一种动力电池盖板的双波长复合焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种动力电池盖板的双波长复合焊接方法，该方法是在保护气体下，对电池盖板的金属材料通过由主波段激光和次波段激光复合的双波长复合激光结合直线电机进行焊接，其中，主波段激光对电池盖板的金属材料进行熔化焊接，次波段激光对电池盖板的金属材料进行预热并增加密封材料熔融状态持续时间，并在高速状态下完成动力电池盖板的焊接。本发明专利技术通过采用高功率激光器来满足焊接所需的功率密度；并选用优秀的光学配置来保证焊接的稳定性；以及使用直线电机来保证高速运动下焊接轨迹精度。通过使用上述焊接方法极大提高了电池盖板的焊接效率及焊接质量，焊道表面光滑平整均匀，具有更好的安全性。

Dual wavelength composite welding method for power battery cover plate

The invention discloses a double wavelength compound welding method for power battery cover, the method is under protective gas, metal material on the battery cover plate by the main band laser and dual wavelength laser wavelength laser combined with compound composite linear motor for welding, the welding of metal materials, melting the main band laser on the battery cover the metal band laser on the battery cover to preheat and increase the melting state of sealing material duration, and in the state of high speed welding power battery cover. The invention meets the power density required by welding with high power laser; and the optical configuration to ensure excellent welding stability; and the use of linear motor to ensure high-speed motion trajectory precision welding. By using the welding method, the welding efficiency and welding quality of the battery cover plate are greatly improved.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光焊接
，特别涉及一种动力电池盖板的双波长复合焊接方法。
技术介绍
锂电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，因其具有高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多等特点。而广泛应用于纯电动汽车、混合动力装置、插电式混合动力汽车以及船舶、轨道交通、太阳能、风力发电系统、移动电话、笔记本电脑等众多民用及军事领域。尤其是随着电动汽车的发展，对锂电池性能的要求越来越高。锂电池在制造过程中，需要将电池盖板焊接到电池壳体的开口端而将壳体密封。如图1所示，目前行业内普遍使用激光焊接动力电池盖板的方式，该焊接方式的特点是焊接后接头稳定，焊接自由度大。动力电池电芯放入壳体后，盖板和壳体通过夹具固定并通过激光焊接将壳体密封，目前电池盖板的焊接速度为50mm/s—70mm/s，电池盖板在高速焊接下熔池稳定性差，对于装配精度要求高，焊接速度提升有限、焊接提速后稳定性低且对工件定位要求高。
技术实现思路
综上所述，本专利技术主要的目的是为了解决现有动力电池盖板焊接熔池稳定性差，对于装配精度要求高，焊接速度提升有限、焊接提速后稳定性低、工件定位要求高的技术问题，而提供一种动力电池盖板的双波长复合焊接方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种动力电池盖板的双波长复合焊接方法，该方法是在保护气体下，对电池盖板的金属材料通过由主波段激光和次波段激光复合的双波长复合激光结合直线电机进行焊接，其中，主波段激光对电池盖板的金属材料进行熔化焊接，次波段激光对电池盖板的金属材料进行预热并增加密封材料熔融状态持续时间，并在高速状态下完成动力电池盖板的焊接。所述双波长复合激光是通过多波长激光焊接头发射出的。所述双波长复合激光为由主波段激光和次波段激光整形而成的波长及功率不同的复合激光。所述主波段激光的波长为1070nm，其激光功率的范围为2200W-2300W，焊接速度的范围为200mm/s-250mm/s，离焦量为-3mm。所述主波段激光的激光功率为2300W，其焊接速度为200mm/s。所述次波段激光的波长为915nm，其半导体功率的范围为850W-900W，焊接速度的范围为200mm/s-250mm/s，离焦量为-3mm。