生。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种激光焊接方法。

本发明公开的一种激光焊接方法包括：

对壳体与端盖进行压合；

对壳体与端盖的压合处进行非线性激光焊接。

根据本发明一实施方式，壳体与端盖的压合处形成有贴合面；

对贴合面进行非线性激光焊接。

根据本发明一实施方式，非线性激光焊接，包括：

摆动激光束对壳体与端盖的压合处进行焊接，使得激光束以非线性状态焊接于壳体与端盖压合处。

根据本发明一实施方式，以壳体与端盖压合处的中轴线为对称基准线左右摆动激光束。

根据本发明一实施方式，非线性激光焊接，包括：

壳体与端盖的压合处作非线性处理，形成非线性贴合面，使激光束焊接于壳体与端盖压合处的非线性贴合面。

根据本发明一实施方式，壳体与端盖的压合处作波纹处理。

根据本发明一实施方式，壳体压合于盖端的内壁，或/和端盖压合于壳体的外壁做波纹处理。

根据本发明一实施方式，对壳体与端盖进行压合，包括：

根据壳体与端盖的预焊接处所在位置，对壳体与端盖进行局部压合，对应预焊处形成局部压合处。

根据本发明一实施方式，对壳体与端盖的压合处进行非线性激光焊接，包括：

分别对壳体与端盖的局部压合处进行非线性激光焊接。

根据本发明一实施方式，采用独立动力源驱动压块并作用于壳体的外壁，对壳体与端盖进行局部压合。

本申请通过在第一焊接件与第二焊接件的压合处进行非线性的激光焊接，使得焊接光斑驻留在第一焊接件与第二焊接件的压合处，不会透过第一焊接件与第二焊接件的压合处缝隙进入到第一焊接件或第二焊接件的内部，对两者内部的其他部件造成损伤，进而保证了焊接产品的质量和产品生产的良品率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中端盖与壳体压合时的结构示意图；

图2为现有技术中激光垂直焊接端盖和壳体的结构示意图之一；

图3为现有技术中激光垂直焊接端盖和壳体的结构示意图之二；

图4为本实施例中激光焊接方法的流程图；

图5为本实施例中第一焊接件与第二焊接件压合时的结构示意图；

图6为本实施例中的激光焊接第一焊接件和第二焊接件压合处的结构示意图；

图7为本实施例中图6的A部放大图。

附图标记说明：

20、端盖；30、壳体；100、压块；300、第一焊接件；200、第二焊接件；400、激光束。

具体实施方式

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后......仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及″第一″、″第二″等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有″第一″、″第二″的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

参照图4，图4为本实施例中激光焊接方法的流程图。本实施例中的激光焊接方法包括以下步骤：

对第一焊接件300与第二焊接件200进行压合。

对第一焊接件300与第二焊接件200的压合处进行非线性激光焊接。

在第一焊接件300与第二焊接件200的压合处进行非线性的激光焊接，使得焊接光斑驻留在第一焊接件300与第二焊接件200的压合处，不会透过第一焊接件300与第二焊接件200的压合处缝隙进入到第一焊接件300或第二焊接件200的内部，对两者内部的其他部件造成损伤，进而保证了焊接产品的质量和产品生产的良品率。本实施例中待焊接的产品为电池，第一焊接件300为电池的壳体，第二焊接件200为电池的端盖。通过在壳体与端盖的压合处进行非线性的激光焊接，使得焊接光斑驻留在壳体与端盖的压合处，不会透过壳体与端盖的压合处缝隙进入到壳体内部，对电芯造成损伤，进而保证了电池的质量和电池的良品率。

继续参照图5和图6，图5为本实施例中第一焊接件与第二焊接件压合时的结构示意图，图6为本实施例中的激光焊接第一焊接件和第二焊接件压合处的结构示意图。进一步，在对壳体第一焊接件与端盖第二焊接件进行压合前，还包括以下步骤：

第二焊接件200贴合于第一焊接件300，而后第一焊接件300被承载于治具(图中未示出)上。本实施例中的第二焊接件200和第一焊接件300为现有技术中方形电池的端盖和壳体，电池的电芯位于壳体的内部，端盖设在壳体的壳口处，壳体的壳口形状以及大小与端盖的形状以及大小相适配，本实施例中的壳体的壳口形状以及端盖的形状均为长方形。端盖位于壳体的壳口内，壳体的壳口四边分别围绕在端盖的四边外侧并与之贴合。承载第一焊接件300的治具采用现有技术中的治具即可，此处不做限定。承载设置好第一焊接件300与端盖后，对第一焊接件300与第二焊接件200进行压合后所形成的压合处的横截面即为矩形，本实施例中为长方形。

