一种动力电池模组用侧板与端板的对接焊方法技术

本发明专利技术提出一种动力电池模组用侧板与端板的对接焊方法，采用激光焊接装置对对接一起的侧板与端板实施对接焊，其中，该对接焊的焊接轨迹中加入有螺旋线。能够大大降低焊缝中的气孔率，提升焊接质量。

Butt welding method for side plate and end plate of power battery module

The invention provides for butt welding method of end plate side plate and a battery module, using a laser welding device on the side plate and the end plate connection with the implementation of the butt welding, the welding trajectory of the butt welding is added in the spiral line. It can greatly reduce the porosity in the weld and improve the welding quality.

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池模组用侧板与端板的对接焊方法
本专利技术涉及激光加工方法，尤其涉及到动力电池模组用侧板与端板的焊接方法。
技术介绍
随着汽车工业及新能源行业的迅速发展，整个社会对动力电池的需求越来越大，新能源市场的广阔空间给足了动力电池企业无限可能，这是所有动力电池企业及自动化设备制造商共同拥有的机遇。动力电池模组一般是把多个单体电池串联起来，得到所需要的工作电压。如果需要的是更高的容量和更大的电流，则需要把电池并联起来。此外还有一些电池组，把串联和并联这两种方法结合起来。不管是单体电池的串联还是并联、或者是串并联相结合的方式，参见图1，在新能源汽车上应用时，动力电池模组的工件100都需要侧板20与端板10的配合，来实现电池(图未示)的装夹固定。在实际生产中，侧板20一般选用3mm厚的5083铝合金板材，端板10一般选用15mm厚的6061铝合金型材，侧板20与端板10采用准直聚焦对接焊方式。这种的焊接方法存在焊接质量较低的问题：由于铝合金板10、20较厚，并且铝合金板10、20本身具有较大的反射率，因此“小孔”深熔焊接过程中的小孔极度不稳定，参见图2和图3，“小孔”不断地坍塌与颈缩会导致金属蒸汽及保护气体卷入坍塌的小孔中，使得焊缝50中形成有较大的工艺气孔505，焊缝50的气孔率一般在15％左右，严重削弱焊缝50截面的有效载荷面积。气孔505易发生应力集中，导致侧板20与端板10连接处(即焊缝50)的寿命及强度失效，进而会严重影响动力电池模组的工件100的一体性及汽车的安全性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提出一种动力电池模组用侧板与端板的对接焊方法，能够大大降低焊缝中的气孔率，提升焊接质量。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种动力电池模组用侧板与端板的对接焊方法，采用激光焊接装置对对接一起的侧板与端板实施对接焊，其中，该对接焊的焊接轨迹中加入有螺旋线。其中，该激光焊接装置采用光纤连续激光器作为焊接光源，并采用高功率振镜作为输出设备。其中，该光纤连续激光器选用6KW光纤连续激光器；该高功率振镜选用焦距为460mm的高功率振镜。其中，该激光焊接装置的功率P选为5.8KW、焊接速度v选为100mm/s、离焦量f选为0mm。其中，该对接焊的焊接轨迹中的螺旋线线宽选为2mm。其中，该对接焊的焊接轨迹中的螺旋线步长选为0.5mm。其中，该焊缝的气孔率控制在1％以内。其中，该侧板选用3mm厚的铝合金板材，该端板选用15mm厚的铝合金板材。本专利技术的有益效果在于，通过在对接焊的焊接轨迹中加入有螺旋线，通过螺旋线不断地搅拌熔池，加速熔池的对流运动，可以大大地提高焊接稳定性，实现侧板与端板对接焊的焊缝中气孔几乎为零的目的，从而能够大大降低焊缝中的气孔率，提升焊接质量。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是现有的动力电池模组中侧板与端板相配合的结构示意。图2是现有的侧板与端板的焊缝的横截面效果示意。图3是现有的侧板与端板的焊缝的纵截面效果示意。