一种动力电池壳体的封口焊接方法与流程

本发明涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种动力电池壳体的封口焊接方法。

背景技术：

传统的电池封口一般采用脉冲激光器进行焊接，通过单点焊接并保证焊点之间的满足70％～90％的重叠率，焊接速度一般为3mm/s～8mm/s，由于焊接速度较慢导致壳体一定的热积累，焊缝深度存在不均匀性。动力电池壳体封口采用连续激光器进行焊接时，焊接速度一般为40mm/s～100mm/s，速度虽相较脉冲激光器有较大幅度提高，但是由于工作平台自身的限制，速度继续增大时，在焊接形状的拐角处会出现速度下降导致壳体过熔的现象。光纤激光器连续焊接时对异物较为敏感，如果焊接部位存在粉尘等颗粒等会导致爆点等现象，导致良品率较低。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种动力电池壳体的封口焊接方法，从而克服现有技术中对动力电池壳体进行封口焊接时，在焊缝拐角处会发生过熔，连续焊接时对异物较为敏感，良品率较低的问题。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种动力电池壳体的封口焊接方法，其中，包括步骤：

采用连续光纤激光器对装夹固定好的动力电池壳体，采用调制脉冲模式进行焊接，焊接速度为100mm/s～300mm/s；

焊接时采用渐变的焊接参数设置，在焊缝拐角处降低激光功率，在焦点处进行焊接封口。

所述的动力电池壳体的封口焊接方法，其中，所述焊接时采用渐变的焊接参数设置，在焊缝拐角处降低激光功率，在焦点处进行焊接封口的步骤具体包括步骤：

计算焊接头运行到四个拐角处所用的时间；

在焊接头运行到焊缝拐角处时，通过波形设置功率与时间的配合，在拐角处降低激光功率，在焦点处进行焊接。

所述的动力电池壳体的封口焊接方法，其中，所述方法还包括步骤：

焊接前，预先确定起始焊接点及速度，将动力电池壳体上固定的盖板的每个位置与时间形成对应关系。

所述的动力电池壳体的封口焊接方法，其中，所述方法还包括步骤：

焊接前，使用动力电池焊接夹具对动力电池壳体进行装夹焊接定位，其中，焊装夹具的高度低于盖板高度4～6mm。

所述的动力电池壳体的封口焊接方法，其中，所述方法还包括步骤：

在对动力电池壳体进行装夹焊接定位之前，先将电芯放入动力电池壳体内，再将盖板与动力电池壳体平整对接，然后采用点焊固定。

所述的动力电池壳体的封口焊接方法，其中，所述调制脉冲模式的调制脉冲频率为0hz～500hz。

所述的动力电池壳体的封口焊接方法，其中，所述调制脉冲模式的调制脉冲间隔时间为0.2ms～10ms。

所述的动力电池壳体的封口焊接方法，其中，所述连续光纤激光器的功率为2.2kw～4.5kw。

所述的动力电池壳体的封口焊接方法，其中，焊接时，离焦量控制为+4mm。

所述的动力电池壳体的封口焊接方法，其中，焊接时，用氩气作为保护气，且采用直吹方式，吹气流量为20l/min～30l/min。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种动力电池壳体的封口焊接方法，通过采用调制脉冲模式进行高速焊接，并采用渐变的焊接参数设置，在焊缝拐角处降低激光功率，在焦点处进行焊接封口，不仅可以提升焊接效率，而且能避免拐角焊缝处出现过熔，保证焊缝质量，还能减少热输入量，提高焊接稳定性，同时还能搞提高焊接过程对粉尘颗粒等异物的工艺适应性，提高产品良率。

附图说明

图1为本发明实施例的动力电池壳体的封口焊接方法的流程图。

图2是本发明实施例的动力电池壳体和盖板的结构示意图。

图3是本发明应用实施例的连续光纤激光器调制脉冲模式的波形图。

图4是本发明应用实施例的动力电池壳体的封口焊接的效果示意图。

具体实施方式

本发明提供一种动力电池壳体的封口焊接方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明较佳实施例的动力电池壳体的封口焊接方法，如图1所示，包括：