复参照图5，更进一步，对第一焊接件300与第二焊接件200进行压合，包括：根据第一焊接件300与第二焊接件200的预焊接处所在位置，对第一焊接件300与第二焊接件200进行局部压合，对应预焊处形成局部压合处。对第一焊接件300与第二焊接件200的压合处进行非线性激光焊接，包括：分别对第一焊接件300与第二焊接件200的局部压合处进行非线性激光焊接。

可以理解的是，在对第一焊接件300与第二焊接件200进行焊接时，优选的焊接方案是先围绕长方形的压合处的四边分别进行预焊，也就是围绕长方形压合处的四边间隔进行点焊，使得第一焊接件300与第二焊接件200先形成一定的固定关系，然后再进行满焊，也就是围绕长方形压合处的四边进行连续不间断的点焊。而在预焊时，需要先设计出预焊点，例如，在本实施例中可在压合处的长侧边等间距设置3个预焊点，在短侧边间隔设置2个预焊点，即可形成10个预焊位置。而后，根据事先设计好的预焊位置，采用独立动力源(图中未显示)驱动压块100并作用于第一焊接件300的外壁，对第一焊接件300与第二焊接件200进行局部压合，每一个预焊位置都有一个压块100进行压合，使得第一焊接件300与第二焊接件200对应每一预焊处均形成一个局部压合处，例如，本实施例中对应10个预焊位置分别形成了10个局部压合处。本实施例中图5的箭头指向为独立动力源的驱动方向，独立动力源可采用气缸，其驱动压块100抵接于第一焊接件300的外壁，进而使得第一焊接件300的内壁与第二焊接件200的外壁压合，紧密贴合在一起。而采用独立动力源作为驱动，使得独立动力源的驱动力集中在预焊位置，进而使得第一焊接件300与第二焊接件200受到的压合力更大，两者之间贴合的更为紧密，两者之间的缝隙更小。而且，相对于图1中的全区域压合方式，独立单个的压块100与第一焊接件300之间的相互作用的面积更小，压块100表面与第一焊接件300表面的偏差接触更少，也就是说，局部压合使得压块100与第一焊接件300的校正公差对压合效果的影响较小，能更进一步使得第一焊接件300与第二焊接件200之间的贴合更为紧密，使得两者之间的缝隙更小。如此，在对局部压合处进行非线性激光焊接时的焊接效果会更好，更不易通过第一焊接件300的内壁与第二焊接件200外壁之间的缝隙进入到第一焊接件300的内部而伤到电芯。在实际应用时，可只是在预焊时对第一焊接件300与第二焊接件200进行压合，预焊后，第一焊接件300与第二焊接件200之间已经初步形成了稳固贴合状态，不需要持续进行压合，此时第一焊接件300与第二焊接件200之间的压合处的压合状态可由预焊点进行维持，预焊点的数量可根据实际需求设置，此处不做限定。当然，也可采用其他动力源与压块配合对非预焊位置进行局部压合，而后在对局部压合处进行非线性焊接。

继续参照图6和图7，图7为本实施例中图6的A部放大图。更进一步，第一焊接件300与第二焊接件200的压合处形成有贴合面，对贴合面进行非线性激光焊接。可以理解的是，第二焊接件200的外壁以及第一焊接件300的内壁均为的平面状，两者的压合处自然而然会形成贴合面，激光焊接即是使得上述贴合面焊接在一起，即可完成第一焊接件300与第二焊接件200压合处的激光焊接。

非线性激光焊接的意思是：焊接用的激光束400在上述贴合面内是非线性传播的，也就是说，激光束400只是作用在第二焊接件200的外壁以及第一焊接件300的内壁，不会垂直透过第二焊接件200的外壁以及第一焊接件300的内壁之间的缝隙进入到第一焊接件300的内部，对电芯受到损伤。

复参照图5和图6，更进一步，为了达到激光束400在贴合面内是非线性传播，本实施例中可采用三种方式。

第一种非线性激光焊接方式包括：摆动激光束400对第一焊接件300与第二焊接件200的压合处进行焊接，使得激光束400以非线性状态焊接于第一焊接件300与第二焊接件200压合处。通过摆动激光束400，使得激光束400在进入到第二焊接件200的外壁以及第一焊接件300的内壁之间的缝隙时，也就是贴合面时，激光光斑会因为摆动而打到第二焊接件200的外壁以及第一焊接件300的内壁上，不会透过该缝隙进入第一焊接件300内部。在具体应用时，可采用震动头对激光焊接头进行振摆，以实现激光束400微小角度的摆动。优选的，以第一焊接件300与第二焊接件200压合处的中轴线为对称基准线左右摆动激光束400，即激光束400的摆动是以第二焊接件200的外壁以及第一焊接件300的内壁之间的缝隙的中轴线为对称基准的角摆动。

