焊接装置及激光焊接设备的制作方法

1.本实用新型涉及圆柱电池制造领域，尤其涉及一种焊接装置及激光焊接设备。


背景技术：

2.锂电池行业近年来发展迅速，在圆柱电池生产过程中，焊集流盘工序一般分两步，首先由人工一个一个地放集流盘，然后再将放有集流盘的电池壳体通过人工一个一个地在点焊机上进行点焊，这样的生产工序，需要大量人力，工作效率非常低，人工成本较高，且产品的点焊一致性较差，容易造成虚焊、炸焊等现象，不良品较多，电池性能不稳定。
3.相关技术中，研发出了一些自动化设备用于将集流盘焊接至电池壳体上，但激光焊接产生的焊渣容易飞溅至集流盘的端面上，造成集流盘的损伤。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种焊接装置，设置有防护件以将待焊接区和安装区分隔开，能够有效防止焊渣飞溅至安装区中污染电芯或损伤集流盘。
5.本实用新型还提出一种具有上述焊接装置的激光焊接设备。
6.根据本实用新型的第一方面实施例的焊接装置，用于焊接电池壳体和集流盘，包括：
7.基座；
8.激光头，设置于所述基座上，用于发出激光；
9.除尘件，设置于所述基座上，包括除尘管和除尘罩，所述除尘管一端连接外部气源，另一端连接除尘罩；
10.防护件，所述防护件连接于所述基座，所述电池壳体包括待焊接区和安装区，所述防护件能够伸入至所述电池壳体内且位于所述待焊接区和所述安装区之间，以防止焊渣飞溅至所述安装区。
11.根据本实用新型实施例的焊接装置，至少具有如下有益效果：本技术的焊接装置通过设置除尘件吸附焊接过程中产生的粉尘，减少了粉尘外溢的情况，降低了设备由于粉尘堆积所导致的故障率。另一方面，设置有防护件将待焊接区和安装区分隔开，能够有效防止焊渣飞溅至安装区中污染电芯或损伤集流盘。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述基座包括安装座和旋转座，所述防护件和所述除尘件均设置于所述安装座上，所述激光头设置于所述旋转座上，所述旋转座与所述安装座转动连接，以调节所述激光的入射角度。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述旋转座上开设有弧形槽，所述弧形槽与所述旋转座的旋转轴同轴，所述焊接装置还包括螺纹紧固件，所述螺纹紧固件穿设于所述弧形槽并与所述安装座连接，以限制所述旋转座和所述安装座的相对转动。
14.根据本实用新型的一些实施例，沿所述除尘管至所述除尘罩的方向，所述除尘罩
的外径逐渐增大，所述除尘罩上设置有避让部，所述避让部设置于所述除尘罩的上端，以供所述激光穿过，所述除尘罩的下端能够延伸至所述电池壳体的下侧，以承接焊渣。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述除尘罩的下端的设置高度低于所述防护件下端的设置高度，以使所述电池壳体的部分壳体能够沿水平方向插入至所述除尘罩和所述防护件之间。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述除尘件的外壁上还连接有通气管，所述通气管穿设于所述除尘罩的所述避让部且朝向所述电池壳体的所述待焊接区设置，用以吹出保护气体。
17.根据本实用新型的一些实施例，所述集流盘包括主体部和翻边，所述主体部设置在所述安装区，所述翻边设置于主体部的外周面上且延伸至所述待焊接区，所述翻边用于连接所述主体部和所述电池壳体，所述防护件包括连接段和阻挡板，所述连接段朝向所述电池壳体的轴向延伸，一端连接所述基座，另一端连接所述阻挡板，所述阻挡板位于所述待焊接区和所述安装区之间。
18.根据本实用新型的一些实施例，所述除尘管包括刚性管和柔性管，所述刚性管的一端与所述除尘罩连接，另一端连接所述柔性管以连通所述外部气源。
19.根据本实用新型的第二方面实施例的激光焊接设备，包括：
20.夹紧装置，能够夹紧电池壳体，包括放置腔，所述放置腔用于放置所述电池壳体；