步骤s100、采用连续光纤激光器对装夹固定好的动力电池壳体，采用调制脉冲模式进行焊接，焊接速度为100mm/s～300mm/s；

步骤s200、焊接时采用渐变的焊接参数设置，在焊缝拐角处降低激光功率，在焦点处进行焊接封口。

本发明实施例中，动力电池壳体以及盖板形状如图2所示，盖板2固定在动力电池壳体1上，激光束3用来焊接封口。本发明采用调制脉冲模式进行高速焊接，其中更优选的焊接速度为150mm/s～300mm/s。采用调制脉冲进行高速封口焊接时，调制频率及脉冲时间间隔可调，可以在达到光滑、均匀的焊缝，满足焊缝质量要求的情况下减少热输入量，而脉冲激光器相对连续激光器对异物有更好的适应性，因此本发明方法还能提高焊接过程对粉尘颗粒等异物的工艺适应性，提高焊接稳定性。

进一步的，本实施例中，所述步骤s200具体包括：

步骤s210、计算焊接头运行到四个拐角处所用的时间；

步骤s220、在焊接头运行到焊缝拐角处时，通过波形设置功率与时间的配合，在拐角处降低激光功率，在焦点处进行焊接。

具体实施时，使用渐变参数设置，焊接头高速焊接时，控制激光器分段连续出光，精确计算焊接头运行到四个拐角处所用的时间，在焊接头运行到拐角处时，通过波形设置功率与时间的配合，在四个拐角处降低激光功率来保证拐角焊缝处不会出现过熔坍塌，且在焊缝拐角处通过渐变参数设置来降低功率，采用在焦点处焊接，不易受外界干扰产生不良影响，焊接效果好。

进一步的，本实施例中，所述方法还包括步骤：

焊接前，预先确定起始焊接点及速度，将动力电池壳体上固定的盖板的每个位置与时间形成对应关系，从而可以精确计算焊接头运行到四个拐角处所用的时间，以进行渐变的焊接参数设置。

进一步的，本实施例中，所述方法还包括步骤：

焊接装夹：焊接前，使用动力电池焊接夹具对动力电池壳体进行装夹焊接定位，其中，焊装夹具的高度低于盖板高度4～6mm。具体实施时，优选焊装夹具高度略低于盖板高度约5mm且夹具材质优选为铜。

进一步的，本实施例中，所述方法还包括步骤：

焊前准备：在对动力电池壳体进行装夹焊接定位之前，先将电芯放入动力电池壳体内(电芯入壳)，再将盖板与动力电池壳体平整对接，然后采用点焊固定，以保证焊接时不会因为工作台的抖动等导致盖板位置变化。

进一步的，本实施例中，所述调制脉冲模式的调制脉冲频率为0hz～500hz；调制脉冲间隔时间为0.2ms～10ms；所述连续光纤激光器的功率为2.2kw～4.5kw；焊接时，离焦量控制为+4mm；用纯度为99.9％的氩气作为保护气，且采用直吹方式，吹气流量为20l/min～30l/min。通过对激光功率、气流量的大小、直吹气嘴的高度等的优化可得到外观光滑均匀的焊缝。具体实施时，例如可以采用如图3所示的焊接波形图，其中调制脉宽为5ms，调制频率为200hz，焊接速度为200mm/s，采用以上参数进行焊接时，可获得外观光滑均匀的焊缝，如图4所示，盖板2和动力电池壳体1之间的焊缝4的熔深为1.36mm，满足焊接要求。

本发明采用光纤激光器的调制脉冲模式，分段连续出光，在焊接速度为100mm/s～300mm/s内、调制频率0hz～500hz内可获得光滑均匀的焊缝且在焊缝拐角处不会发生过熔坍塌现象。采用本发明方法高速焊接时，不仅可以保证焊缝各处的均匀性，同时还可以降低焊接过程的敏感性，对大规模批量生产中有很大的优势。

本发明动力电池壳体的封口焊接方法，具有以下优点：(1)可以采用较高的速度焊接，生产效率可大大提升；(2)由于调制脉冲时间间隔的存在导致焊接过程的总体热输入量降低，节省资源；(3)焊接拐角处采用渐变参数设置，在焊接头运行到拐角处时，通过波形设置功率与时间的配合，在四个拐角处降低激光功率来保证拐角焊缝处不会出现过熔坍塌，焊接质量可以得到保证，同时也可通过渐变参数设置来保证壳体各处焊缝熔深的一致性；(4)采用调制脉冲模式焊接时可以降低焊接过程的敏感性，对粉尘颗粒等杂物适应性增强，可提高产品良率。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。