压料治具及激光焊接装置的制作方法

1.本实用新型涉及激光焊接技术领域，特别涉及一种压料治具及激光焊接装置。


背景技术：

2.目前，在精密焊接领域中，对金属薄片焊接通常采用超声波焊接，金属薄片的厚度通常为几十微米。随着市场的需求，金属薄片的厚度越来越薄，金属薄片的厚度由原来的几十微米降至十几微米或者几微米，当金属薄片的厚度降低后，采用超声波对金属薄片焊接的焊接质量较差，且超声波不能对多层金属薄片进行焊接，金属薄片的焊接层数有限，不能满足市场需求。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的在于提供一种压料治具，旨在提高待焊接片的焊接质量。
4.为实现上述目的，本实用新型提出一种压料治具，包括：
5.基座，所述基座上设有放置区，所述放置区用于供待焊接片放置；以及
6.压料板，设于所述基座上，所述压料板用于压紧叠加放置的多个所述待焊接片，所述压料板上设有沿上下方向贯穿所述压料板的焊接孔，所述焊接孔包括相对设置的第一边缘和第二边缘，所述第一边缘和所述第二边缘均呈波浪形设置，所述第一边缘具有沿所述焊接孔的长度方向依次交替相接的多个第一凸起部和多个第一凹陷部，所述第二边缘具有沿所述焊接孔的长度方向依次交替相接的多个第二凸起部和多个第二凹陷部，所述第一凸起部与所述第二凹陷部相对设置，所述第一凹陷部与所述第二凸起部相对设置，以使得激光穿过所述焊接孔而对多个所述待焊接片焊接形成的焊接线呈波浪形设置，所述第一凸起部和所述第二凸起部用于压紧叠加放置的多个所述待焊接片。
7.在一实施例中，所述第一凸起部和所述第二凸起部的形状相同；和/或，所述第一凹陷部和所述第二凹陷部的形状相同。
8.在一实施例中，所述第一凸起部和所述第一凹陷部均呈弧状结构，且弧度相同。
9.在一实施例中，所述第一凸起部和所述第一凹陷部均呈三角状结构，且三角状的形状相同。
10.在一实施例中，所述第一边缘与所述第二边缘之间的间距不小于0.9mm，且不大于1.5mm。
11.在一实施例中，所述第一凸起部和/或所述第一凹陷部沿所述焊接孔的宽度方向的高度不小于0.1mm，且不大于0.4mm。
12.在一实施例中，所述压料板的底面设有凸台，所述焊接孔沿上下方向贯穿所述压料板和所述凸台，所述凸台背向所述压料板的侧面形成压料面，所述压料面的面积小于所述压料板底面的面积。
13.在一实施例中，所述焊接孔远离所述压料板底面的孔口朝上呈扩口设置。
14.在一实施例中，所述扩口的孔壁面为向外倾斜的平面。
15.本实用新型还提出一种激光焊接装置，包括如上所述的压料治具，所述压料治具包括基座和压料板，所述基座上设有放置区，所述放置区用于供待焊接片放置；压料板设于所述基座上，所述压料板用于压紧叠加放置的多个所述待焊接片，所述压料板上设有沿上下方向贯穿所述压料板的焊接孔，所述焊接孔包括相对设置的第一边缘和第二边缘，所述第一边缘和所述第二边缘均呈波浪形设置，所述第一边缘具有沿所述焊接孔的长度方向依次交替相接的多个第一凸起部和多个第一凹陷部，所述第二边缘具有沿所述焊接孔的长度方向依次交替相接的多个第二凸起部和多个第二凹陷部，所述第一凸起部与所述第二凹陷部相对设置，所述第一凹陷部与所述第二凸起部相对设置，以使得激光穿过所述焊接孔而对多个所述待焊接片焊接形成的焊接线呈波浪形设置，所述第一凸起部和所述第二凸起部用于压紧叠加放置的多个所述待焊接片。
16.本实用新型的技术方案，在对叠加放置的多个待焊接片进行焊接时，不仅压料板能够压紧待焊接片，而且多个第一凸起部和多个第二凸起部也能压紧待焊接片，多个第一凸起部、多个第一凹陷部、多个第二凸起部和多个第二凹陷部增加了压合线的周长，从而有利于提高对待焊接片的压合力，以使得多层叠加放置的待焊接片能够压紧，进而提高焊接效果，当待焊接片的厚度为几十微米或者十几微米或者几微米的金属片时，通过增加压合金属片的面积，使得多层金属片的焊接线上无气孔和无连续的焊珠，进而提高了焊接质量；并且，因第一边缘上的多个第一凸起部和多个第一凹陷部对焊接孔的边缘限制，以及第二边缘上的多个第二凸起部和多个第二凹陷部对焊接孔的边缘限制，使得激光能沿波浪形的焊接路径对叠加放置的多个待焊接片进行焊接，进而使得焊接线呈波浪形设置，波浪形的焊接线在焊接过程中无焊料飞溅，焊接线光滑，以使得焊接效果较好，有利于提高焊接质量；而且，采用激光焊接能通过调节激光的焊接参数对多层叠加放置的待焊接片进行焊接，从而解决了超声波不能对多层叠加放置的待焊接片进行焊接的问题。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
