焊接方法以及电池模组与流程

1.本技术涉及焊接技术领域，特别涉及一种焊接方法以及电池模组。


背景技术：

2.在焊接过程中，由于工件在未焊之前温度较低，工件在焊缝的起头部分的温度不能迅速升高，导致起点部分的熔深较浅，使焊缝的强度减弱。


技术实现要素：

3.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种焊接方法，能够改善焊缝起始段的焊缝质量，提高焊缝的强度。
4.本技术还提出一种基于上述焊接方法焊接形成的电池模组。
5.根据本技术的第一方面实施例的焊接方法，用于对工件进行焊接，所述工件具有待焊接区，所述待焊接区沿自身的延伸方向具有首端和尾端，包括如下步骤：
6.确定所述工件需要进行焊接的待焊接区，所述待焊接区具有首端和尾端；
7.使焊接起始位置位于待焊接区范围内，并使所述焊接起始位置与所述首端之间的距离大于0；
8.开启激光器，形成激光束，并使所述激光束沿着所述待焊接区从所述焊接起始位置移动至所述首端，形成预热段；
9.使所述激光束从所述首端沿着所述待焊接区移动至所述尾端，且所述激光束的行进路径至少部分与所述预热段重合，以形成加强段；
10.关闭所述激光器。
11.根据本技术实施例的焊接方法，至少具有如下有益效果：
12.将焊接起始位置设置于待焊接区范围内，并与首端之间的距离大于0，焊接过程中先将激光束从焊接起始位置移动至首端，形成预热段。再将激光束沿着待焊接区从首端移动至尾端移动，使得预热段进行二次焊接，利用第二次焊接改善第一次焊接时焊缝熔深不均匀的缺陷，从而提高焊缝前段的质量，以提高焊接强度。此外，由于焊缝的前段进行了预热，能够避免工件温度急剧上升，减少焊接产生气孔。
13.根据本技术的一些实施例，所述焊接方法还包括如下步骤：
14.开启所述激光器后，在激光束移动的同时将所述激光器的功率逐渐提升至p1；
15.所述激光束移动至所述首端后，将所述激光器的功率调整为p2，以使预热段的熔深达到设定值。
16.根据本技术的一些实施例，所述使所述焊接起始位置位于待焊接区范围内，并与所述首端之间的距离大于0的具体步骤为：
17.将所述焊接起始位置设置于所述尾端。
18.根据本技术的一些实施例，所述使所述激光束从所述首端沿着所述待焊接区移动至所述尾端的具体步骤为：
19.所述激光器的功率维持在所述p2，使所述激光束以恒定的能量由所述首端移动至所述尾端。
20.根据本技术的一些实施例，所述使焊接起始位置位于待焊接区范围内，并与所述首端之间的距离大于0的具体步骤为：
21.将所述焊接起始位置设置于所述首端与所述尾端之间。
22.根据本技术的一些实施例，所述将所述焊接起始位置设置于所述首端与所述尾端之间的具体步骤为：
23.使所述焊接起始位置与所述尾端的距离，小于所述焊接起始位置与所述首端的距离。
24.根据本技术的一些实施例，所述使所述激光束从所述首端沿着所述待焊接区移动至所述尾端的具体步骤为：
25.所述激光束移动至焊接起始位置后，将所述激光器的功率提升至p3，并使所述激光束以恒定能量移动从所述焊接起始位置至所述尾端。
26.根据本技术的一些实施例，所述p2为2500w至3000w，所述p3为3500w至4000w。
27.根据本技术的一些实施例，所述p1与所述p2的和大于所述p3。
28.根据本技术的第二方面实施例的电池模组，包括基于第一方面实施例所述的焊接方法焊形成的焊缝。
29.根据本技术实施例的电池模组，至少具有如下有益效果：
30.电池模组中的零部件通过第一方面实施例的焊接方法进行焊接，改善焊缝前段熔深较浅的缺陷，且焊缝气孔较少，提高焊接强度，从而提高电池模组的可靠性。
31.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
32.下面结合附图和实施例对本技术做进一步的说明，其中：
33.图1为本技术第一方面实施例焊接方法的流程图；
34.图2为本技术第一方面另一实施例焊接方法的流程；
35.图3为本技术第一方面另一实施例焊接方法的流程；
36.图4为本技术第一方面另一实施例焊接方法的流程；
37.图5为工件基于图4中焊接方法的焊接轨迹示意图；