21.如上述任一项实施例提及的焊接装置，所述防护件对应所述放置腔设置；
22.输送装置，包括导轨和夹爪，所述夹爪能够夹持所述电池壳体，并沿所述导轨移动以将所述电池壳体运送至所述放置腔；
23.其中，沿所述放置腔的轴向，所述防护件位于所述放置腔的一端，所述夹爪能够从所述放置腔的另一端将所述电池壳体放入所述放置腔内。
24.根据本实用新型实施例的激光焊接设备，至少具有如下有益效果：本技术中的激光焊接设备能够自动地完成电池壳体和集流盘的焊接，只需要工人在上料口配合取料和放料即可，操作较为简单、快捷，且由于本设备中的焊接装置设置有防护件和除尘件，一方面能够对集流盘的端面进行防护，提高焊接的良品率，另一方面能够降低焊接过程中产生的粉尘和焊渣对设备中其他零部件的污染或干扰，降低了设备的故障率，极大地避免了金属焊渣或粉尘堆积造成电路短路等情况。
25.根据本实用新型的一些实施例，所述激光焊接设备还包括箱体，所述夹紧装置、所述焊接装置和所述输送装置均位于所述箱体内，所述箱体上开设有上料口，所述夹爪能够移动至从所述上料口。
26.本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
27.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：
28.图1为本实用新型实施例焊接装置的结构示意图；
29.图2为本实用新型实施例焊接装置的局部放大示意图；
30.图3为本实用新型实施例焊接装置的防护件和电池壳体的位置关系示意图；
31.图4为本实用新型实施例激光焊接设备的结构示意图；
32.图5为本实用新型实施例激光焊接设备的箱体示意图。
33.附图标记：
34.焊接装置10、夹紧装置20、输送装置30、导轨31、夹爪32、箱体40、上料口41、基座100、安装座110、旋转座120、弧形槽121、固定支架130、激光头200、激光210、除尘件300、除尘管310、刚性管311、压力传感器312、除尘罩320、防护件400、连接段410、阻挡板420、通气管500、电池壳体600、安装区610、待焊接区620、集流盘650、主体部651、翻边652。
具体实施方式
35.下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
36.在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
37.在本实用新型的描述中，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。
38.本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。
39.本实用新型的描述中，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实用新型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。
40.本实用新型提出了一种用于焊接电池壳体600和集流盘650的焊接装置10，如图1至图3所示，包括基座100和设置于基座100上的激光头200、除尘件300和防护件400，激光头200能够发出激光210用于焊接，除尘件300包括除尘管310和除尘罩320，除尘管310的一端连接外部气源，另一端连接除尘罩320，外部气源抽吸除尘管310中的气体，以在除尘罩320处形成负压，进而吸附焊接产生的粉尘或焊渣。电池壳体600的内部划分出安装区610和待焊接区620，安装区610能够用于容纳集流盘650、电池电芯等零部件，待焊接区620为电池壳体600和集流盘650翻边652被焊接以固定连接的区域。防护件400的一端连接于基座100，另一端为自由端，防护件400固定于基座100上，电池壳体600在插入至设定位置后，防护件400插入至电池壳体600内部，并防护件400的阻挡板420位于待焊接区620和安装区610之间，进而将待焊接区620和安装区610隔开，以防止焊接产生的焊渣飞溅至安装区610中污染电芯
