一種動力電池模組用側板與端板的對接焊方法與流程

本發明涉及激光加工方法，尤其涉及到動力電池模組用側板與端板的焊接方法。

背景技術：

隨著汽車工業及新能源行業的迅速發展，整個社會對動力電池的需求越來越大，新能源市場的廣闊空間給足了動力電池企業無限可能，這是所有動力電池企業及自動化設備制造商共同擁有的機遇。

動力電池模組一般是把多個單體電池串聯起來，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，則需要把電池并聯起來。此外還有一些電池組，把串聯和并聯這兩種方法結合起來。不管是單體電池的串聯還是并聯、或者是串并聯相結合的方式，參見圖1，在新能源汽車上應用時，動力電池模組的工件100都需要側板20與端板10的配合，來實現電池(圖未示)的裝夾固定。在實際生產中，側板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，側板20與端板10采用準直聚焦對接焊方式。這種的焊接方法存在焊接質量較低的問題：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”深熔焊接過程中的小孔極度不穩定，參見圖2和圖3，“小孔”不斷地坍塌與頸縮會導致金屬蒸汽及保護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，嚴重削弱焊縫50截面的有效載荷面積。氣孔505易發生應力集中，導致側板20與端板10連接處(即焊縫50)的壽命及強度失效，進而會嚴重影響動力電池模組的工件100的一體性及汽車的安全性。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提出一種動力電池模組用側板與端板的對接焊方法，能夠大大降低焊縫中的氣孔率，提升焊接質量。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種動力電池模組用側板與端板的對接焊方法，采用激光焊接裝置對對接一起的側板與端板實施對接焊，其中，該對接焊的焊接軌跡中加入有螺旋線。

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

其中，該光纖連續激光器選用6kw光纖連續激光器；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，該對接焊的焊接軌跡中的螺旋線線寬選為2mm。

其中，該對接焊的焊接軌跡中的螺旋線步長選為0.5mm。

其中，該焊縫的氣孔率控制在1％以內。

其中，該側板選用3mm厚的鋁合金板材，該端板選用15mm厚的鋁合金板材。

本發明的有益效果在于，通過在對接焊的焊接軌跡中加入有螺旋線，通過螺旋線不斷地攪拌熔池，加速熔池的對流運動，可以大大地提高焊接穩定性，實現側板與端板對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，提升焊接質量。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是現有的動力電池模組中側板與端板相配合的結構示意。

圖2是現有的側板與端板的焊縫的橫截面效果示意。

圖3是現有的側板與端板的焊縫的縱截面效果示意。

圖4是本發明方法所采用的振鏡擺動焊接螺旋線軌跡示意。

圖5是采用本發明方法實現的側板與端板焊縫的表面效果示意。

圖6是采用本發明方法實現的側板與端板焊縫的橫截面效果示意。

圖7是采用本發明方法實現的側板與端板焊縫的縱截面效果示意。

其中，主要附圖標記如下：100動力電池模組的工件10端板20側板50焊縫505氣孔w螺旋線線寬l螺旋線步長。

具體實施方式

現結合附圖，對本發明的較佳實施例作詳細說明。

參見圖4至圖7，圖4是本發明方法所采用的振鏡擺動焊接螺旋線軌跡示意。圖5是采用本發明方法實現的側板與端板焊縫的表面效果示意。圖6是采用本發明方法實現的側板與端板焊縫的橫截面效果示意。圖7是采用本發明方法實現的側板與端板焊縫的縱截面效果示意。本發明提出一種動力電池模組用側板20與端板10的對接焊方法，其是采用激光焊接裝置(圖未示)對動力電池模組的工件100進行對接焊。其中，該激光焊接裝置通過在焊接軌跡中加入螺旋線的方式，可有效提高焊接的穩定性；通過螺旋線的不斷來回攪拌，可大大降低焊縫50中的氣孔率(例如：氣孔率能夠控制在1％以內)，從而使得焊縫50的質量能夠滿足各項要求，并且焊接過程效率較高。

舉例而言，該激光焊接裝置采用6kw光纖連續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備。側板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；

2、將側板20與端板10緊密貼緊對齊，保證焊接貼合表面平齊，使用6kw激光器進行點焊固定；

3、使用專業焊接工裝夾具保證側板20與端板10緊密貼緊，焊接較長焊縫時，可采用機械手配合振鏡進行飛行焊接，但要確保機械手移動速度和振鏡焊接速度相同；

4、以對接焊接一段80mm長的焊縫為例，焊接工藝參數為：功率p＝5.8kw、焊接速度v＝100mm/s、離焦量f＝0mm；螺旋線焊接參數設置為：螺旋線線寬w＝2mm，螺旋線步長＝0.5mm。

采用上述焊接工藝參數，可獲得表面寬度為3.5mm的焊縫50，焊縫50表面平整均勻、無飛濺，焊縫50內部無氣孔、裂紋等缺陷。這段焊縫50的剪切強度可以達到30000n。

本發明的有益效果在于，通過對接焊的焊接軌跡中加入有螺旋線(由振鏡的擺動焊接實現)，通過螺旋線不斷地攪拌熔池，加速熔池的對流運動，可以大大地提高焊接穩定性，實現側板20與端板10對接焊的焊縫50中氣孔505幾乎為零的目的(例如：氣孔率能夠控制在1％以內)，從而能夠大大降低焊縫中的氣孔率，提升焊接質量。

值得一提的是，采用本發明方法，不僅焊縫50的強度較高(例如：剪切強度可以達到30000n)，滿足安全要求，而且針對激光焊接裝置的編程靈活，可實現遠距離高速飛行焊接，易于自動化集成，能夠大大提高生產效率。

應當理解的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制，對本領域技術人員來說，可以對上述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改和替換，都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。

技術特征：

技術總結
本發明提出一種動力電池模組用側板與端板的對接焊方法，采用激光焊接裝置對對接一起的側板與端板實施對接焊，其中，該對接焊的焊接軌跡中加入有螺旋線。能夠大大降低焊縫中的氣孔率，提升焊接質量。

技術研發人員：錢德宇;劉昊;徐作斌;胡勇;高云峰
受保護的技術使用者：大族激光科技產業集團股份有限公司
技術研發日：2017.07.20
技術公布日：2017.10.10