18.图1为本实用新型的压料治具的一实施例的结构示意图；
19.图2为图1中的结构分解后的结构示意图；
20.图3为图2中的压料板的结构示意图；
21.图4为图3中a处的放大图；
22.图5为图3中的结构另一视角的结构示意图；
23.图6为图5中b处的放大图；
24.图7为图5中的结构另一视角的结构示意图；
25.图8为图7中c处的放大图；
26.图9为现有技术中采用长方形的焊接孔进行焊接后的焊接线的剖视图；
27.图10为采用本技术的压料治具进行焊接后的焊接线的剖视图。
28.附图标号说明：
29.标号名称标号名称10压料治具222第一凹陷部100基座230第二边缘110放置区231第二凸起部200压料板232第二凹陷部210焊接孔240凸台211扩口241压料面220第一边缘300夹钳221第一凸起部11气孔
30.本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示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。
33.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，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，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
34.本实用新型提出一种压料治具。
35.请参阅图1至图4，本实用新型的压料治具10的一实施例中，压料治具10包括基座100和压料板200，所述基座100上设有放置区110，所述放置区110用于供待焊接片放置；压料板200设于所述基座100上，所述压料板200用于压紧叠加放置的多个所述待焊接片，所述压料板200上设有沿上下方向贯穿所述压料板200的焊接孔210，所述焊接孔210包括相对设置的第一边缘220和第二边缘230，所述第一边缘220和所述第二边缘230均呈波浪形设置，所述第一边缘220具有沿所述焊接孔210的长度方向依次交替相接的多个第一凸起部221和多个第一凹陷部222，所述第二边缘230具有沿所述焊接孔210的长度方向依次交替相接的多个第二凸起部231和多个第二凹陷部232，所述第一凸起部221与所述第二凹陷部232相对设置，所述第一凹陷部222与所述第二凸起部231相对设置，以使得激光穿过所述焊接孔210而对多个所述待焊接片焊接形成的焊接线呈波浪形设置，所述第一凸起部221和所述第二凸起部231用于压紧叠加放置的多个所述待焊接片。
36.可以理解的是，压料板200可分离的设于基座100上，当需要对待焊接片进行压料焊接时，先将多个待焊接片依次叠加放置在放置区110，然后将压料板200压料于待焊接片
上，待焊接片可以为金属片，金属片的厚度可以为几十微米，或者为十几微米，或者几微米均可，具体在此不作限定，例如厚度为4微米、8微米、10微米、15微米等的铜片，或者厚度为6微米，10微米、15微米等的铝片。
37.目前，在精密焊接领域中，为了对多个金属薄片进行压紧以及焊接，通常是在压料板上开设长方形的焊接孔，长方形的焊接孔的周边为直边，激光沿长方形的焊接孔的长度方向进行焊接，激光的焊接路径为直线，以使得焊接线为直线，直线焊接会导致焊接过程中出现焊料飞溅，以及焊接完成后的焊接线内有气孔11，并且焊接线的表面有焊珠，从而使得多个金属薄片的焊接质量较差，不能达到焊接要求(如图9所示)。为了避免这种情况发生，本技术的焊接孔210包括相对设置的第一边缘220和第二边缘230，第一边缘220和第二边缘230均呈波浪形设置，此处的波浪形包括正弦波或者三角波，即第一边缘220的第一凸起部221和/或第一凹陷部222可以呈类弧形或者呈锯齿状的结构，具体在此不作限定，同理，第二边缘230的第二凸起部231和/或第二凹陷部232可以呈类弧形或者呈锯齿状的结构。