电池包壳体的搅拌摩擦焊工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种电池包壳体的搅拌摩擦焊工艺，包括以下步骤：(1)在焊接之前，于电池包壳体底板焊缝的两端分别设置延伸块，并对所述延伸块进行定位；(2)焊接，并于搅拌头进给至所述延伸块上时结束焊接；(3)去除残留的延伸块。通过在焊缝两端分别设置延伸块，并对延伸块进行定位，保证在焊接的过程中延伸块始终位于焊缝的两端并贴合于电池包壳体底板，焊接时将匙孔引出到延伸块上，然后通过机械方法消除残留的延伸块，有利于降低材料成本和机加工量，并提高了生产效率。

Friction stir welding technology of battery case

【技术实现步骤摘要】
电池包壳体的搅拌摩擦焊工艺
本专利技术涉及搅拌摩擦焊领域，特别涉及一种电池包壳体的搅拌摩擦焊工艺。
技术介绍
目前，随着人们环保意识的提高，新能源汽车发展迅猛，而新能源汽车续航里程主要依赖于新能源电池包，电池包是新能源汽车核心能量源，为整车提供驱动电能，它主要包括电芯、模块、电气系统、热管理系统、壳体和BMS(电池管理系统)。其中，电池包壳体作为电池模块的承载体，对电池模块的安全工作和防护起着关键作用。新能源汽车上使用的电池包壳体须满足电气设备外壳防护等级的设计要求和刚度要求且需要提供碰撞保护，因此要求电池包壳体的质量好、强度高、耐疲劳性好。其中电池包壳体的强度从连接方式方面提现，目前常用的连接方式有弧焊(TIG焊、MIG焊、CMT焊、拉弧焊)、搅拌摩擦焊接(FSW焊)、FDS铆接等。其中FSW焊以其焊接之后成品强度高、适用性强在电池包壳体制造中约占比50％以上，主要应用在底板连接、底板边梁拼装连接。现有技术中，电池包壳体的底板在FSW焊的过程中存在以下问题：1.底板在FSW焊后会留下匙孔，需要去除，目前一般是采用增加底板焊接余量的方式，在完成焊接后通过锯切或者CNC(数控机床)去除多余的部分，增加了材料成本和机加工量，生产效率降低；2.焊缝截面存在远远大于规定值的孔洞，经过振动疲劳，孔洞会延伸扩展成裂纹，造成断裂，相应的焊接接头强度也会大大降低，存在潜在风险；3.底板在FSW焊后，会出现常见的挠曲变形、失稳变形等焊接变形，若变形较大的话，后续通过CNC进行精铣加工的过程中，会出现多铣或少铣的情况，造成板材报废或者板梁拼装困难的问题，不仅对加工材料造成浪费，同时也降低了产品的生产效率。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种电池包壳体的搅拌摩擦焊工艺，能够避免电池包壳体底板在FSW焊后留下匙孔，有利于降低成本并提高生产效率。根据本专利技术的第一方面实施例的电池包壳体的搅拌摩擦焊工艺，包括以下步骤：(1)在焊接之前，于电池包壳体底板焊缝的两端分别设置延伸块，并对所述延伸块进行定位；(2)焊接，并于搅拌头进给至所述延伸块上时结束焊接；(3)去除残留的延伸块。根据本专利技术实施例的电池包壳体的搅拌摩擦焊工艺，至少具有如下有益效果：通过在焊缝两端分别设置延伸块，并对延伸块进行定位，保证在焊接的过程中延伸块始终位于焊缝的两端并贴合于电池包壳体底板，焊接时将匙孔引出到延伸块上，然后通过机械方法消除残留的延伸块，有利于降低材料成本和机加工量，并提高了生产效率。根据本专利技术的一些实施例，电池包壳体底板的单边壁厚为L，2mm≤L≤3mm。根据本专利技术的一些实施例，步骤(2)中搅拌头的转速为1500～2500r/min，搅拌头的进给速度为700～1500mm/min。通过调整搅拌摩擦焊的工艺参数，大大减少了焊缝截面存在的孔洞缺陷。根据本专利技术的一些实施例，步骤(2)中搅拌头的转速优选为1900r/min，搅拌头的进给速度优选为1500mm/min。通过调整搅拌摩擦焊的工艺参数，焊缝截面基本无孔洞缺陷。根据本专利技术的一些实施例，步骤(2)中搅拌头的转速优选为2500r/min，搅拌头的进给速度优选为1400mm/min。通过调整搅拌摩擦焊的工艺参数，焊缝截面基本无孔洞缺陷。根据本专利技术的一些实施例，步骤(2)中搅拌头的轴肩直径为10～12mm，搅拌头针的长度为2.5～4mm，以对应加工单边壁厚为2～3mm的电池包壳体底板。根据本专利技术的一些实施例，步骤(2)中搅拌头的轴肩直径优选为10mm，搅拌头针的长度优选为2.5mm。通过调整搅拌摩擦焊的工艺参数，大大提高了焊接接头的强度。根据本专利技术的一些实施例，步骤(2)中焊接时先焊接奇数焊缝再焊接偶数焊缝，焊接奇数焊缝时搅拌头的进给方向与焊接偶数焊缝时搅拌头的进给方向相反。