[发明专利]一种钠硫电池激光焊接用双工位夹具

说明书

技术领域

本发明涉及化学储能领域的一种钠硫电池激光焊接用双工位夹具。

背景技术

钠硫电池是一种以金属钠为负极活性材料，硫磺为正极活性材料，β”-Al₂O₃电解质陶瓷管为电解质隔膜的二次电池。钠硫电池的工作温度为330～350℃，钠和硫磺均为液态。钠与硫在高温下直接接触极易反应产生大量的热，甚至导致爆炸。因此，钠硫电池对各封接位置的密封性较高。激光焊接具有输入工件的热量低、热变形和热影响区小、焊后高的冷却速度使焊缝组织微细化、焊接致密性高等优点，成为钠硫电池中金属与金属密封焊接最优的选择。

大容量钠硫电池外壳一般是外径较大的薄壁金属管，如由于生产，加工等限制，实际外壳外径椭圆度较差，大致分布在5～20丝，再加上后期组装电池的装配误差及夹具系统误差，累计误差多则可达40丝。公开号为CN102601524A的实用新型专利中公开了钠硫电池制备用真空激光焊接机精度制控装置，由于激光焊接中，离焦量（激光焦点与焊接件焊接点之间的距离）是影响焊接质量的重要因素，因此，在整个焊接过程中要想达到可靠的焊接质量，必须保证离焦量是恒定的值或变化很小。然而上述专利提到的这些装置精度很难达到国内现有钠硫电池的制造水平，同时专利所述方法装取料比较费时。目前，国内生产满足于钠硫电池的外壳，其圆度分布在0-30丝，加上零件的装配误差和夹具精度误差，总累计径向误差分布在5-50丝，轴向窜动误差在0-10丝，在该精度下，焊接质量一致性和可靠性较差。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种钠硫电池激光焊接用双工位夹具，其能够弥补钠硫电池椭圆度不足和装配累计精度误差，保证激光焊接的质量和激光焊接的效率。

实现上述目的的一种技术方案是：一种钠硫电池激光焊接用双工位夹具，包括一块激光保护挡板，以及对应固定在所述激光保护挡板两侧的两个工位;

每个所述工位包括从上至下依次设置的可升降的压头、三点定心装置和底座；

所述三点定心装置包括一个定心夹套，在所述定心夹套的顶面，设有两个固定定心轴承，以及一个弹性定心轴承，所述弹性定心轴承与两个所述固定定心轴承构成等腰三角形，所述弹性定心轴承可在该等腰三角形内，沿着该等腰三角形的对称中心轴弹性伸缩；

所述底座的底面上设有一个驱动电机，两个所述工位上的驱动电机交替工作。

进一步的，在每个所述工位上，所述定心夹套由一个拱形框架和一个条形框架围成，所述拱形框架的第一端部和所述条形框架的第一端部枢轴连接，所述拱形框架的第二端部和所述条形框架的第二端部通过定位销固定。

再进一步的，所述固定定心轴承固定在所述条形框架的顶面上，并且关于所述拱形框架的对称中心轴镜像对称;所述弹性定心轴承固定在所述拱形框架的顶面上。

更进一步的，在每个所述工位上，所述弹性定心轴承包括弹簧，轴承固定架、旋转轴承和固定底板，所述固定底板固定在所述拱形框架的顶面上，所述轴承固定架位于所述固定底板的顶面上，并伸向两个所述固定定心轴承一侧，所述弹簧将所述轴承固定架远离两个所述固定定心轴承的一端与所述固定底板轴向连接，所述旋转轴承位于所述轴承固定架靠近两个所述固定定心轴承的一端，并可在所述轴承固定架靠近两个所述固定定心轴承的一端水平旋转。

还要进一步的，所述固定底板的顶面与所述轴承固定架的底面之间设有导向导轨。

进一步的，每个所述工位上，所述压头包括一个可水平旋转的球头顶针以及一个位于所述球头顶针正下方的过渡接头，所述过渡接头顶面的中心设有一个位于所述球头顶针竖直下方，与所述球头顶针形状对应的凹球面。

再进一步的，每个所述工位上，所述压头在压紧气缸的驱动下升降，所述压头还包括气缸连接杆和球头顶针底座，所述气缸连接杆的顶部与所述压紧气缸的底部连接，所述球头顶针底座连接所述气缸连接杆的底部，并且所述球头顶针底座与所述气缸连接杆之间可以相互转动，所述球头顶针位于所述球头顶针底座底面的中心。

更进一步的，每个所述工位上，所述气缸连接杆与所述球头顶针底座径向之间设有上旋转轴承。

进一步的，每个所述工位上，所述底座上都设有一个定位套，所述定位套的内径大于钠硫电池底部的外径。

再进一步的，两个所述驱动电机下方设有一个驱动所述激光保护挡板转动的底部旋转传动装置，所述底部旋转传动装设有可与两台驱动电机对应连接的电机闭合端，电机断路端。