[发明专利]一种电池顶盖封口焊高速焊接装置及方法

说明书

本发明涉及高速焊接技术领域，具体涉及一种电池顶盖封口焊高速焊接装置及方法，该高速焊接装置包括：龙门架、X轴滑轨、Y轴滑台和扫描振镜焊接头。X轴滑轨设于龙门架的上方；Y轴滑台设于龙门架内侧，并位于X轴滑轨下方，且可沿Y轴方向移动；扫描振镜焊接头，可滑动地设于X轴滑轨上，并可沿X轴方向移动；当扫描振镜焊接头和Y轴滑台固定不动时，扫描振镜焊接头单独扫描的速度为V1，当扫描振镜焊接头或者Y轴滑台在扫描振镜焊接头的扫描方向上移动时，扫描振镜焊接头的扫描速度为V2，扫描振镜焊接头或者Y轴滑台的移动速度均为V3，且V1＝V2+V3。能够解决现有技术中扫描振镜焊接头的有效加工范围有限、不能应用于大尺寸的待焊接工件的问题。

技术领域

本发明涉及高速焊接技术领域，具体涉及一种电池顶盖封口焊高速焊接装置及方法。

背景技术

随着新能源汽车行业的蓬勃发展，车用动力电池需求量逐年大幅增长，对其产能和质量的要求越来越高，而且在动力电池的生产过程中，大量采用激光焊接的方式进行各个部位的连接、密封，所以提高激光焊接效率同时保证焊缝质量是亟待解决的问题。

目前动力电池顶盖封口焊主要采用的方法是使用常规光纤激光器，配合普通焊接头或者扫描振镜焊接头进行焊接，尤其是方形动力电池在焊接时会存在以下几点问题：

常规光纤激光器因为光斑能量的分布模式固定，为高斯分布或者平顶分布，两种分布模式均不能够很好的支撑动力电池顶盖封口的高速(＞200mm/s)焊接——高斯分布时，焊缝粗糙，不均匀；平顶分布时，焊缝深宽比小，易变形。采用普通焊接头进行焊接加工时，则必须是焊接头或者动力电池进行高速移动，但是目前的各类机械结构及电机性能均不能很好的保证在方形电池四个转角位置的速度一致性，在高速焊接时四个转角位置因为速度降低而引起激光作用时间变长，进而导致电池烧损，造成质量不合格。采用扫描振镜焊接头焊接可以在其有效加工范围内解决方形电池四个转角的焊接过烧问题，但是目前市面上的高功率扫描振镜焊接头的有效加工范围有限，其范围不超过直径200mm，而动力电池因为能量密度需求越来越高，其尺寸规格也越来越大，已有产品的顶盖尺寸达到近300mm*60mm，远远超过振镜焊接头的有效加工范围，这会导致扫描振镜焊接头不能够直接在这类产品上的应用。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种电池顶盖封口焊高速焊接装置及方法，能够解决现有技术中扫描振镜焊接头的有效加工范围有限，不能应用于大尺寸的待焊接工件的问题。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一方面，本发明提供一种电池顶盖封口焊高速焊接装置，包括：

龙门架；

X轴滑轨，其设于所述龙门架的上方；

Y轴滑台，其设于所述龙门架内侧，并位于所述X轴滑轨下方，用于夹持待焊接工件，且可沿Y轴方向移动；

扫描振镜焊接头，其可滑动地设于所述X轴滑轨上，并可沿X轴方向移动，用于扩大所述扫描振镜焊接头有效焊接范围；

其中，当所述扫描振镜焊接头和Y轴滑台固定不动时，所述扫描振镜焊接头单独扫描的速度为V1，当所述扫描振镜焊接头或者Y轴滑台在所述扫描振镜焊接头的扫描方向上移动时，所述扫描振镜焊接头的扫描速度为V2，所述扫描振镜焊接头或者Y轴滑台的移动速度均为V3，且V1＝V2+V3。

在一些可选的方案中，还包括光束可调激光器，其可发出包括中心光束和环形光束的激光，所述激光通过光纤传输至扫描振镜焊接头。

在一些可选的方案中，所述光纤同轴双芯的形式，中心光束芯径50μm～100μm，环形光束芯径150μm～400μm。

在一些可选的方案中，所述扫描振镜焊接头包括激光扫描振镜头。