一种焊接方法与流程

【技术领域】

本发明涉及电池制造工艺，特别是涉及一种用于电池封口的焊接方法。

背景技术：

在焊接工艺中，焊接预热工序可以改善焊接后的焊缝质量，及其焊接后部件的力学性能，可以得到更好的焊接产品，尤其是在要求比较高的场合的焊接。然而，在焊接预热的工序中，往往通过专门的预热设备或者预热装置完成，例如，中国专利：201810852564.6，201721219956.6等文献中均有提到过焊接预热设备结构原理。

以上采用专门的预热设备的焊接方法一方面成本较高，另一方面不利于焊接工序的连贯性从而影响焊接效率。

技术实现要素：

综上所述，本发明为了解决现有焊接工艺的上述至少一种缺陷，而提供一种焊接方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种焊接方法，包括：第一激光束以及能量密度低于所述第一激光束的第二激光束；其步骤如下：

a、将焊材放置于需要焊接的缝隙之间；

b、所述第一激光束在惰性气体保护下焊接所述焊材并沿所述焊材移动，所述第二激光束在惰性气体的保护下焊接所述焊材并沿所述焊材移动，且所述第一激光束的光斑跟随第二激光束的光斑沿所述焊材移动。

进一步地，所述第二激光束的光斑外径大于所述第一激光束的光斑外径，且所述第一激光束的光斑在跟随所述第二激光束的光斑移动的过程中，所述第一激光束的光斑落在第二激光束的光斑之内。

进一步地，所述第一激光束的光斑与第二激光束的光斑中心重合。

进一步地，所述第一激光束在沿着焊材方向移动的时候同时振动。

进一步地，所述振动轨迹为圆形轨迹、八字形轨迹或直线形轨迹中的一种。

进一步地，所述第一激光束波长为1070nm，功率为800w；第二激光束波长为915nm，功率为950w。

进一步地，所述第一激光束为光纤激光束，第二激光束为半导体激光束。半导体激光的光斑比较大，能量密度较低，无法达到深熔焊阈值，所以比较适合预热和缓冷，光纤激光能量密度较高，可以达到深熔焊阈值，所以比较适合承担焊接功能。

进一步地，所述缝隙存在于铝合金材质。

采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明所产生的有益效果在于：本发明与传统技术的焊接预热方法比，本发明的焊接方法中，预热工序由能量密度比用于真正的焊接功能的激光的能量密度低的激光承担，且预热和焊接都采用激光实现，设计简易，无需另外设计预热设备，成本较低；且焊接工序紧跟预热工序之后，焊接工作预热和焊接的工序连贯性好，焊接效率高。另外，预热程度可以调节，通过调节第二激光束的能量密度实现。

【附图说明】

图1为本发明的其中一个实施方式的焊接方法示意图；

图2为本发明另一实施方式的焊接方法示意图；

图3为图2的焊接方法的原理示意图。

【具体实施方式】

下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不会构成任何限制。

如图1所示，一种焊接方法，包括：第一激光束以及能量密度低于所述第一激光束的第二激光束；其步骤如下：

a.将焊材放置于需要焊接的缝隙之间；

b.第一激光束在惰性气体保护下照射所述焊材并沿所述焊材移动（图中方向v），第二激光束在惰性气体保护下照射所述焊材并沿所述焊材移动，且所述第一激光束的光斑跟随第二激光束的光斑沿所述焊材移动。

这里所说的第一激光束的光斑跟随第二激光束的光斑沿所述焊材移动，可如此理解，第一激光束的光斑可以和第二激光束的光斑不重合，第一激光束的光斑也可以和第二激光束的光斑重合，其相同点是将要经过焊材任何一个点（部位）的时候，总是第二激光束的光斑（边沿）先到达，然后第一激光束的光斑（边沿）再到达，以实现焊接前达到预热目的。惰性气体可以使用氮气，该保护气体的流量可以为15l/min。移动速度（焊接速度）可以为20mm/s-100mm/s，优选40mm/s。焊材的量可以根据实际缝隙大小以及经验要求确定，其最终只需满足焊接条件即可。具体地工作原理如下：

