一种不烧损塑胶件的极柱的激光焊接方法与流程

本发明涉及一种极柱的激光焊接方法，尤其的涉及不使用盖板时也可以防止塑胶件被烧毁的极柱的激光焊接方法。

背景技术：

1、随着新能源技术的发展，锂电池越来越重要，目前的锂电池的制造技术也在稳步的发展；其中锂电池的顶盖和极柱之间的连接是需要使用激光焊接机进行焊接的，在现有的焊接方案中是通过盖板隔开塑胶件和极柱焊缝位置，以此避免激光反射光造成塑胶件烧损。然而，目前随着锂电技术的发展，一些新型的极柱设计方案中(图1、2示出了其中一种)，塑胶件与焊缝之间的距离很小，往往小于5mm，图2的示例中塑胶件与焊缝的距离为3mm(参照图2示出的30mm-27mm＝3mm)，此时，隔开塑胶件和极柱焊缝位置的盖板的设计和制造存在极大的困难，此时，若要对这种极柱焊接，则会十分容易烧损塑胶件。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种不烧损塑胶件的极柱的激光焊接方法，克服了现有技术的不足，设计合理。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、为了解决当塑胶件和极柱焊缝之间的距离较小时，隔开塑胶件和极柱焊缝位置的盖板不好设计，而不加盖板的话(焊接激光的反射光)又容易烧损塑胶件的问题，本发明提供了一种极柱的激光焊接方法，使用激光焊接装置对极柱和电池顶盖进行焊接，包括如下的步骤：

4、步骤a，准备待焊接的极柱和电池顶盖；步骤b，启动激光焊接装置，激光器将焊接用激光输入到振镜焊接头，通过振镜焊接头进行摆动焊接，在极柱焊缝位置焊接极柱和顶盖；步骤c，焊接完成，激光焊接装置停止焊接；

5、激光焊接装置在进行极柱的焊接时，其焊接位置的激光功率密度需要大于10^7w/cm2，即焊接位置的激光功率密度需要大于107w/cm2。

6、优选地，激光器纤芯直径r的取值需满足其中激光器纤芯直径r的单位为μm，激光器输出功率p的单位为w，极柱采用铝合金材料。

7、优选地，激光器输出功率p的取值范围为450w-2100w。

8、优选地，激光器纤芯直径的取值小于等于20μm且大于等于10μm。

9、优选地，焊接时，振镜的摆动频率大于500hz。

10、优选地，摆动焊接时的扫描速度vf的取值范围为450mm/s至2100mm/s。

11、优选地，在激光焊接极柱和电池顶盖前，对极柱和电池顶盖进行预点焊。

12、本发明的焊接方法不使用盖板隔开塑胶件和极柱焊缝位置。

13、优选地，激光输出功率选择500w同时激光器纤芯直径选择10μm，或着，激光输出功率选择1000w同时激光器纤芯直径选择15μm，或者，激光输出功率选择1500w同时激光器纤芯直径选择20μm。

14、优选地，设置焊缝轨迹参数l为0.1mm，d为0.6mm，扫描速度vf＝1000mm/s，重叠率a＝83.3％，摆动频率f＝531hz，焊接速度vw＝53.1mm/s；焊接功率为1000w；振镜的准直镜焦距100mm，聚焦镜焦距400mm；焦点处光斑直径＝56um。功率密度为4.06*107w/cm2。

15、一种激光焊接装置，包括焊接用激光器、振镜焊接头、控制驱动部分，用以实现上述的极柱的激光焊接方法。

16、本发明的有益效果是：

17、1、本发明提供了一种无需盖板，减少了设计盖板(塑胶件与极柱距离小于5mm，也无法设计隔挡盖板)的极柱焊接方法，装配简单。步骤少(没有盖板)，提升效率。

18、2、本发明的方法选择了合适的激光器输出能量和激光器纤芯直径的组合范围，既可以获得足够的功率密度，10^7w/cm2，突破铝合金激光焊接阈值，从而降低了反射率，不会烧损塑胶件，同时纤芯直径和输出功率的组合选择配合摆动频率较大的振镜，可以解决热输入提高导致变形和高能量密度所带来的各种问题，同时线能量和面能量都明显低于现有技术的普通纤芯激光器焊接。

19、3、本发明振镜可以摆动足够的摆动速度(建议摆动速度500—2000mm/s，也就是要求足够的摆动频率)。一振镜可以降低工件装配间隙，二减少飞溅，三可以改善焊缝成型，四是效率高(比摆动焊接头)；五是摆动频率(或者摆动速度很高)，最大频率一般大于500hz，而摆动焊接头摆动频率一般300hz以内。本发明不能采用摆动焊接头，须是振镜。

1.一种极柱的激光焊接方法，使用激光焊接装置对极柱和电池顶盖进行焊接，包括如下的步骤：

2.根据权利要求1的极柱的激光焊接方法，激光器纤芯直径r的取值需满足其中激光器纤芯直径r的单位为μm，激光器输出功率p的单位为w。

3.根据权利要求2的极柱的激光焊接方法，激光器输出功率p的取值范围为450w-2100w。

4.根据权利要求2的极柱的激光焊接方法，极柱采用铝合金材料，激光器纤芯直径的取值小于等于20μm且大于等于10μm。

5.根据权利要求2的极柱的激光焊接方法，焊接时，振镜的摆动频率大于500hz。

6.根据权利要求5的极柱的激光焊接方法，摆动焊接时的扫描速度vf的取值范围为450mm/s至2100mm/s。

7.根据权利要求1的极柱的激光焊接方法，在激光焊接极柱和电池顶盖前，对极柱和电池顶盖进行预点焊。

8.根据权利要求5的极柱的激光焊接方法，激光输出功率选择500w同时激光器纤芯直径选择10μm，或着，激光输出功率选择1000w同时激光器纤芯直径选择15μm，或者，激光输出功率选择1500w同时激光器纤芯直径选择20μm。

9.根据权利要求5的激光焊接方法，设置焊缝轨迹参数l为0.1mm，d为0.6mm，扫描速度vf＝1000mm/s，重叠率a＝83.3％，摆动频率f＝531hz，焊接速度vw＝53.1mm/s；焊接功率为1000w；振镜的准直镜焦距100mm，聚焦镜焦距400mm；焦点处光斑直径为56um。功率密度为4.06*107w/cm2。

10.一种激光焊接装置，包括焊接用激光器、振镜焊接头、控制驱动部分，其特征在于，用以实现权利要求1-9任一的极柱的激光焊接方法。