或损伤集流盘650。
41.基于上述，本技术的焊接装置10通过设置除尘件300吸附焊接过程中产生的粉尘，减少了粉尘外溢的情况，降低了设备由于粉尘堆积所导致的故障率。另一方面，设置有防护件400将待焊接区620和安装区610分隔开，能够有效防止焊渣飞溅至安装区610中污染电芯或损伤集流盘650。
42.在一些实施例中，基座100包括安装座110和旋转座120，旋转座120与安装座110转动连接，具体的，旋转座120上连接有旋转轴，旋转轴穿设于安装座110，进而旋转座120能够绕旋转轴转动。防护件400和除尘件300均设置于安装座110上，基座100还连接有滑轨，能够对防护件400、除尘件300和激光头200的位置进行调整，例如连接有三坐标系滑轨，能够进行平面位置和高度位置的调节，以便于防护件400、除尘件300和激光头200移动至合适位置。激光头200位于旋转座120上，能够相对于防护件400和除尘件300进行旋转，进而调节激光头200的入射角度。
43.在一些实施例中，旋转座120上开设有弧形槽121，弧形槽121与旋转座120的旋转轴同轴，焊接装置10还包括螺纹紧固件，螺纹紧固件穿设于弧形槽121并与安装座110连接，进而松开螺纹紧固件，旋转座120能够相对于安装座110旋转，转动时螺纹紧固件在弧形槽121中滑动，弧形槽121的两端限定出旋转座120旋转的极限位置。待激光头200旋转至激光210能够照射至电池壳体600的待焊接区620后，旋紧螺纹紧固件，旋转座120与安装座110的相对转动被限制，以使激光头200的激光照射角度固定。
44.在一些实施例中，如图2所示，沿除尘管310至除尘罩320的方向，即气流流向的反方向，除尘罩320的外径逐渐增大，以使除尘罩320能够笼罩更大面积的区域，进而获得更好的除尘效果。除尘罩320上设置有避让部，避让部设置于除尘罩320的上端，以供激光210穿过，除尘罩320的下端能够延伸至电池壳体600的下侧，激光焊接时产生的焊渣在重力作用下能够掉落至除尘罩320中。具体的，在激光焊接设备的工作过程中，夹爪32夹紧电池壳体600后，将电池壳体600运送到夹紧机构的放置腔中，以固定电池壳体600，电池壳体600设置有待焊接区620的一端的端面应该与放置腔的端面平齐或是凸出于放置腔的端面设置，以便激光210照射至待焊接区620，除尘罩320的下端朝向电池壳体600的方向延伸，并延伸至电池壳体600的下侧，有些飞溅的焊接由于质量较重无法被除尘罩320的气流带走时，受重力作用下落至除尘罩320上，以避免掉落至其他部位。在本实施例中，除尘罩320的下端的高度保持一定，上端的高度逐渐增大，以形成喇叭口吸附粉尘，同时下端的高度保持一定以承接焊渣且防止焊渣滑落。在一些实施例中，除尘罩320的横截面为外径逐渐增大的圆形，除尘罩320下端的面为弧面，在另一些实施例中，除尘罩320的横截面为逐渐增大的方形，除尘罩320下端的面为平面。
45.在进一步的实施例中，除尘罩320下端的设置高度低于防护件400下端的设置高度，除尘罩320的下端的壳体在竖直面上的投影和防护件400在竖直面上的投影存在间隙，该间隙应大于电池壳体600的厚度，以便于电池壳体600在沿水平方向插入时，电池壳体600的下端部分的壳体能够插入至除尘罩320和防护件400之间。具体的，电池壳体600的下端的壳体，能够位于防护件400的下侧和除尘罩320的下端壳体的上侧，防护件400能够防止焊渣飞溅至安装区610内，除尘罩320能够收集下坠的焊渣，避免焊渣污染其他区域。
46.在进一步的实施例中，除尘件300的外壁上还连接有通气管500，通气管500穿设于