38.图6为基于第一方面实施例的焊接方法形成的工件结构的示意图；
39.图7为图6的剖面示意图；
40.图8为待焊接区域的轮廓为折线时焊接轨迹示意图；
41.图9为待焊接区域的轮廓为折线时焊接轨迹另一示意图
42.图10为待焊接区的轮廓为曲线时焊接轨迹示意图。
43.图11为本技术第二方面实施例电池模组的结构示意图；
44.图12为图11中电池模组另一视角示意图；
45.工件100；
46.待焊接区200、首端210、尾端220；
47.焊接起始位置300；
48.焊缝400；
49.电芯500、极柱510；
50.连接片600。
具体实施方式
51.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
52.在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
53.在本技术的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
54.本技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本技术中的具体含义。
55.本技术的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
56.图1为本技术第一方面实施例焊接方法的流程图，图5为工件基于图4中焊接方法的焊接轨迹示意图，图6为基于第一方面实施例的焊接方法形成的工件结构的示意图，图7为图6的剖面示意图，图8为待焊接区域的轮廓为折线的示意图，图9为待焊接区域的轮廓为折线时焊接轨迹另一示意图，图10为待焊接区的轮廓为曲线的示意图。参照图1、图5至图10，第一方面实施例的焊接方法，用于对工件100进行焊接，包括如下步骤：
57.s100，确定工件需要进行焊接的待焊接区，待焊接区具有首端和尾端；
58.s200，使焊接起始位置300位于待焊接区200范围内，并使焊接起始位置300与首端210之间的距离大于0；
59.s300，开启激光器，形成激光束，并激光束焊接起始位置300沿待焊接区200移动至首端210移动，形成预热段；
60.s400，使激光束从首端210沿着待焊接区200的移动至尾端220，且激光束的行进路径至少部分与预热段重合，以形成加强段；
61.s500，关闭激光器。
62.具体的，待焊接区200是指工件上需要进行焊接的区域，即完成焊接后，焊缝所在
的区域。根据焊接需求，确定工件100需要进行焊接的待焊接区200。待焊接区200具有首端210和尾端220。待焊接区200的首端210为焊接完成后焊缝400的前端所在的位置，待焊接区200的尾端220为焊接完成后焊缝400的后端所在的位置。焊接起始位置300为焊接时激光束照射于工件100上的光斑的起始位置。在传统技术中，焊接起始位置300，设置于焊缝400的端部，但由于焊接初期工件100温度较低，工件100会吸走大部分能量，使焊缝400的前段(焊接起始位置300至首端210的区域，即本实施例中的预热段)的熔深较浅，导致焊缝400有效长度变短，降低焊接强度。基于此，本实施例的焊接方法，将焊接起始位置300设置于待焊接区200范围内，且与首端210相距大于0。先将激光头由焊接起始位置300朝向首端210移动，激光束到达首端210后，使激光束朝着尾端220移动，使得焊缝400的前段进行二次焊接，形成加强段。在第二次的焊接过程中，能够改善第一次焊接时焊缝400的前段熔深较浅的缺陷，如图6和图7所示，从而提高焊缝400的前段的质量，以提高焊接强度。且一次焊接能对工件100进行预热，减少焊接过程中气孔的产生。
63.需要说明的是，根据实际焊接情况，待焊接区200的轮廓可以为直线(如图5所示)、折线(如图8所示)以及圆滑的曲线(如图10所示)等，因此，预热段的轮廓也可以为直线、折线以及圆滑的曲线等。
64.例如，当待焊接区200的轮廓为直线时，将焊接起始位置300设置在待焊接区200内并偏离首端210的位置(如图5所示)，使激光束沿着待焊接区200做直线运动至首端210，再将激光束反向移动至尾端220，完成工件100的焊接。