所述次波段激光的半导体功率为900W，其焊接速度为200mm/s。所述保护气体为氮气，且该保护气体通过离焦焊接。所述电池盖板的金属材料为铝合金。采用上述技术方案，与现有技术相比，本专利技术所产生的有益效果在于：通过采用双波长复合焊接工艺将动力电池盖板焊接在电池开口端将其密封，双波长复合激光是由两条波段、功率不同的激光整形而成。通过采用高功率激光器来满足焊接所需的功率密度；并选用优秀的光学配置来保证焊接的稳定性；以及使用直线电机来保证高速运动下焊接轨迹精度。通过使用上述焊接方法极大提高了电池盖板的焊接效率及焊接质量，焊道表面光滑平整均匀，具有更好的安全性。【附图说明】图1是现有单波长脉冲激光器焊接后的结构示意图；图2是本专利技术所述的双波长复合焊接后的结构示意图；图3是本专利技术主波段功率为2200W时的焊接状态示意图；图4是本专利技术主波段功率为2200W时的另一焊接状态示意图；图5是本专利技术主波段功率为2300W时的焊接状态示意图；图6是本专利技术主波段功率为2300W时的另一焊接状态示意图；图7是本专利技术主波段功率为2400W时的焊接状态示意图。【具体实施方式】下列实施例是对本专利技术的进一步解释和补充，对本专利技术不会构成任何限制。如图2，本专利技术动力电池盖板的双波长复合焊接方法的专利技术点在于：在保护气体下，对电池盖板的金属材料通过由主波段激光和次波段激光复合的双波长复合激光结合直线电机进行焊接，在本实施例中，直线电机可为任何公知的直线电机。所述双波长复合激光束是通过双波长激光焊接头发射出的。在本实施例中，所述保护气体为氮气,该氮气通过离焦进行焊接。在本实施例中，采用离焦量为-3mm的负离焦焊接方式，因此可获得更大的熔深。在本实施例中，所述电池盖板的金属材料采用3003铝合金。进一步地，所述双波长复合激光为由两条不同波段不同功率的激光整形而成的复合激光。进一步地，所述双波长复合激光包括主波段激光及次波段激光。其中，主波段激光对电池盖板的金属材料进行熔化焊接，次波段激光对电池盖板的金属材料进行预热并增加材料熔融状态持续时间，并在高速状态下完成电池盖板的焊接。在本实施例中，如图3～7所示，所述主波段激光的波长为1070nm，其激光功率的范围为2200W-3000W，优选地，其激光功率为2300W；主波段激光的焊接速度的范围为200mm/s-250mm/s，优选地，其焊接速度为200mm/s。具体地，如图3，当主波段激光的激光功率为2200W时，其熔宽为1.448mm，熔深为1.231mm；如图4，当主波段激光的激光功率为2200W时，其熔宽为1.373mm，熔深为0.879mm；如图5，当主波段激光的激光功率为2300W时，其熔宽为1.390mm，熔深为0.745mm；如图6，当主波段激光的激光功率为2300W时，其熔宽为1.473mm，熔深为1.214mm；如图7，当主波段激光的激光功率为2400W时，其熔宽为1.206mm，熔深为0.980mm。由上述主波段激光的焊接参数可得知，双波长的焊接深宽比略小，能在保证熔宽的情况下减少热影响区。使双波长焊接后的外观光滑，熔池边缘区细腻均匀。采用此焊接工艺后，电解液不会由电池盖板的焊接部位向外渗出，因此具有更好的安全性。所述次波段激光的波长为915nm，其半导体功率的范围为850W-900W，优选地，半导体功率为900W；所述次波段激光的焊接速度的范围为200mm/s-250mm/s，优选地，其焊接速度为200mm/s。如图2所示，通过采用双波长复合焊接的工艺后，双波长焊接的速度维持在200mm/s-250mm/s，焊接速度较为稳定。尽管通过以上实施例对本专利技术进行了揭示，但是本专利技术的范围并不局限于此，在不偏离本专利技术构思的条件下，以上各构件可用所属
人员了解的相似或等同元件来替换。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力电池盖板的双波长复合焊接方法，其特征在于，该方法是在保护气体下，对电池盖板的金属材料通过由主波段激光和次波段激光复合的双波长复合激光并结合直线电机进行焊接，其中，主波段激光对电池盖板的金属材料进行熔化焊接，次波段激光对电池盖板的金属材料进行预热并增加密封材料熔融状态持续时间，并在高速状态下完成动力电池盖板的焊接。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池盖板的双波长复合焊接方法，其特征在于，该方法是在保护气体下，对电池盖板的金属材料通过由主波段激光和次波段激光复合的双波长复合激光并结合直线电机进行焊接，其中，主波段激光对电池盖板的金属材料进行熔化焊接，次波段激光对电池盖板的金属材料进行预热并增加密封材料熔融状态持续时间，并在高速状态下完成动力电池盖板的焊接。2.根据权利要求1所述的动力电池盖板的双波长复合焊接方法，其特征在于，所述双波长复合激光是通过多波长激光焊接头发射出的。3.根据权利要求1所述的动力电池盖板的双波长复合焊接方法，其特征在于，所述双波长复合激光为由主波段激光和次波段激光整形而成的波长及功率不同的复合激光。4.根据权利要求3所述的动力电池盖板的双波长复合焊接方法，其特征在于，所述主波段激光的波长为1070nm，其激光功率的范围为2200W-2300W，焊接速度的范围为...

【专利技术属性】
技术研发人员：周航，王翘，牛增强，
申请(专利权)人：深圳市联赢激光股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44