激光焊接方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光焊接方法及装置，该方法包括以下步骤：利用夹具将待焊接件固定，所述待焊接件包括待焊接的接缝；以及利用激光器输出点环光束，控制焊接头对所述点环光束聚焦并沿预定的轨迹对所述接缝进行摆动焊接，通过利用所述点环光束进行摆动焊接，从而得到无附着无飞溅，无咬边、无裂纹、气孔少、结合面连接宽度大、成型好、质量高的焊缝，本发明专利技术具有重要的科学与工程意义，应用前景广泛。

【技术实现步骤摘要】
激光焊接方法及装置
本专利技术涉及激光焊接领域，具体涉及一种激光焊接方法及装置。
技术介绍
锂电池是新能源车辆的核心部件之一，随着全球新能源车辆的高速发展，对锂电池的需求也日益旺盛。在锂电池模组制造过程中，模组的端板和侧板焊接是一道必不可少的工序，其质量优劣影响模组质量的好坏。激光焊接具有功率密度高、光束质量好、能量密度相对集中、寿命长、自动化程度高等优点，在动力电池制造业的铝合金材料焊接中运用十分广泛，因此常用来焊接模组的端板和侧板。模组的端板和侧板一般采用5系铝合金和6系铝合金进行组合焊接保证外框强度。然而这些材料在现有焊接工艺中面临一些问题，其中，焊接裂纹是5系和6系铝合金焊接主要难题之一；其次，非熔透焊接中容易产生大量冶金型和工艺型气孔；另外，模组端板和侧板焊接对焊缝强度要求比较高，难以保证叠焊接头连接宽度达到2mm以上且无咬边等缺陷的焊缝。现有的焊接方法主要包括激光填丝焊接、双光束激光焊接以及普通激光焊接。但是激光填丝焊接的工序复杂、控制困难、焊缝内部气孔多，成本高；双光束焊接虽然可以减少气孔大小，但是并不能有效减少气孔数量，尤其是激光焊接匙孔坍塌导致的小孔型气孔；此外，普通激光焊接也存在气孔多、焊接强度低以及附着飞溅的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种激光焊接方法及装置，旨在改善现有的焊接方法容易产生附着飞溅、裂纹、气孔以及咬边等缺陷。第一方面，本专利技术提供一种激光焊接方法，包括以下步骤：S1.提供包括接缝的待焊件；以及S2.利用激光器输出点环光束，利用焊接头控制所述点环光束沿预定的轨迹对所述接缝进行摆动焊接；其中，所述点环光束包括环形光束和设置于所述环形光束中心的点形光束，以获得无附着飞溅，无咬边、无裂纹、气孔少、结合面连接宽度大、成型好的焊缝。在一些实施例中，所述激光器包括光纤激光器，所述焊接头包括高速振镜激光焊接头。在一些实施例中，所述S1中，所述待焊接件通过夹具固定。在一些实施例中，所述S2中，所述预定的轨迹为周期性的圆形、正弦曲线形或8字形。在一些实施例中，所述焊接头摆动焊接的摆幅为1.5mm～2.2mm，其中当所述预定的轨迹为圆形或8字形时，所述焊接头的摆动焊接的速度为500mm/s～2000mm/s；或者当所述预定的轨迹为正弦曲线形时，所述焊接头的摆动焊接的频率为300Hz～800Hz。在一些实施例中，所述S2中，所述焊接头在进行摆动焊接的同时，还以预定的速度沿所述接缝的延伸方向行进。在一些实施例中，所述预定的速度为80mm/s～120mm/s。在一些实施例中，所述待焊接件包括第一焊接壁和第二焊接壁，所述第一焊接壁和第二焊接壁之间形成所述待焊接的接缝。在一些实施例中，所述S2中，所述第一焊接壁与水平面夹角为90°～100°，所述第一焊接壁与所述第二焊接壁的夹角为0°，所述点环光束与所述第二焊接壁的夹角为80°～100°，所述焊接头在进行摆动焊接的同时，还沿所述接缝延伸的方向由上至下进行焊接，以通过在重力、气孔张力和摆动等作用下，改善平焊时大熔深大摆幅摆动焊接，熔池向中心流动导致的咬边缺陷。在一些实施例中，所述第一焊接壁包括锂电池模组壳体的一侧板，所述第二焊接壁包括锂电池模组的一端板，所述端板的至少一条侧边和所述侧板的至少一条侧边接触形成所述接缝在一些实施例中，所述第一焊接壁和所述第二焊接壁焊接后形成的焊接接头为叠焊接头或止口对接接头。在一些实施例中，所述焊接接头为叠焊接头，所述第一焊接壁厚度为0.8mm～1.5mm，所述第一焊接壁和所述第二焊接壁的接缝的缝间距小于或等于0.3mm；或者所述焊接接头为止口对接接头，所述第一焊接壁厚度为1.5mm～2.5mm，所述第一焊接壁和所述第二焊接壁的接缝的缝间距小于或等于0.5mm。在一些实施例中，所述点形光束的直径为50μm～100μm，所述环形光束的直径为100μm～300μm。在一些实施例中，所述点形光束的输出功率为2kW～6kW，所述环形光束输出的功率为1kW～6kW，所述点形光束和所述环形光束的波长为1060nm～1090nm。在一些实施例中，所述点形光束输出的最大额定功率为3kW～6kW，所述环形光束输出的最大额定功率为2kW～6kW。在一些实施例中，所述S2中，提供保护气体在所述待焊接件的表面，以将所述待焊接件与空气隔离，从而避免待焊接件在焊接过程中被氧化，影响焊接效果。在一些实施例中，所述保护气为氮气或氩气，焊接时，所述氮气或氩气的气流量为10L/min～30L/min。在一些实施例中，所述S2中，所述焊接头对所述点环光束聚焦。在一些实施例中，所述S2中，所述待焊接件的离焦量为-5mm～+10mm。在一些实施例中，所述S1之前，还包括步骤：清洁所述待焊接件。在一些实施例中，所述清洁所述接缝，包括：采用无水乙醇、丙酮或激光清洗方法清洁所述待焊接件。第二方面，本专利技术还提供一种激光焊接装置，该装置包括：激光器和焊接头；其中，所述激光器与所述焊接头连接，所述激光器用于输出点环光束，所述焊接头用于对所述点环光束进行摆动焊接。有益效果：本专利技术提供一种激光焊接方法，通过将点环光束从激光器直接输出，而不需要从焊接头分离，焊接头的摆动不受限制，从而实现无附着飞溅，无咬边、无裂纹、气孔少、结合面连接宽度大、成型好、质量高的焊缝。突破了现有技术中焊接工序复杂、成本高，以及焊缝的内部气孔多、强度低以及附着飞溅的问题。具有重要的科学与工程意义，应用前景广泛。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1是本专利技术实施例提供的激光焊接方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的激光焊接端板和侧板过程中的示意图；图3是本专利技术实施例提供的止口对接接头示意图；图4是本专利技术实施例提供的叠焊接头示意图；图5是本专利技术实施例提供的点环光斑示意图。附图标记说明：1-环形光束；2-点形光束；3-侧板；4-端板；5-焊缝。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，本领域技术人员在没有作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。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。本专利技术实施例提供一种激光焊接方法及装置，通过利用激光器输出点环光束，控制焊接头对所述点环光束聚焦并沿预定的轨迹对所述接缝进行摆动焊接，从而实现无附着飞溅，无咬边、无裂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1.提供包括接缝的待焊件；/nS2.利用激光器输出点环光束，利用焊接头控制所述点环光束沿预定的轨迹对所述接缝进行摆动焊接；/n其中，所述点环光束包括环形光束和设置于所述环形光束中心的点形光束。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.提供包括接缝的待焊件；
S2.利用激光器输出点环光束，利用焊接头控制所述点环光束沿预定的轨迹对所述接缝进行摆动焊接；
其中，所述点环光束包括环形光束和设置于所述环形光束中心的点形光束。