65.当待焊接区200为折线时，即待焊接区200包括依次连接的几段，将焊接起始位置300设置在待焊接区200内并偏离首端210的位置，且位于最前段范围内(如图9所示)，使激光束沿着待焊接区200做直线运动至首端210，再将激光束沿着待焊接区200做折线运动至尾端220，完成工件100的焊接。当焊接起始位置300未在最前段范围内(如图8所示)，使激光束沿着待焊接区200做折线运动至首端210，再将激光束沿着待焊接区200由首端210做折线运动至尾端220，完成工件100的焊接。
66.当待焊接区200为曲线时，将焊接起始位置300设置在待焊接区200内并偏离首端210的位置(如图10)，将激光束沿着待焊接区200做曲线运动至首端210，再将激光束沿着待焊接区200由首端210做曲线运动至尾端220，完成工件100的焊接。
67.待焊接区200的轮廓可以为三维空间中的曲线以及折线，例如，工件为金属管件，待焊接区200的沿管件的周向延伸。
68.参照图2，图2为本技术第一方面另一实施例焊接方法的流程图，在一些实施例中，步骤s300还包括如下步骤：开启激光器后，在激光束移动的同时，将激光器的功率逐渐提升至p1；
69.步骤s400还包括如下步骤：激光束移动至首端210后，将激光器的功率调整为p2，以使预热段的熔深达到设定值。
70.具体的，以功率p1作为预热功率使工件100进行第一次焊接，由上述可以第一次焊接的焊接质量较低，且熔深未达到设定值(焊接时的需求值，根据焊接要求设定)。因此在完成第一焊接后，即激光束移动至待焊接区200的首端210后，将激光器的功率调换成p2，p1与p2的大小不做限定，即，p2可以小于p1，也可以等于p1，还可以大于p1,p2的数值大小由第一次焊接形成的熔深决定，以使第二次焊接后焊缝400的熔深达到设定值。
71.其中，激光器的功率缓慢上升p1，例如，将焊接起始位置300设置在与首端210距离1mm至2mm范围内的位置，在激光束移动至距离焊接起始位置相距0.5mm至1mm的距离时，激光器的功率由0提升至p1，以避免激光器功率突然增加使工件100温度急剧上升，而导致焊缝400出现气孔等缺陷，且激光器功率的提升与激光头的移动同步进行，提高焊接速度。此外，由于焊缝400的前段进行了两次焊接，因此相对于传统技术中仅焊接一次，p1与p2能够设定的更小。以能够减小焊接时激光束的能量，从而减小焊缝400的前段焊接时气孔的产生。
72.参照图3，图3为本技术第一方面另一实施例焊接方法的流程，在一些实施例中，步骤s200，使焊接起始位置300位于待焊接区200范围内，并使焊接起始位置300与首端210之间的距离大于0的具体步骤为：s200’，将焊接起始位置300设置于尾端220。具体的，焊接起始位置300位于尾端220，即首端210至尾端220均为加强段，因此，整条焊缝400能够进行两次焊接，从而改善焊缝400的质量，提高焊接强度。
73.参照图3，在上述实施例基础上，步骤s400，使激光束从首端210沿着待焊接区200移动至尾端220的具体步骤为：s400’，维持激光器的功率在p2，使激光束以恒定的能量由首端210移动至尾端220。具体的，当激光器的功率调整为p2后，使激光束以恒定的能量对整条焊缝400进行二次焊接，提高焊缝400熔深的均匀性，从而提高焊接质量。
74.参照图4和图5，图4为本技术第一方面另一实施例焊接方法的流程，图5为工件100基于第一方面实施例的焊接方法的焊接轨迹示意图，在一些实施例中，步骤s200，使焊接起始位置300位于待焊接区200范围内，并使焊接起始位置300与首端210之间的距离大于0的具体步骤为：s200”，将焊接起始位置300设置于首端210与尾端220之间。具体的，将焊接起始位置300设置于首端210与尾端220之间，无需整条待焊接区200进行二次焊接，仅焊缝400的前段进行二次焊接，形成加强段，以改善焊缝400的前段熔深较浅的缺陷，同时提高焊接效率。
75.在上述实施例基础上，步骤s200”，将焊接起始位置300设置于首端210与尾端220之间的具体步骤为：
