动力电池外壳的激光焊接方法的实施例包括:
[0025]在本发明实施例中，采用的半导体激光器可以为光纤传导式或直接出光式，功率范围满足焊接需要的要求即可，可以选择2000w。
[0026]在本发明实施例中，步骤I中根据动力电池外壳的焊缝宽度需求确定焊接处的聚焦光斑大小需求，根据聚焦光斑大小需求选择半导体激光器的光纤芯径、聚焦镜焦距和准直镜焦距包括:
[0027]聚焦光斑的直径D小于但是接近动力电池外壳的焊缝宽度d，具体为0.8cKD<d。聚焦光斑的直径D、半导体激光器光纤芯径d、聚焦镜焦距fl以及准直镜焦距f2相互之间的关系为 D = dXfl/f2。
[0028]例如动力电池外壳的焊缝宽度需求为Imm以上，则聚焦光斑大小需求为小于但是接近1mm，进一步根据D = d Xf 1/f 2选择适当的聚焦镜，因此可以选择光纤芯径为600微米，聚焦镜焦距为150mm，准直镜焦距为10mm，此时聚焦光斑的直径为0.9mm，符合要求。
[0029]在本发明实施例中，步骤2中激光焊接头倾斜10°-20°。
[0030]在本发明实施例中，步骤3中确定焊接过程中聚焦镜的焦点位置及聚焦镜与动力电池外壳的距离的过程包括:
[0031]步骤301，设置一个薄不锈钢片，以较小的激光功率连续出光，该较小功率可以为100W-200W，观察火焰高度同时调节不锈钢片和聚焦镜之间的距离，在火焰高度最高处停止，记录此时聚焦镜到不锈钢片表平面的高度hi即为聚焦镜的焦点位置；
[0032]步骤302，以聚焦镜到动力电池外壳表平面的高度hi为基准，将聚焦镜向上移动高度h2，以设定功率出光，使得动力电池外壳焊缝宽度达到焊缝宽度需求，该高度h2即为聚焦镜与动力电池外壳的距离。
[0033]在本发明实施例中，步骤4中确定激光功率，焊接速度等工艺参数的具体方法包括:
[0034]步骤401，将激光器的功率设定为1800W，选择焊接速度，使得焊缝宽度达到焊缝宽度需求以上，且焊缝熔深达到焊缝宽度的70%以上。
[0035]在本焊缝宽度需求为Imm的具体实施例中，焊缝熔深可以为0.8mm，焊接速度可以达到3米/分钟至5米/分钟。
[0036]步骤402，将焊接速度设定为步骤401中满足要求的焊接速度，变化激光功率大小，使得焊缝宽度达到需求，且焊缝熔深达到焊缝宽度的70%以上。
[0037]在本焊缝宽度需求为Imm的具体实施例中，焊缝熔深可以为0.8mm，激光功率为1500ff-1800ffo
[0038]步骤401和步骤402中使用半导体激光器进行焊接时，使用氩气或者氮气作为保护气体。
[0039]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。
【主权项】
1.一种动力电池外壳的激光焊接方法，其特征在于，采用半导体激光器进行焊接，所述方法包括: 步骤I，根据动力电池外壳的焊缝宽度需求确定焊接处的聚焦光斑大小需求，根据所述聚焦光斑大小需求选择所述半导体激光器的光纤芯径、聚焦镜焦距和准直镜焦距的参数； 步骤2，将激光焊接头倾斜使激光束与动力电池外壳表平面保持一定角度； 步骤3，确定焊接过程中聚焦镜的焦点位置及聚焦镜与动力电池外壳的距离； 步骤4，确定半导体激光器的激光功率和焊接速度对动力电池外壳进行焊接。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述半导体激光器为光纤传导式或直接出光式，功率为2000w。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤I包括: 所述聚焦光斑的直径D与所述焊缝宽度d的关系为:0.8cK D<d; 所述聚焦光斑的直径D、半导体激光器光纤芯径d、聚焦镜焦距fl以及准直镜焦距f2相互之间的关系为D = dXfl/f2。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中所述激光焊接头倾斜的角度范围是 10° -20°。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中确定焊接过程中聚焦镜的焦点位置及聚焦镜与动力电池外壳的距离的过程包括: 步骤301，设置一个薄不锈钢片，以较小的激光功率连续出光，所述较小功率范围是100w-200w，观察火焰高度同时调节所述不锈钢片和所述聚焦镜之间的距离，在火焰高度最高处停止，记录此时所述不锈钢片到所述聚焦镜表平面的高度hi为所述聚焦镜的焦点位置； 步骤302，以所述聚焦镜到动力电池外壳的高度hi为基准，将所述聚焦镜向上移动高度h2，以设定功率出光，使得所述动力电池外壳焊缝宽度达到需求，所述高度h2即为所述聚焦镜与所述动力电池外壳的距离。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4中确定激光功率，焊接速度的工艺参数的方法包括: 步骤401，将激光器的功率设定为1800W，选择焊接速度，使得焊缝宽度达到焊缝宽度需求以上，且焊缝熔深达到焊缝宽度的70 %以上； 步骤402，将焊接速度设定为所述步骤401中满足要求的焊接速度，变化激光功率大小，使得所述焊缝宽度达到焊缝宽度需求以上，且所述焊缝熔深达到焊缝宽度的70%以上。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤401和步骤402中使用所述半导体激光器进行焊接时，使用氩气或者氮气作为保护气体。
【专利摘要】本发明适用于动力电池外壳焊接技术领域，提供了一种动力电池外壳的激光焊接方法，采用半导体激光器进行焊接，步骤1，根据动力电池外壳的焊缝宽度需求确定焊接处的聚焦光斑大小需求，根据聚焦光斑大小需求选择半导体激光器的光纤芯径、聚焦镜焦距和准直镜焦距的参数；步骤2，将激光焊接头倾斜使激光束与动力电池外壳表平面保持一定角度；步骤3，确定焊接过程中聚焦镜的焦点位置及聚焦镜与动力电池外壳的距离；步骤4，确定半导体激光器的激光功率和焊接速度对动力电池外壳进行焊接。通过采用半导体激光器焊接动力电池外壳，焊缝光滑均匀一致，激光的能量利用率高，在相同功率下，焊接速度更快；可以很好的降低生产企业的一次性投入成本。
【IPC分类】B23K26/14, B23K26/21
【公开号】CN105562930
【申请号】CN201610120854
【发明人】王建刚, 向发午
【申请人】武汉华工激光工程有限责任公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年3月3日