2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述激光器包括光纤激光器，所述焊接头包括高速振镜激光焊接头。


3.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述S2中，所述预定的轨迹为周期性的圆形、正弦曲线形或8字形；
优选的，所述焊接头摆动焊接的摆幅为1.5mm～2.2mm；
优选的，所述预定的轨迹为圆形或8字形，所述焊接头摆动焊接的速度为500mm/s～2000mm/s；或者所述预定的轨迹为正弦曲线形，所述焊接头摆动焊接的频率为300Hz～800Hz。


4.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述S2中，所述焊接头在进行摆动焊接的同时，还以预定的速度沿所述接缝的延伸方向行进；
优选的，所述预定的速度为80mm/s～120mm/s。


5.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述待焊接件包括第一焊接壁和第二焊接壁，所述第一焊接壁和第二焊接壁之间形成所述待焊接的接缝；
优选的，所述S2中，所述第一焊接壁与水平面夹角为90°～100°，所述第一焊接壁与所述第二焊接壁的夹角为0°，所述点环光束与所述第二焊接壁的夹角为80°～100°，所述焊接头在进行摆动焊接的同时，还沿所述接缝延伸的方向由上至下进行焊接；
优选地，所述第一焊接壁包括锂电池模...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翠，吴泽锋，卢昆忠，闫大鹏，汪宣志，史记，
申请(专利权)人：武汉锐科光纤激光技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42