通过限定第一边缘220的结构和第二边缘230的结构，以使得焊接孔210沿长度方向的轮廓也呈波浪形设置，激光的光斑穿过焊接孔210沿焊接孔210的长度方向对待焊接片进行焊接时，激光的焊接路径为波浪形，叠加放置的多个焊接片的焊接线呈波浪形，在此过程中，第一凸起部221、第一凹陷部222、第二凸起部231和第二凹陷部232对焊接路径周围的待焊接片进行压紧，相对于呈直线的边缘而言，本方案的待焊接片的压合线的周长较长，进而有利于提高对待焊接片的压合力，以使得多层堆叠放置的待焊接片能够贴合紧密，进而使得多层金属片的焊接线无气孔11以及无连续的焊珠，从而提高了焊接质量。如图9所示，图9为现有技术中在压料板上开设长方形的焊接孔进行压料焊接后的焊接线的剖视图，从图中可以看出，焊接线内有气孔11，焊接线的焊接质量较差；如图10所示，图10为采用本技术的压料板进行压料焊接后的焊接线的剖视图，从图中可以看出，焊接线内无气孔11，焊接质量较好。
38.本实用新型的技术方案，在对叠加放置的多个待焊接片进行焊接时，不仅压料板200能够压紧待焊接片，而且多个第一凸起部221和多个第二凸起部231也能压紧待焊接片，多个第一凸起部221、多个第一凹陷部222、多个第二凸起部231和多个第二凹陷部232增加了压合线的周长，从而有利于提高对待焊接片的压合力，以使得多层叠加放置的待焊接片能够压紧，进而提高焊接效果，当待焊接片的厚度为几十微米或者十几微米或者几微米的金属片时，通过增加压合金属片的面积，使得多层金属片的焊接线上无气孔11和无连续的焊珠，进而提高了焊接质量；并且，因第一边缘220上的多个第一凸起部221和多个第一凹陷部222对焊接孔210的边缘限制，以及第二边缘230上的多个第二凸起部231和多个第二凹陷部232对焊接孔210的边缘限制，使得激光能沿波浪形的焊接路径对叠加放置的多个待焊接片进行焊接，进而使得焊接线呈波浪形设置，波浪形的焊接线在焊接过程中无焊料飞溅，焊接线光滑，以使得焊接效果较好，有利于提高焊接质量；而且，采用激光焊接能通过调节激光的焊接参数对多层叠加放置的待焊接片进行焊接，从而解决了超声波不能对多层叠加放置的待焊接片进行焊接的问题。
39.请参阅图1和图2，在一实施例中，压料治具10还包括夹钳300，所述夹钳300可活动地设于所述基座100上，所述夹钳300具有夹紧状态和释放状态，在所述夹紧状态时，所述夹钳300与所述压料板200抵接，以将所述压料板200按压于基座100上；在所述释放状态时，所述夹钳300与所述压料板200分离。如此设置，当压料板200放置压紧于多个待焊接片上时，
可以将夹钳300与压料板200抵接，以确保压料板200能够稳定的压紧多个待焊接片，然后便于激光穿过焊接孔210对多个待焊接片进行焊接；当焊接完毕后，将夹钳300与压料板200分离，以便于取走压料板200，从而便于取走焊接完成的多个待焊接片。通过设置夹钳300，使得固定压料板200的方式简单，易于操作。
40.在一实施例中，夹钳300的数量可以有两个，两个夹钳300分别设于放置区110的相对两侧，以对焊接孔210的相对两侧进行压紧，从而使得压料板200能够稳定的固定在基座100上。
41.在一实施例中，夹钳300包括固定部、活动部和按压部，固定部与基座100可拆卸连接，活动部与固定部可转动连接，按压部设于活动部上，活动部通过转动，以带动按压部移动，从而使得按压部能够与压料板200抵接或者分离。
42.在一实施例中，所述第一凸起部221和所述第二凸起部231的形状相同；和/或，所述第一凹陷部222和所述第二凹陷部232的形状相同。可以理解的是，第一凸起部221和第二凸起部231的形状相同，以及第一凹陷部222和第二凹陷部232的形状相同，使得焊接孔210凸起或者凹陷的程度相同，压料板200整体对待焊接片进行压紧时的压合力能够均匀的分布在待焊接片上，从而使得待焊接片的焊接区域能够保持平整，从而有利于提高激光的焊接效果和焊接质量。并且，第一凸起部221和第二凸起部231的形状相同，以及第一凹陷部222和第二凹陷部232的形状相同，使得激光的焊接路径具有一致性，从而使得焊接线整体具有一致性，从而有利于提高激光焊接的稳定性。
