一种薄壁电池托盘的搅拌摩擦焊焊接工艺制造技术

本发明专利技术提出一种薄壁电池托盘的搅拌摩擦焊焊接工艺，包括设计薄壁电池托盘结构；多处打点预焊处理；设计焊接路线，采用两层叠焊的方式进行焊接处理；清除飞边，安装外梁，前导滚轮下压，采用四层叠焊的方式对进行叠焊处理；进行气密性检测；本发明专利技术通过在焊接前进行多处打点预焊处理以及利用前导滚轮下压盖板可以保证焊接时薄壁电池托盘结构不会拱起、翘曲以及因为水道内空气过热而产生涨开现象，利用前导滚轮下压盖板还可以保证焊接时的压紧力，防止零件跑位，通过设计焊接路线和焊接顺序，能够防止焊接时向一个方向发生变形或者发生翘曲，盖板与壳体叠焊后可以提供7‑10米的水道，无需单配水冷板，节约了电池托盘内部空间和制造成本。

Friction stir welding technology for thin wall battery tray

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁电池托盘的搅拌摩擦焊焊接工艺
本专利技术涉及焊接
，尤其涉及一种薄壁电池托盘的搅拌摩擦焊焊接工艺。
技术介绍
目前，新能源汽车对整车的轻量化要求越来越高，车身的轻量化对新能源汽车来说显得越来越重要，其中新能源动力系统的轻量化在整个车身的轻量化中占有很大比重，动力系统的轻量化设计主要包括电池模组Pack的轻量化和紧凑化，而新能源汽车电池托盘是电池模组Pack轻量化的主要途径，故开发高强度、比重轻材料，结构设计优化是电池托盘是未来的主要方向；目前，电池托盘多采用钢制或者铝型材制成，这样制成的托盘整体重量较大、焊缝较多，很难满足汽车主机厂对轻量化及连接强度的要求，而采用镁合金薄壁冲压电池托盘可以大幅降低托盘整体重量，只需要在受力部位安装内外加强梁即可达到较高的强度，并且可以在托盘上焊接盖板形成水冷通道，这样制作出来的电池托盘重量轻、强度高，抗冲击性能好，而且成本低，现有的薄壁电池托盘焊接工艺焊接出来的薄壁电池托盘会出现拱起、翘曲、涨开等现象，薄壁电池托盘的焊接质量不高，薄壁电池托盘的焊接需要更优化的工艺方案，才能保证焊接质量，因此，本专利技术提出一种薄壁电池托盘的搅拌摩擦焊焊接工艺，以解决现有技术在的不足之处。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种薄壁电池托盘的搅拌摩擦焊焊接工艺，通过在焊接前进行多处打点预焊处理以及利用前导滚轮下压盖板可以保证焊接时薄壁电池托盘结构不会拱起、翘曲以及因为水道内空气过热而产生涨开现象，利用前导滚轮下压盖板还可以保证焊接时的压紧力，防止零件跑位，通过设计焊接路线和焊接顺序，能够防止焊接时向一个方向发生变形或者发生翘曲。本专利技术提出一种薄壁电池托盘的搅拌摩擦焊焊接工艺，包括以下步骤：步骤一：设计薄壁电池托盘结构，将薄壁电池托盘设计为包括箱体、盖板、内梁和外梁，所述箱体下方两侧设有内梁，所述箱体上设有盖板，所述箱体和盖板为冲压薄壁件，且所述箱体为盒式结构，所述盖板冲压有凹槽，所述凹槽在盖板与箱体叠焊后形成-米的水道，所述箱体上方两侧设有外梁，然后根据薄壁电池托盘的结构组成依次安装固定箱体、盖板和内梁；步骤二：在盖板上进行焊接前的多处打点预焊处理，首先设计打点预焊路线，然后进行多处打点，多处打点时控制相邻点之间的间距；步骤三：使用安装在搅拌头前方的前导滚轮下压盖板，然后根据盖板的冲压凹槽规划焊接轨迹，盖板凹槽与箱体之间形成复杂水道对电池托盘进行冷却，采用两层叠焊的方式对盖板与箱体之间进行焊接处理；步骤四：两层叠焊作业结束后，清除需要进行四层叠焊区域内步骤三产生的焊接飞边；步骤五：安装外梁，再次使用安装在搅拌头前方的前导滚轮下压盖板，然后采用四层叠焊的方式对已经清除飞边的四层叠焊区域进行叠焊处理；步骤六：取出焊接好的薄壁电池托盘，然后利用专用气密检测装置对薄壁电池托盘进行气密性检测。进一步改进在于：所述步骤一中安装固定箱体、盖板和内梁后，需要对安装固定精度进行验收，确保箱体、盖板和内梁完全符合验收标准后再进行下一步骤的操作。进一步改进在于：所述步骤二中设计打点预焊路线时，将打点预焊路线设计为由五条打点预焊路线组成，包括第一打点线、第二打点线、第三打点线、第四打点线和第五打点线。进一步改进在于：所述步骤二中进行多处打点预焊处理时，第一打点线、第二打点线、第三打点线、第四打点线和第五打点线上的转弯处需要密集打点，转弯处相邻点之间间距小于非转弯处的相邻点之间的间距。