76.使焊接起始位置300与尾端220的距离，小于焊接起始位置300与所述首端210的距离。具体的，将焊接起始位置300设置于靠近尾端220的位置，能够增长功率p1的提升时间，从而使得激光器的功率缓慢的提升至p1，以减小工件100的热输入量，从而减少焊缝400的孔洞。
77.由于焊缝400的前段进行两次焊接，焊缝400的后段(焊接起始位置300至尾端220的区域)进行一次焊接，因此为了使得焊缝400的前段与焊缝400的后段的熔深趋于一致，需要提高激光束对焊缝400的后段的熔融程度，以进一步提高焊缝400的质量。
78.基于此，参照图4，在上述实施例基础上，步骤s400，使激光束从首端210沿着待焊接区200移动至尾端220的具体步骤为：s400”，激光束移动至焊接起始位置300后，将激光器的功率提升至p3，并使激光在p3功率下以恒定的能量从焊接起始位置300移动尾端220。
79.具体的，将激光器的功率提升至p3，提高激光束的能量，从而提高激光束对工件100的熔融能力，以使得焊缝400的后段的熔深与焊缝400的前段的熔深趋于一致。其中，p2能够递增式地提升至p3，例如，激光束移动至焊接起始位置300后，功率缓慢提升，当激光束再移动约0.5mm后功率提升至p3，并维持稳定。避免激光束的能量急剧上升，而导致工件100
因温度急剧上升，以减小焊缝400的气孔。此外，还能够通过降低激光头的移动速度，提高激光束对工件100的熔融程度，以提高整条焊缝400熔深的均匀性。
80.在上述实施例基础上，p2为2500w至3000w，p3为3500w至4000w。具体的，在传统技术中，通常需要激光器功率达到4000w以对连接片600与极柱510的焊接，但在本实施例中，由于焊缝400的前段利用了p1的功率进行预热，因此前段二次焊接时，能够使用小于4000w的功率p2，减小激光的能量，从而减小焊缝400的前段焊接时气孔的产生。焊缝400的后段焊接时，由于焊缝400的前段进行了两次焊接，热量会传递至焊缝400的后段，因此焊缝400的后段焊接时能够使用小于4000w的功率p3，以减小能量输入，从而减少焊缝400的后段焊接时气孔的产生，提高焊接质量。
81.在上述实施基础上，p1与p2的和大于p3。具体的，由于在焊接过程中，工件存在热扩散，所以，焊缝前段经过功率p1进行第一次焊接过后再由p2进行第二次焊接过程中，第一次焊接时产生的热量会部分损失。因此，为了使得焊缝前段与焊缝后段的熔深趋于一致，本实施例将第一次焊接焊缝前段使用的功率p1，与第二次焊接焊缝前段使用的功率p2之和，大于焊缝后段焊接时使用的功率p3，即p1+p2＞p3。
82.在一些实施例中，s500，关闭激光器，具体步骤为：将激光器的功率逐渐降低至0。具体的，激光器功率递减式降低至0，避免激光束突然消失而导致焊缝400出现弧空。此外，还能够减缓工件100焊接后的温度下降速度，防止工件100出现裂纹，提高焊接质量。
83.在一些实施例中，设置激光器的功率包括如下步骤，通过控制器自动调节激光器的功率。具体的，本实施例无需人工手动调节激光器的功率，使用控制器控制对激光器的功率进行调节，效率以及精度更高。
84.参照图11和图12，第二方面实施例的电池模组，包括基于第一方面实施例的焊接方法形成的焊缝400。具体的，例如，电池模组包括连接片600及若干电芯500，电芯500包括极柱510，连接片600通过第一方面实施例的焊接方法焊接于相邻电芯500的极柱510，而形成焊缝400。连接片600与电芯500的极柱510通过第一方面实施例的焊接方法进行焊接，改善前段焊缝400熔深较浅的缺陷，且焊缝气孔较少，提高焊接强度，从而提高连接片600与极柱510连接的可靠性。
85.此外，由于本实施例的电池模组采用第一方面实施例的焊接方法，因此，本实施例的电池模组具有第一方面实施例的焊接方法带来的所有有益效果，此处不再赘述。
86.需要说明的是，第一方面实施例的焊接方法不限于用于连接片600与极柱510的焊接，例如中侧板与端板的焊接，端板与侧板的焊接等均可以采用第一方面实施例的焊接方法，以提高焊接强度。
87.上面结合附图对本技术实施例作了详细说明，但是本技术不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。