43.请参阅图4至图6，在一实施例中，所述第一凸起部221和所述第一凹陷部222均呈弧状结构，且弧度相同。可以理解的是，弧状结构可以为部分椭圆的弧形，也可以为部分圆形的弧形，或者为其它非直线的弧形，具体在此不作限定。第一凸起部221和第一凹陷部222均呈弧状结构，第一凸起部221和第二凸起部231的形状相同，第一凹陷部222和第二凹陷部232的形状相同，即第一凸起部221、第一凹陷部222、第二凸起部231和第二凹陷部232的形状均相同，如此使得焊接孔210的边缘形状具有一致性，进而使得焊接孔210具有一致性，结合焊接线呈波浪形设置，使得焊接线具有一致性，具有一致性的焊接线在焊接过程中无焊料飞溅，焊接线光滑，使得叠加放置的多个待焊接片的焊接效果较好，提高了焊接质量。
44.在一实施例中，所述第一凸起部221和所述第一凹陷部222均呈三角状结构，且三角状的形状相同。可以理解的是，三角状的结构使得第一凸起部221和第一凹陷部222呈锯齿状设置，第一凸起部221和第二凸起部231的形状相同，第一凹陷部222和第二凹陷部232的形状相同，即第一凸起部221、第一凹陷部222、第二凸起部231和第二凹陷部232的形状均相同，如此使得焊接孔210的边缘形状具有一致性，进而使得焊接孔210具有一致性，以便于激光的焊接路径呈规则设置，进而方便激光焊接，有利于确保焊接线的稳定性。
45.请参阅图4，在一实施例中，所述第一边缘220与所述第二边缘230之间的间距不小于0.9mm，且不大于1.5mm。为方便说明介绍，现定义第一边缘220与所述第二边缘230之间的间距为l，即l不小于0.9mm，且不大于1.5mm，通过限定l的宽度，也即限定了叠加放置的多个待焊接片上的焊接线的宽度，以避免在精密焊接领域中，焊接线的宽度过宽而影响多层金属薄片的质量，以及避免焊接线过窄而影响多层金属薄片焊接的稳定性，如此设置，提高了待焊接片的可靠性，以及提高了待焊接片的焊接质量。
46.请参阅图4，在一实施例中，所述第一凸起部221和/或所述第一凹陷部222沿所述
焊接孔210的宽度方向的高度不小于0.1mm，且不大于0.4mm。为方便说明介绍，现定义第一凸起部221沿焊接孔210的宽度方向的高度为h，即h不小于0.1mm，且不大于0.4mm，如此设置，在确保了焊接线的宽度基础上，使得第一凸起部221能够对待焊接片进行压紧，避免了h的高度过高导致焊接线较细而影响焊接稳定性的情况发生，以及避免了h的高度过低导致第一凸起部221对待焊接片的压紧效果较差的问题。由此可见，本技术通过限定第一凸起部221沿焊接孔210的宽度方向的高度，确保了焊接线的稳定性以及对焊接片的压紧效果，提高了压力治具的可靠性。
47.请参阅图5和图6，在一实施例中，所述压料板200的底面设有凸台240，所述焊接孔210沿上下方向贯穿所述压料板200和所述凸台240，所述凸台240背向所述压料板200的侧面形成压料面241，所述压料面241的面积小于所述压料板200底面的面积。可以理解的是，待焊接片为金属薄片，因金属薄片的厚度较薄，通常为几十微米或者十几微米或者几微米，在对多层金属薄片进行压紧时，压料板200与金属薄片接触的平面需求的平整度要求较高，加工难度加大。为了降低加工难度，本技术通过设置凸台240，凸台240的底面为压料面241，压料面241的面积小于压料板200底面的面积，可以减小对压料面241进行精加工的面积，仅需对凸台240上的压料面241进行精加工，而对压料板200的底面进行粗加工，如此设置，降低了加工难度，同时因压料面241的面积较小，平整度容易保证，从而有利于提高压料治具10的稳定性。
48.请参阅图7和图8，在一实施例中，所述焊接孔210远离所述压料板200底面的孔口朝上呈扩口211设置。可以理解的是，激光在焊接过程中，激光的振镜存在轻微的晃动，通过在焊接孔210的上端孔口处设置扩口211，避免了焊接孔210的孔口对激光进行挡光，以使得激光能够顺畅的穿过焊接孔210，提高了压料治具10的可靠性。
49.在一实施例中，所述扩口211的孔壁面为向外倾斜的平面。如此设置，以便于对扩口211进行加工，降低压料板200的加工难度。
50.本实用新型还提出一种激光焊接装置，该激光焊接装置包括如上所述的压料治具，该压料治具的具体结构参照上述实施例，由于本激光焊接装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
51.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。