第二种非线性激光焊接方式包括：第一焊接件300与第二焊接件200的压合处作非线性处理，形成非线性贴合面，使激光束400焊接于第一焊接件300与第二焊接件200压合处的非线性贴合面。非线性贴合面，即是在第二焊接件200的外壁以及第一焊接件300的内壁之间形成彼此交错干涉凸起，激光束400在垂直于压合处照射到压合处的缝隙时，会先照射在交错干涉凸起上，对激光束400进行干涉，使得激光束400不会透过该缝隙进入第一焊接件300内部。

优选的，第一焊接件300与第二焊接件200的压合处作波纹处理。本实施例中是通过波纹作为激光束400进入到压合处缝隙内的交错干涉结构。优选的，第一焊接件300压合于盖端200的内壁，或/和第二焊接件200压合于第一焊接件300的外壁做波纹处理。也就是说，在具体应用时，可采用三种方式形成干涉激光束400在压合处缝隙内的干涉纹路，即在第一焊接件300内壁形成波纹，在第二焊接件200外壁形成波纹，或者在第一焊接件300内壁以及第二焊接件200外壁的均形成波纹，且第一焊接件300内壁以及第二焊接件200外壁的波纹相互交错。如此，激光束400在照射进入到压合处的缝隙内时，就会被相互交错的波纹干涉，无法进入到第一焊接件300的内部。

第三种非线性激光焊接方式是上述第一种和第二种非线性激光焊接方式的结合，以达到更优的非线性焊接效果，此处不再赘述。采用第三种非线性激光焊接方式对第一焊接件300与第二焊接件200的局部压合处进行非线性激光焊接，可达到最优的非线性焊接效果，避免了激光束400的光斑进入到第一焊接件300的内部对电芯造成损伤。

综上，本实施例中激光焊接方法通过局部压合方式与非线性焊接方式的结合，压紧减少端盖和壳体压合处缝隙的同时，还对焊接激光在压合处缝隙内传播进行干涉，使得焊接激光非线性传播并被阻挡在缝隙内，避免了焊接激光进入到壳体内部对电芯造成损伤，而且还不会影响到焊接质量，保证了产品的质量和良品率，能降低企业的生产成本。

上仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种激光焊接方法，其特征在于，包括：

对第一焊接件(300)与第二焊接件(200)进行压合；

对所述第一焊接件(300)与所述第二焊接件(200)的压合处进行非线性激光焊接。

2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述第一焊接件(300)与所述第二焊接件(200)的压合处形成有贴合面；

对所述贴合面进行非线性激光焊接。

3.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述非线性激光焊接，包括：

摆动激光束(400)对所述第一焊接件(300)与所述第二焊接件(200)的压合处进行焊接，使得所述激光束(400)以非线性状态焊接于所述第一焊接件(300)与所述第二焊接件(200)压合处。

4.根据权利要求3所述的激光焊接方法，其特征在于，以所述第一焊接件(300)与所述第二焊接件(200)压合处的中轴线为对称基准线左右摆动所述激光束(400)。

5.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述非线性激光焊接，包括：

所述第一焊接件(300)与所述第二焊接件(200)的压合处作非线性处理，形成非线性贴合面，使所述激光束(400)焊接于所述第一焊接件(300)与所述第二焊接件(200)压合处的所述非线性贴合面。

6.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述第一焊接件(300)与所述第二焊接件(200)的压合处作波纹处理。

7.根据权利要求6所述的激光焊接方法，其特征在于，所述第一焊接件(300)压合于所述盖端(200)的内壁，或/和所述第二焊接件(200)压合于所述第一焊接件(300)的外壁做波纹处理。

8.根据权利要求1-7任一所述的激光焊接方法，其特征在于，所述对第一焊接件(300)与第二焊接件(200)进行压合，包括：

根据所述第一焊接件(300)与所述第二焊接件(200)的预焊接处所在位置，对所述第一焊接件(300)与所述第二焊接件(200)进行局部压合，对应所述预焊处形成局部压合处。

9.根据权利要求8所述的激光焊接方法，其特征在于，所述对所述第一焊接件(300)与所述第二焊接件(200)的压合处进行非线性激光焊接，包括：

分别对所述第一焊接件(300)与所述第二焊接件(200)的所述局部压合处进行非线性激光焊接。

10.根据权利要求8所述的激光焊接方法，其特征在于，采用独立动力源驱动压块(100)并作用于所述第一焊接件(300)的外壁，对所述第一焊接件(300)与所述第二焊接件(200)进行局部压合。

Images