[实用新型]用于电池盒封装的激光振镜扫描焊接保护气装置

说明书

本实用新型公开了用于电池盒封装的激光振镜扫描焊接保护气装置，包括：一组电池盒、用于固定电池盒的夹具和焊接保护气装置，焊接保护气装置中设有一组气帘体和供气组件，气帘体设于夹具的内侧，且所述气帘体上设有进气管接头，供气组件与进气管接头连接，气帘体中设有进气流通道和压缩气流喷射通道，压缩气流喷射通道穿过气帘体上侧面延伸出，气帘体上侧面上设有与压缩气流喷射通道连通的一组导气孔，气帘体上侧面与盖板连接，形成具有保护功能的压缩保护导气侧吹通道。本实用新型保护气装置的气管接头可以接保护气管，气帘体引入的流量大，经过压缩气流喷射通道压缩、加速后的气体流量大，气压强，有效保护熔池避免焊接过程中工件氧化。

技术领域

本实用新型属于电池制造领域，特别涉及一种用于电池盒封装的激光振镜扫描焊接保护气装置。

背景技术

新能源电动汽车用锂电池与传统的铅酸电池、镍氢电池相比，其比能量高、比功率大，易实现快速充电和深度放电，寿命长，是目前动力电池的主要发展方向。锂离子动力电池电芯的三种基本构型为圆柱卷绕式、方形层叠式和方形卷绕式，分别对应于柱状电池、软包电池、方形电池。方形卷绕式结合了方形层叠式的外观特征和圆柱卷绕式的极板制作方法，具有空间利用率高、生产效率高的优点，其封装形式主要采用硬壳方式，材料主要有钢壳和铝壳，根据方形构型内部正负极片的排列方式，该电芯硬壳为方形。采用方形绕卷、方形外壳方式，散热性好、成组易设计、可靠性高、含防爆阀更为安全、高硬度。

动力电池电芯壳体材料多采用铝合金，最优选择连续激光焊接方式，以减小裂纹敏感性。在激光焊接过程中，激光光束高功率密度的输入，使得被焊工件材料表面局部剧烈蒸发气化形成金属蒸气，金属蒸气进一步在高功率密度激光作用下发生电离形成光致等离子体，分布于匙孔内外。孔外金属蒸气、光致等离子体对于入射激光光束产生散射、反射和离焦等衰减作用，对入射激光产生屏蔽效应，影响激光振镜扫描焊接过程中材料对激光能量的吸收以及激光焊接过程的稳定性，甚至会造成焊接过程的中断，从而影响焊缝的熔深，导致气孔的产生和焊缝的成分组织等焊缝性能改变。

一般地，为避免烟尘和等离子体削弱激光投射到工件表面上的能量，采用通过在激光焦点旁加装集中吹气管、以惰性气体为保护气的方案，这种方案在激光焦点固定且短焦距焊接技术中易于实现，并能取得较好效果，然而，在激光远程、振镜扫描焊接技术中，焦点或焦距可能不是固定的，可通过可移动的聚焦镜来调节焦距，通过物镜放大聚焦镜的调节作用，焦点在轴向或三维空间内是可变的，因此，保护气喷射口位置难以跟随激光焦点位置而变化。

现有常规的激光远焦距焊接技术中，激光振镜远程焊接头和可变焦距焊接头上一般没有设置对焊缝的保护系统，在焊接过程中没有吹送保护气，其激光焊接质量和焊接效率均较低，焊接过程中产生的烟尘及等离子体飞扬现象更为严重，这样，进而使得焊接工艺容易出现焊接缺陷，电芯电池盒的不良品率大大提升。

因此，需要在工件的夹持工装结构上安装专用的吹气系统，根据锂离子电池盒的结构特征，设计开发紧凑有效的保护气吹送装置。目前，通常采用喷射保护气体主要有侧吹式和同轴式，保护气体可以是He、Ar、N2或者是CO2，采用纯氦作为保护气，光束能量不受阻碍地直达工件表面，可以得到较大熔深，但其分子量较小，需要较大的流速，以确保有效地将激光光束路径上的金属蒸汽排出，这是激光焊接时使用最有效的保护气体，但大量采用纯氦价格较贵，增加了生产成本。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种用于电池盒封装的激光振镜扫描焊接保护气装置，其结构简单，设计合理，有效保护熔池避免焊接过程中工件氧化；同时可驱散高功率激光焊接产生的等离子屏蔽。