当焊接完奇数焊缝之后，会产生两段焊接热应力，导致两块拼装底板向焊缝中间收缩，然后再以相反的方向焊接偶数焊缝，借助于二者之间焊接热应力的相互抵消，从而消除部分应力变形，使得焊接后电池包壳体底板的平面度较好，便于后续机加工。本专利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，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术实施例电池包壳体底板的焊缝及延伸块的示意图。附图标记：焊缝A、延伸块B。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，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，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，如果涉及到方位描述，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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。在本专利技术的描述中，如果出现若干、大于、小于、超过、以上、以下、以内等词，其中，若干的含义是一个或者多个，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。在本专利技术的描述中，如果出现第一、第二等词，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。本专利技术的描述中，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专利技术中的具体含义。参照图1，根据本专利技术实施例的电池包壳体的搅拌摩擦焊工艺，包括以下步骤：(1)在焊接之前，于电池包壳体底板焊缝A的两端分别设置延伸块B，并对延伸块B进行定位；(2)焊接，并于搅拌头进给至延伸块B上时结束焊接；(3)去除残留的延伸块B。根据本专利技术实施例的电池包壳体的搅拌摩擦焊工艺，至少具有如下有益效果：通过在焊缝A两端分别设置延伸块B，并对延伸块B进行定位，保证在焊接的过程中延伸块B始终位于焊缝A的两端并贴合于电池包壳体底板，焊接时将匙孔引出到延伸块B上，然后通过机械方法消除残留的延伸块B，有利于降低材料成本和机加工量，并提高了生产效率。其中，需要说明的是，延伸块B可以通过工装夹具定位，也可以通过气缸顶推定位或者通过其他方式进行定位，在此不做限定。在其中的一些实施例中，电池包壳体底板的单边壁厚为L，2mm≤L≤3mm。在其中的一些实施例中，步骤(2)中搅拌头的转速为1500～2500r/min，搅拌头的进给速度为700～1500mm/min。通过调整搅拌摩擦焊的工艺参数，大大减少了焊缝A截面存在的孔洞缺陷。在具体实施过程中，搅拌头的转速为1500r/min、1900r/m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池包壳体的搅拌摩擦焊工艺，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)在焊接之前，于电池包壳体底板焊缝的两端分别设置延伸块，并对所述延伸块进行定位；/n(2)焊接，并于搅拌头进给至所述延伸块上时结束焊接；/n(3)去除残留的延伸块。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池包壳体的搅拌摩擦焊工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在焊接之前，于电池包壳体底板焊缝的两端分别设置延伸块，并对所述延伸块进行定位；
(2)焊接，并于搅拌头进给至所述延伸块上时结束焊接；
(3)去除残留的延伸块。


2.如权利要求1所述的电池包壳体的搅拌摩擦焊工艺，其特征在于，电池包壳体底板的单边壁厚为L，2mm≤L≤3mm。


3.如权利要求2所述的电池包壳体的搅拌摩擦焊工艺，其特征在于，步骤(2)中搅拌头的转速为1500～2500r/min，搅拌头的进给速度为700～1500mm/min。


4.如权利要求3所述的电池包壳体的搅拌摩擦焊工艺，其特征在于，步骤(2)中搅拌头的转速优选为1900r/min，搅拌头的进给速度优选为...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗健，薛松平，李建湘，梁臻征，黄先亮，
申请(专利权)人：广东和胜新能源汽车配件有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44