第一激光束作为融化焊材承担焊接功能的光束，第二激光束作为预热的激光束，第二激光束能量密度低于第一激光束，其既然作为预热功能用，可以理解为：第二激光束能量密度小于融化焊材所需要的能量密度，第二激光束能量密度大小还得根据所选用的焊材材料和所需要的预热程度确定或者调节。

工作的时候，如图1，两个激光束沿着焊材方向移动，方向设为v，第二激光束的光斑先照射到焊缝上需要焊接的地方（图中为了方便说明，取一点a）进行预热，然后第一激光束跟随第二激光束，使第一激光束的光斑融化已经预热的部位a实现焊接功能。

与传统技术的焊接预热方法比（传统的焊接预热采用了专门的预热设备或者装置，甚至通电或者用火预热），本技术的焊接方法中预热工序采用了能量密度比主要的焊接激光能量密度低的焊接激光承担，且预热和焊接都采用激光实现，设计简易，无需另外设计预热设备，成本低下；且焊接工序紧跟预热工序之后，焊接工作预热和焊接的工序连贯性好，焊接效率高。另外，预热程度可以调节，通过调节第二激光束的能量密度实现。

更优地，如图2、图3所示，所述第二激光束的光斑外径大于所述第一激光束的光斑外径，且在第一激光束的光斑跟随所述第二激光束的光斑移动的过程中，所述第一激光束的光斑落在第二激光束的光斑之内。所述第一激光束的光斑与第二激光束的光斑中心也可以重合。

用于融化焊材的第一激光束的光斑被用于预热的第二激光束的光斑包围，即两个光斑完全重叠或者中心重合，他们共同（可以使他们的移动速度相同，即两个光斑相对静止）沿着焊材前进移动的，如图3的位置一示意图；这里拿焊材上的某个点（部位）举例说明，这里设为a点；

如图3的位置二所示，外径大的光斑边沿（第二激光束的光斑）先达到a点，a点进入第二激光束的光斑区域但又没有进入第一激光束的光斑区域，此时a点受第二激光束的光斑的照射进行预热；

如图3的位置三所示，两束光斑继续沿着焊材方向即v方向移动，第一激光束的光斑（外径小的光斑）到达a点，照射a点，此时a点温度很高，融化该处的焊材实现焊接目的；

如图3的位置四所示，两束光斑继续沿着焊材方向即的v方向移动，a点离开了第一激光束的光斑（外径小的光斑）区域，进入第二激光束的光斑区域，此时，温度很高的a点进入温度较低的预热区，可以延迟a点的冷却，防止其温度急剧下降，可能造成的应力或者变形。

如图3的位置五所示，两束光斑继续沿着焊材方向即的v方向移动，a点离开了第二激光束的光斑区域进入空气自然冷却。

由此可见，也就是说，a点的温度要经过第二激光束的光斑区域后，随着光束的移动才暴露于空气中自然冷却，即焊接点（部位）得到了第二激光束的光斑区域的过渡，起到缓冷却的效果，防止焊接点突然冷却，减少了焊接应力和应变，提高了焊接质量。以上为了说明只是拿焊材的某个点说事，其实只要两束光经过的焊材，焊材各个点都会依次发生上述的预热--焊接--延迟冷却--空冷的过程。

更优地，所述第一激光束在沿着焊材方向移动的时候同时振动。所述振动轨迹为圆形或者八字形或者直线形状。

以上，振动的动作实际上是一种振动，光源振动即能量的振动，其振动的形式轨迹多样，可以为圆形或者八字形或者直线形状。可以增加焊件间隙容忍度，也可以减少焊缝气孔。

进一步地，所述第一激光束波长为1070nm，功率为800w，振动幅度为0-2mm，优选0.5mm，振动频率为0-1000hz，优选150hz。第二激光束波长为915nm，功率为950w，焊后的外观光滑平整，焊缝气孔较少，提高了焊后接头的强度。

更优地，所述第一激光束为光纤激光，第二激光束为半导体激光。半导体激光的光斑比较大，能量密度较低，无法达到深熔焊阈值，所以比较适合预热和缓冷，光纤激光能量密度较高，可以达到深熔焊阈值，所以比较适合承担焊接功能。

更优地，所述缝隙存在于铝合金材质。本技术比较适用于焊接轻质材料，比如铝合金，可应用于高铁列车材料的焊接。

尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。