图4是本专利技术方法所采用的振镜摆动焊接螺旋线轨迹示意。图5是采用本专利技术方法实现的侧板与端板焊缝的表面效果示意。图6是采用本专利技术方法实现的侧板与端板焊缝的横截面效果示意。图7是采用本专利技术方法实现的侧板与端板焊缝的纵截面效果示意。其中，主要附图标记如下：100动力电池模组的工件10端板20侧板50焊缝505气孔W螺旋线线宽L螺旋线步长。具体实施方式现结合附图，对本专利技术的较佳实施例作详细说明。参见图4至图7，图4是本专利技术方法所采用的振镜摆动焊接螺旋线轨迹示意。图5是采用本专利技术方法实现的侧板与端板焊缝的表面效果示意。图6是采用本专利技术方法实现的侧板与端板焊缝的横截面效果示意。图7是采用本专利技术方法实现的侧板与端板焊缝的纵截面效果示意。本专利技术提出一种动力电池模组用侧板20与端板10的对接焊方法，其是采用激光焊接装置(图未示)对动力电池模组的工件100进行对接焊。其中，该激光焊接装置通过在焊接轨迹中加入螺旋线的方式，可有效提高焊接的稳定性；通过螺旋线的不断来回搅拌，可大大降低焊缝50中的气孔率(例如：气孔率能够控制在1％以内)，从而使得焊缝50的质量能够满足各项要求，并且焊接过程效率较高。举例而言，该激光焊接装置采用6KW光纤连续激光器作为焊接光源，采用焦距为460mm的高功率振镜作为输出设备。侧板20选用3mm厚的5083铝合金板材，端板10选用15mm厚的6061铝合金型材。本专利技术的叠焊方法具体包括以下步骤。1、取3mm厚度5083铝合金板材(即侧板20)和15mm厚度的6061铝合金型材(即端板10)，分别撕掉铝合金表面的塑料贴膜，用酒精或丙酮擦拭铝合金表面，去除表面油污或碎屑等杂质；2、将侧板20与端板10紧密贴紧对齐，保证焊接贴合表面平齐，使用6KW激光器进行点焊固定；3、使用专业焊接工装夹具保证侧板20与端板10紧密贴紧，焊接较长焊缝时，可采用机械手配合振镜进行飞行焊接，但要确保机械手移动速度和振镜焊接速度相同；4、以对接焊接一段80mm长的焊缝为例，焊接工艺参数为：功率P＝5.8KW、焊接速度v＝100mm/s、离焦量f＝0mm；螺旋线焊接参数设置为：螺旋线线宽W＝2mm，螺旋线步长＝0.5mm。采用上述焊接工艺参数，可获得表面宽度为3.5mm的焊缝50，焊缝50表面平整均匀、无飞溅，焊缝50内部无气孔、裂纹等缺陷。这段焊缝50的剪切强度可以达到30000N。本专利技术的有益效果在于，通过对接焊的焊接轨迹中加入有螺旋线(由振镜的摆动焊接实现)，通过螺旋线不断地搅拌熔池，加速熔池的对流运动，可以大大地提高焊接稳定性，实现侧板20与端板10对接焊的焊缝50中气孔505几乎为零的目的(例如：气孔率能够控制在1％以内)，从而能够大大降低焊缝中的气孔率，提升焊接质量。值得一提的是，采用本专利技术方法，不仅焊缝50的强度较高(例如：剪切强度可以达到30000N)，满足安全要求，而且针对激光焊接装置的编程灵活，可实现远距离高速飞行焊接，易于自动化集成，能够大大提高生产效率。应当理解的是，以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，都应属于本专利技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力电池模组用侧板与端板的对接焊方法，其特征在于，采用激光焊接装置对对接一起的侧板与端板实施对接焊，其中，该对接焊的焊接轨迹中加入有螺旋线。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池模组用侧板与端板的对接焊方法，其特征在于，采用激光焊接装置对对接一起的侧板与端板实施对接焊，其中，该对接焊的焊接轨迹中加入有螺旋线。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该激光焊接装置采用光纤连续激光器作为焊接光源，并采用高功率振镜作为输出设备。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：该光纤连续激光器选用6KW光纤连续激光器；该高功率振镜选用焦距为460mm的高功率振镜。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该激...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱德宇，刘昊，徐作斌，胡勇，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44