避让部且朝向电池壳体600的待焊接区620设置，用于吹出保护气体。具体的，如图2所示，基座100上延伸出固定支架130，除尘件300通过固定件连接于固定支架130上，通气管500通过转接板固定设置于除尘件300上，无需为通气管500设置额外的安装支架，以便于通气管500和除尘件300的集成化装配。
47.在一些实施例中，如图3所示，集流盘650包括主体部651和翻边652，主体部651设置在安装区610，翻边652设置在主体部651的外周面上并且延伸至待焊接区620，翻边652的设置提供了将集流盘650焊接固定至电池壳体600上的基础，激光210照射在翻边652上高温熔融翻边652和与翻边652接触的壳体，进而将翻边652固定在电池壳体600上。在激光焊接时，产生的焊渣容易飞溅至集流盘650的主体部651上造成集流盘650的损伤，因此设置有防护件400进行保护，具体的，防护件400包括连接段410和阻挡板420，连接段410朝向电池壳体600的轴向延伸，一端连接基座100，另一端连接阻挡板420，阻挡板420位于待焊接区620和安装区610之间，具体的，阻挡板420和主体部651并列设置，阻挡板420和主体部651之间可以是贴合设置，也可以保留有一定间隙。
48.在一些实施例中，如图1和图2所示，除尘管310包括刚性管311和柔性管，刚性管311由金属材料或其他硬质材料制成，不易发生弹性变形，具有较好的强度和刚度，能够起到支撑和固定的作用。柔性管由塑料软管制成，能够较为容易的发生弯折。刚性管311的一端与除尘罩320连接，另一端连接柔性管以连通外部气源。具体的，如图1所示，该焊接装置10存在至少两段刚性管311和一段柔性管，第一段刚性管311与除尘罩320连接，并通过连接件固定于固定支架130上，起到支撑除尘罩320的作用。第二段刚性上设置有压力传感器312，能够检测除尘管310中的负压压力值，以便于调节除尘管310的吸附力度。第一段刚性管311和第二段刚性管311通过柔性管连接，柔性管的制造成本较低，且由于刚性管311之间存在加工误差，在两端刚性管311配合时可能存在较大的配合间隙导致无法连通在一起，通过柔性管可以较好的补偿该偏差，以便于较快的完成装配。
49.本技术第二方面实施例提出了一种激光焊接设备，如图4所示，该激光焊接设备包括夹紧装置20、输送装置30和上述任一实施例提及的焊接装置10。夹紧装置20能够夹紧电池壳体600，能够限定出放置腔，松开状态下，电池壳体600能够放入至放置腔中或从放置腔中取出，夹紧状态下，电池壳体600能够被放置腔的腔壁夹紧，以固定电池壳体600。焊接装置10的防护件400对应放置腔设置，沿放置腔轴向的投影，防护件400应该位于放置腔的投影内，进而待电池壳体600插入至放置腔中的设定位置后，防护件400位于待焊接区620和安装区610之间。输送装置30运送电池壳体600，包括导轨31和夹爪32，夹爪32能够夹持电池壳体600，并沿导轨31移动以将电池壳体600运送至放置腔。沿放置腔的轴向，防护件400位于放置腔的一端，夹爪32能够从放置腔的另一端将电池壳体600放入放置腔内。在一些实施例中，如图5所示，激光焊接设备包括箱体40，夹紧装置20、焊接装置10和输送装置30均位于箱体40内，箱体40上开设有上料口41，夹爪32能够移动至上料口41处，以便于工人将上一个焊接好的电池壳体600取下后装上另一个尚未焊接的电池壳体600。
50.基于上述，本技术中的激光焊接设备能够自动地完成电池壳体600和集流盘650的焊接，只需要工人在上料口41配合取料和放料即可，操作较为简单、快捷，且由于本设备中的焊接装置10设置有防护件400和除尘件300，一方面能够对集流盘650的端面进行防护，提高焊接的良品率，另一方面能够降低焊接过程中产生的粉尘和焊渣对设备中其他零部件的
污染或干扰，降低了设备的故障率，极大地避免了金属焊渣或粉尘堆积造成电路短路等情况。
51.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。