进一步改进在于：所述步骤三中设计焊接路线时，具体为：将焊接路线设计为由五条双层叠焊轨迹组成，包括第一焊接轨迹、第二焊接轨迹、第三焊接轨迹、第四焊接轨迹和第五焊接轨迹，且第一焊接轨迹、第二焊接轨迹、第三焊接轨迹、第四焊接轨迹和第五焊接轨迹分别与第一打点线、第二打点线、第三打点线、第四打点线和第五打点线相对应。进一步改进在于：所述步骤五中进行四层叠焊时的焊接轨迹需要超过步骤三中两层叠焊时产生的焊接轨迹以保证水道的封闭性。进一步改进在于：所述步骤三中进行两层叠焊时，焊接顺序按照第一焊接轨迹、第二焊接轨迹、第三焊接轨迹、第四焊接轨迹和第五焊接轨迹依次进行焊接或按照任意顺序进行焊接。本专利技术的有益效果为：通过设计薄壁电池托盘结构，在盖板上冲出凹槽，盖板与壳体叠焊后可以提供7-10米的水道，薄壁电池托盘本体就带有水冷功能，不需要单配水冷板，紧凑了结构，扩展了内部尺寸空间，可以安装更多的电池模块，并且大大降低了薄壁电池托盘的重量从而大大提高了能量密度，通过设计内梁和外梁可以提高薄壁电池托盘的强度，通过在焊接前进行多处打点预焊处理以及使用前导滚轮下压盖板可以保证焊接时薄壁电池托盘结构不会拱起、翘曲以及因为水道内空气过热而产生涨开现象，使用前导滚轮下压盖板还可以保证焊接时的压紧力，防止零件跑位，通过设计焊接轨迹路线和焊接顺序，能够防止焊接时向一个方向发生变形或者发生翘曲。附图说明图1为本专利技术薄壁电池托盘结构示意图；图2为本专利技术打点预焊线路示意图；图3为本专利技术双层叠焊轨迹示意图；图4为本专利技术四层叠焊轨迹示意图。其中：1、箱体；2、盖板；3、内梁；4、外梁；5、凹槽。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据图1、2、3、4所示，本实施例提出一种薄壁电池托盘的搅拌摩擦焊焊接工艺，包括以下步骤：步骤一：设计薄壁电池托盘结构，将薄壁电池托盘设计为包括箱体1、盖板2、内梁3和外梁4，所述箱体1下方两侧设有内梁3，所述箱体1上设有盖板2，所述箱体1和盖板2为冲压薄壁件，且所述箱体1为盒式结构，所述盖板2冲压有凹槽5，所述凹槽5在盖板2与箱体1叠焊后形成8.5米的水道，所述箱体1上方两侧设有外梁4，然后根据薄壁电池托盘的结构组成依次安装固定箱体1、盖板2和内梁3，安装固定箱体1、盖板2和内梁3后，需要对安装固定精度进行验收，确保箱体1、盖板2和内梁3完全符合验收标准后再进行下一步骤的操作；步骤二：在盖板2上进行焊接前的多处打点预焊处理，首先设计打点预焊路线，设计打点预焊路线时，将打点预焊路线设计为由五条打点预焊路线组成，包括第一打点线、第二打点线、第三打点线、第四打点线和第五打点线，然后进行多处打点，多处打点时控制相邻点之间的间距相同，第一打点线、第二打点线、第三打点线、第四打点线和第五打点线上的转弯处需要密集打点，转弯处相邻点之间间距小于非转弯处的相邻点之间的间距；步骤三：使用安装在搅拌头前方的前导滚轮下压盖板2，然后根据打点预焊路线设计焊接路线，设计焊接路线时，具体为：将焊接路线设计为由五条双层叠焊轨迹组成，包括第一焊接轨迹、第二焊接轨迹、第三焊接轨迹、第四焊接轨迹和第五焊接轨迹，且第一焊接轨迹、第二焊接轨迹、第三焊接轨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄壁电池托盘的搅拌摩擦焊焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一：设计薄壁电池托盘结构，将薄壁电池托盘设计为包括箱体(1)、盖板(2)、内梁(3)和外梁(4)，所述箱体(1)下方两侧设有内梁(3)，所述箱体(1)上设有盖板(2)，所述箱体(1)和盖板(2)为冲压薄壁件，且所述箱体(1)为盒式结构，所述盖板(2)冲压有凹槽(5)，所述凹槽(5)在盖板(2)与箱体(1)叠焊后形成7-10米的水道，所述箱体(1)上方两侧设有外梁(4)，然后根据薄壁电池托盘的结构组成依次安装固定箱体(1)、盖板(2)和内梁(3)；/n步骤二：在盖板(2)上进行焊接前的多处打点预焊处理，首先设计打点预焊路线，然后进行多处打点，多处打点时控制相邻点之间的间距；/n步骤三：使用安装在搅拌头前方的前导滚轮下压盖板(2)，然后根据盖板的冲压凹槽规划焊接轨迹，盖板凹槽与箱体之间形成复杂水道对电池托盘进行冷却，采用两层叠焊的方式对盖板(2)与箱体(1)之间进行焊接处理；/n步骤四：两层叠焊作业结束后，清除需要进行四层叠焊区域内步骤三产生的焊接飞边；/n步骤五：安装外梁(4)，再次使用安装在搅拌头前方的前导滚轮下压盖板(2)，然后采用四层叠焊的方式对已经清除飞边的四层叠焊区域进行叠焊处理；/n步骤六：取出焊接好的薄壁电池托盘，然后利用专用气密检测装置对薄壁电池托盘进行气密性检测。/n...

