[发明专利]用于方形锂电池引线的激光焊接方法及激光焊接设备

说明书

本发明公开了一种用于方形锂电池引线的激光焊接方法及激光焊接设备，其特征在于，它是在焊接开始时，通过CCD相机先拍摄照片，经计算机处理后得知正负极引线和电池端盖位置，再根据设定的Y轴模组的速度计算出光纤发生器的出光时机，并生成相应Y轴模组电机的波形和激光器出光的波形；数据部署到工控机完成后，直线模组开始带动焊接头进行一往一复两次运动，第一次运动时完成铝质引线焊接，第二次运动时完成镍质引线焊接；直线模组带动CCD相机运动，收集焊接完成后工件的图像，判断焊缝的质量并生成报告。本发明焊接效果较好，成的熔池熔宽比较理想。

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，更具体的是涉及一种方形锂电池的引线激光焊接加工方法及设备。

背景技术

激光焊接，是一种以聚焦的激光束作为能源轰击焊件产生热量进行焊接的方法，具有清洁、安全、高效、精密的特点。目前在方形锂电池的引线焊接领域中，方形锂电池向小型化、精密化的方向发展，对焊接的效率、精度、可靠性的要求越来越高，传统的焊接方式已很难适应这样的要求。引线是由方形锂电池封装体由内向外引出的导线，而引线焊接质量与电池的安全性、可靠性密切相关。如果引线焊接不牢固，轻则使电池不能正常输出电力导致系统故障，重则使电池异常发热导致燃烧和爆炸，进而形成严重的安全事故。因此市场迫切需要一种牢固可靠又足够精密的焊接方法去完成方形锂电池的引线焊接，由此激光焊接技术脱颖而出。方形电池端盖的材质为铝，铝端盖亦是电池的正极；铝端盖上嵌有隔着绝缘片的镍负极；电池制造时需要使铝引线和铝端盖焊接，镍引线与镍负极焊接，且铝引线与镍引线间存在高度差；传统的激光焊接方法需要分两步完成焊接，且炸点、拖尾、焊洞等焊接缺陷也常有发生，因此引线焊接的效率难以提升。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种实现一步完成正极和负极引线焊接，而且焊接表面平滑无毛刺，解决了炸点、拖尾、焊洞等缺陷问题的用于方形锂电池引线的激光焊接方法。

本发明的另一目的是提供一种可以形成一种特定深宽比的熔池，使引线和端盖牢固结合的用于方形锂电池引线的激光焊接设备。

本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种用于方形锂电池引线的激光焊接方法，其特征在于，它是在焊接开始时，通过CCD相机先拍摄照片，经计算机处理后得知正负极引线和电池端盖位置，再根据设定的Y轴模组的速度计算出光纤发生器的出光时机，并生成相应Y轴模组电机的波形和激光器出光的波形；数据部署到工控机完成后，直线模组开始带动焊接头进行一往一复两次运动，第一次运动时完成铝质引线焊接，第二次运动时完成镍质引线焊接；直线模组带动CCD相机运动，收集焊接完成后工件的图像，判断焊缝的质量并生成报告，实现一步完成正极和负极引线焊接，而且焊接表面平滑无毛刺，解决了炸点、拖尾、焊洞等缺陷问题。

作为上述方案的进一步说明，所述Y轴模组速度为150-300mm/s；焊接0.21mm厚的铝质引线时，功率为75-85%，此时焊接效果较好，形成的熔池熔宽比较理想；焊接0.16mm厚的镍质引线时，功率为30-40%，此时焊接效果较好，成的熔池熔宽比较理想。

一种用于方形锂电池引线的激光焊接设备，其特征在于，它包括机台及其上设置的载具移动模组、上料输送带、上料气缸、焊接头安装座、Y轴模组、Z轴调节台、百分表、焊接头和CCD相机。

焊接头和CCD相机分别设置在Z轴调节台上，Z轴调节台活动设置在Y轴模组上，Y轴模组固定在焊接头安装座上，用于带动焊接头和CCD相机Y轴位移；CCD相机可收集焊接前后的图像，传输到位于外部的计算机中。

载具移动模组上设置有载具，用于承载工装治具。

Z轴位移台与百分表配合，用于调整焊接头与CCD相机的Z轴位置，使从焊接头中射出的激光精确聚焦在工件上，焊接头可通过光纤接收位于外部的特制激光发生器产生的激光，把激光整形、聚焦后打在要焊接的工件上。