一种用于燃料电池双极板激光焊接的夹具制造技术

本实用新型专利技术公开一种用于燃料电池双极板激光焊接的夹具，包括底板组件和盖板组件，所述盖板组件包括盖板本体和等高块，若干所述等高块之间设有焊接路径，每个所述等高块分别与所述盖板本体之间设有微动间隙；所述等高块通过弹性压块导轴组件与所述盖板本体连接，所述等高块与所述盖板本体之间还设有弹簧，所述弹簧的压并高度大于一对所述弹簧孔的孔深之和；所述底板组件包括底板本体和底板定位销组件；本夹具通过底板组件和盖板组件的配合设置，能够有效夹持所述双极板，夹持稳定可靠且不会损坏所述双极板，并且能够预留出合理的焊接路径，便于激光快速焊接，夹持过程快速简单，无需人为调整，所述盖板组件能够自适应的夹持好所述双极板。述双极板。述双极板。

【技术实现步骤摘要】
一种用于燃料电池双极板激光焊接的夹具


[0001]本技术涉及到双极板焊接夹具
，具体涉及到一种用于燃料电池双极板激光焊接的夹具。

技术介绍

[0002]燃料电池是继原发电技术之后的新兴发电技术，同时也是一种无污染、高效率、无噪声和可连续工作的动力装置。燃料电池的原理是将化学能转化成电能，最终产物是水，是公认的最环保的技术，被称为终极清洁燃料。氢氧燃料电池是以氧气作为氧化剂，以氢气作为燃料，然后通过燃料的各种化学反应，进而将产生的化学能转化为电能的一种电池。这类电池具有容量大、比能量高、转化效率高和功率范围广等多个优点，而双极板作为燃料电池中的重要组件之一，对电池的寿命和性能都有决定性的作用。
[0003]金属双极板是通过薄板冲压成型，具有良好的导电性、导热性、机械性能，强度高，阻气性好，加工成本低，易实现大规模生产，使金属双极板成为燃料电池双极板的发展方向。金属双极板一般先用薄板制成阳极和阴极，然后将两者焊接在一起，中间形成流道；为了快速准确的焊接双极板，需要专门夹持双极板的焊接夹具。
[0004]如中国专利技术专利申请(公开号：CN110534764A)公开了一种燃料电池金属双极板焊接夹具，包括吸盘和压板，吸盘上设置有第一凹槽，第一凹槽与双极板的第一极板相适配，压板上设置有第二凹槽，第二凹槽与双极板的第二极板相适配，吸盘与压板相吸合，将双极板压紧在吸盘和压板之间。该焊接夹具通过吸盘和压板固定双极板，由于双极板的外轮廓并非标准的直板，压板在下压时不利于间隙的控制，夹持力度控制不当容易接触双极板并压坏双极板。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于燃料电池双极板激光焊接的夹具。
[0006]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0007]一种用于燃料电池双极板激光焊接的夹具，包括用于夹持双极板的底板组件和盖板组件，所述盖板组件包括盖板本体，以及浮动设置在所述盖板本体下方的分块压板，所述分块压板以所述双极板的基本轮廓布置在所述盖板本体的下方，所述分块压板为若干相互间非接触的等高块，若干所述等高块之间设有焊接路径，每个所述等高块分别与所述盖板本体之间设有微动间隙；所述等高块通过弹性压块导轴组件与所述盖板本体连接，所述等高块与所述盖板本体之间还一一对应的设有若干弹簧孔，每对所述弹簧孔内分别设有弹簧，所述弹簧的压并高度大于一对所述弹簧孔的孔深之和；所述底板组件包括底板本体，以及设置在所述底板本体上可拆卸的若干底板定位销组件，所述底板定位销组件用于双极板的定位，所述底板本体上还设有若干衬套，所述衬套用于连接所述盖板本体上的定位柱。
[0008]本夹具通过所述底板组件和所述盖板组件的配合设置，能够有效夹持所述双极
板，夹持稳定可靠且不会损坏所述双极板，并且能够预留出合理的焊接路径，便于激光快速焊接，夹持过程快速简单，无需人为调整，所述盖板组件能够自适应的夹持好所述双极板。
[0009]所述盖板组件为双层结构，上方的所述盖板本体执行整体的上下运动，并用于活动连接下方的分块压板，所述分块压板下行时会压住双极板；所述分块压板由较多的所述等高块布置而成，不论长度方向、宽度方向还是内外圈均布置为所述等高块，这样能够更加灵活的夹持所述双极板。
[0010]所述等高块与所述盖板本体之间是设有微动间隙的，在最大夹持力下，该间隙依然会存在，不会因为盖板高度过高而影响吹气保护效果；这个微动间隙是依靠所述弹簧的形变进行调节的，所述弹簧是独立设置在所述弹簧孔中，在确保基本变形和位置微调时，还能够让弹簧自身的压并高度对最小的微动间隙进行限位，确保等高块并不会直接与盖板本体接触。
[0011]所述弹性压块导轴组件具有导向作用，能够让所述盖板本体和所述等高块均同向移动；通常情况下弹簧是装配在所述弹性压块导轴组件上的，因为弹簧和轴套设在一起不仅能够导向还能够减少偏向力，但是这种布置方式有可能让等高块与盖板本体直接接触而消除了最小的间隙；本申请将所述弹簧分开设置，虽然会存在较小的偏向力，但是能够保证高度差，也就是所述微动间隙，由于具有众多的弹簧和弹性压块导轴组件的设置，对于整体而言偏向力可以忽略不计，对夹持不产生实质影响。