【技术特征摘要】
1.一种薄壁电池托盘的搅拌摩擦焊焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：设计薄壁电池托盘结构，将薄壁电池托盘设计为包括箱体(1)、盖板(2)、内梁(3)和外梁(4)，所述箱体(1)下方两侧设有内梁(3)，所述箱体(1)上设有盖板(2)，所述箱体(1)和盖板(2)为冲压薄壁件，且所述箱体(1)为盒式结构，所述盖板(2)冲压有凹槽(5)，所述凹槽(5)在盖板(2)与箱体(1)叠焊后形成7-10米的水道，所述箱体(1)上方两侧设有外梁(4)，然后根据薄壁电池托盘的结构组成依次安装固定箱体(1)、盖板(2)和内梁(3)；
步骤二：在盖板(2)上进行焊接前的多处打点预焊处理，首先设计打点预焊路线，然后进行多处打点，多处打点时控制相邻点之间的间距；
步骤三：使用安装在搅拌头前方的前导滚轮下压盖板(2)，然后根据盖板的冲压凹槽规划焊接轨迹，盖板凹槽与箱体之间形成复杂水道对电池托盘进行冷却，采用两层叠焊的方式对盖板(2)与箱体(1)之间进行焊接处理；
步骤四：两层叠焊作业结束后，清除需要进行四层叠焊区域内步骤三产生的焊接飞边；
步骤五：安装外梁(4)，再次使用安装在搅拌头前方的前导滚轮下压盖板(2)，然后采用四层叠焊的方式对已经清除飞边的四层叠焊区域进行叠焊处理；
步骤六：取出焊接好的薄壁电池托盘，然后利用专用气密检测装置对薄壁电池托盘进行气密性检测。


2.根据权利要求1所述的一种薄壁电池托盘的搅拌摩擦焊焊接工艺，其特征在于：所述步骤一中安装固定箱体(1)、盖板(2)和内梁(3)后，需要对安装固定精度进行验收，确保箱体(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓军，王春桂，谭锦红，罗斌，董春林，赵运强，易耀勇，黄东升，何金全，张露，
申请(专利权)人：广东省焊接技术研究所广东省中乌研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44