[发明专利]多层极耳激光焊接控制系统及激光焊接设备

说明书

本申请涉及一种多层极耳激光焊接控制系统及激光焊接设备。多层极耳激光焊接控制系统包括振镜系统和控制装置，振镜系统连接控制装置；振镜系统将激光偏转至多层极耳焊接区域，控制装置按照预设目标控制振镜系统运动，预设目标为使偏转至多层极耳焊接区域的激光的焊接轨迹为螺旋图形。采用本申请，可以提高多层极耳的焊接质量，降低气体问题和热裂纹问题对极耳焊接层数的限制，可以满足更多层数极耳的焊接需求。

技术领域

本申请涉及焊接技术领域，特别是涉及一种多层极耳激光焊接控制系统及激光焊接设备。

背景技术

目前，电池电芯的发展趋势是越来越厚、层数越来越大，而多层极耳的激光焊接则成了行业难题。

对多层电芯极耳进行激光焊接，传统的方式是激光发生器直接扫描激光焊接。多层极耳激光焊接的难点有两个：第一，超声焊区域箔材与箔材之间存在气隙，激光焊接过程中，这些气隙会在熔池内引入气体，同时由于氢在液态金属内溶解度远高于固态金属内的溶解度，当熔池内液态金属快速凝固时，气隙引入的气体和熔池内溶解的氢无法及时排出，形成大量气孔，影响到焊接接头的强度；第二，对于正极材料的铝，由于其特殊的物理特性，从液态凝固为固态时，会产生收缩，收缩比在5～6％，这就导致在焊接的焊缝边缘容易产生热裂纹，形成极片焊接位置的断层，影响到电池电芯的过流能力。

传统的多层极耳激光焊接受上述两大缺陷所限，能做到的最大层数是80层，无法满足更多层数极耳的焊接需求。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够满足更多层数极耳焊接需求的多层极耳激光焊接控制系统及激光焊接设备。

一种多层极耳激光焊接控制系统，包括振镜系统和控制装置，所述振镜系统连接所述控制装置；

所述振镜系统将射入的激光偏转至多层极耳焊接区域，所述控制装置按照预设目标控制所述振镜系统运动，所述预设目标为使偏转至所述多层极耳焊接区域的激光的焊接轨迹为螺旋图形。

在其中一个实施例中，所述振镜系统包括第一镜片、第二镜片、第一扫描电机、第二扫描电机、第一驱动电路和第二驱动电路；

所述第一镜片和所述第二镜片相互垂直，所述第一镜片由所述第一扫描电机控制，所述第一扫描电机连接所述第一驱动电路，所述第二镜片由所述第二扫描电机控制，所述第二扫描电机连接所述第二驱动电路，所述第一驱动电路和所述第二驱动电路连接所述控制装置；

所述控制装置控制所述第一驱动电路驱动所述第一扫描电机带动所述第一镜片运动，所述控制装置控制所述第二驱动电路驱动所述第二扫描电机带动所述第二镜片运动，所述激光依次经过所述第一镜片和所述第二镜片后偏转至所述多层极耳焊接区域。

在其中一个实施例中，所述振镜系统还包括入射聚焦镜，所述入射聚焦镜设置于所述第一镜片入射激光的一侧，所述激光经过所述入射聚焦镜后到达所述第一镜片。

在其中一个实施例中，所述振镜系统还包括出射聚焦镜，所述出射聚焦镜设置于所述第二镜片出射激光的一侧。

在其中一个实施例中，所述螺旋图形的螺旋线间距的最大值为所述激光的熔池直径。

在其中一个实施例中，所述预设目标为使偏转至所述多层极耳焊接区域的激光的焊接轨迹为由内而外螺旋的螺旋图形。

在其中一个实施例中，所述螺旋图形为顺时针螺旋图形。

在其中一个实施例中，所述螺旋图形为逆时针螺旋图形。

一种激光焊接设备，包括激光发生器和上述的多层极耳激光焊接控制系统，所述激光发生器连接所述多层极耳激光焊接控制系统的控制装置；