[0012]进一步的，所述弹性压块导轴组件包括轴套、T形导轴和连接螺栓，所述盖板本体上设有上下贯穿的T形孔，所述等高块上设有与所述T形孔对应设置的上沉孔和下沉孔，所述T形导轴上套设所述轴套并设置在所述T形孔中，所述T形导轴的下端伸至所述上沉孔中，所述连接螺栓从所述下沉孔向上穿入所述上沉孔并与所述T形导轴螺接固定。
[0013]采用这种连接方式，能够让所述等高块活动的吊设在所述盖板本体的下方，一方面能够跟随所述盖板本体一起移动，另一方面在受到双极板的反作用力时能够相对所述盖板本体向上移动；所述T形导轴具有导向和连接作用，通过所述T形孔的限位，所述T形导轴具有最低下限位置，上行时其端部可以从T形孔中穿出，上浮的限位依靠旁边设置的弹簧完成；所述下沉孔的设置能够隐藏所述连接螺栓的端部，配合所述上沉孔的设置，不论下行还是上浮所述连接螺栓的下端均不会露出所述等高块，确保所述等高块的下端面平整；所述下沉孔和所述上沉孔的配合四周具有限位作用，对所述连接螺栓的螺栓头上端面进行限位，对所述T形导轴的下端部进行限位。
[0014]进一步的，每个所述等高块上至少连接两组所述弹性压块导轴组件，每个所述等高块上设置1～3个所述弹簧孔，所述弹簧孔位于相邻的所述弹性压块导轴组件之间。
[0015]进一步的，所述弹簧用于控制所述微动间隙，所述弹簧在压缩至压并高度时，所述微动间隙不超过0.5mm。也就是利用的弹簧本体的高度对所述微动间隙进行最小限位。
[0016]进一步的，每条边上的宽度方向至少设置内外两块所述等高块，邻的所述等高块之间的间隙在内外圈上错开设置。除焊接路径之外的这些间隙基本为错开设置。
[0017]由于整个所述分块压板的轮廓是由这些等高块形成的，等高块在布置时有意错开设置，能够避免在某一截面上出现贯穿的间隙；这样在焊接路径的两侧不会同时出现相对应的间隙，减少对焊接受力及焊缝的影响。
[0018]进一步的，所述等高块包括矩形结构、L形结构和带弧形缺口的方形结构，带弧形
缺口的方形结构设置在四角处，在长度方向上至少一对所述等高块还设有相配合的弧形凸起结构和弧形凹槽结构。
[0019]多种形状的等高块的设置，能够根据双极板的形状灵活的拼成压板形状，在压住双极板的同时留出所述焊接路径。
[0020]进一步的，所述焊接路径至少为一条，所述焊接路径为对称分拆结构，所述盖板本体上设有与所述焊接路径对应的激光焊接槽。
[0021]进一步的，所述底板定位销组件包括嵌设在所述底板本体中的安装座，所述安装座的两侧分别通过沉头螺栓与所述底板本体连接，所述安装座的中部设有带台阶结构的竖向通孔，所述竖向通孔内套设有定位销，所述定位销的中部设有一圈卡合凸起，所述卡合凸起抵接在所述台阶结构处，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于燃料电池双极板激光焊接的夹具，包括用于夹持双极板的底板组件和盖板组件，其特征在于，所述盖板组件包括盖板本体，以及浮动设置在所述盖板本体下方的分块压板，所述分块压板以所述双极板的基本轮廓布置在所述盖板本体的下方，所述分块压板为若干相互间非接触的等高块，若干所述等高块之间设有焊接路径，每个所述等高块分别与所述盖板本体之间设有微动间隙；所述等高块通过弹性压块导轴组件与所述盖板本体连接，所述等高块与所述盖板本体之间还一一对应的设有若干弹簧孔，每对所述弹簧孔内分别设有弹簧，所述弹簧的压并高度大于一对所述弹簧孔的孔深之和；所述底板组件包括底板本体，以及设置在所述底板本体上可拆卸的若干底板定位销组件，所述底板定位销组件用于双极板的定位，所述底板本体上还设有若干衬套，所述衬套用于连接所述盖板本体上的定位柱。2.根据权利要求1所述的用于燃料电池双极板激光焊接的夹具，其特征在于，所述弹性压块导轴组件包括轴套、T形导轴和连接螺栓，所述盖板本体上设有上下贯穿的T形孔，所述等高块上设有与所述T形孔对应设置的上沉孔和下沉孔，所述T形导轴上套设所述轴套并设置在所述T形孔中，所述T形导轴的下端伸至所述上沉孔中，所述连接螺栓从所述下沉孔向上穿入所述上沉孔并与所述T形导轴螺接固定。3.根据权利要求1所述的用于燃料电池双极板激光焊接的夹具，其特征在于，每个所述等高块上至少连接两组所述弹性压块导轴组件，每个所述等高块上设置1～3个所述弹簧孔，所述弹簧孔位于相邻的所述弹性压块导轴组件之间。4.根据权利要求1所述的用于燃料电池双极板激光焊接的夹具，其特征在于，所述弹簧用于控制所述微动间隙，所述弹簧在压缩至压并高度时，所述微...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨田，程英，徐华生，刘忠华，王建刚，
申请(专利权)人：武汉华工激光工程有限责任公司，
类型：新型
国别省市：