焊接翻边消除装置及方法与流程

本发明属于锂电池制造领域，具体涉及一种焊接翻边消除装置及方法。

背景技术：

1、在锂电池制造过程中，电池外壳和电池顶部盖板需要使用激光进行密封焊接，形成完整的电池壳体。在焊接过程中，电池外壳和电池顶部盖板的焊接区母材相互融合，导致体积增加，体积增加又会导致焊接后会形成高于母材的焊接翻边（又称余高），焊接翻边通常高于母材0.1 mm~0.5 mm。若翻边超过0.2 mm，电池成组后，各焊接翻边相互接触摩擦，将会导致电池外包裹的绝缘膜被破坏失效，进而导致整个电池模组发生短路或热失控风险会明显升高。

2、为解决该问题，现有技术中提出降低焊接功率和/或提升焊接速度，翻边会得到抑制，但是焊接强度及密封性不达标，进而对电池焊接良率造成很大影响。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出一种焊接翻边消除装置及方法，能够降低电池顶部盖板焊接后形成的高于母材的焊接翻边，避免电池短路的风险。

2、为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

3、第一方面，本发明中提供了一种焊接翻边消除装置，包括：

4、第一激光器；

5、第一振镜，与所述第一激光器通过光纤相连；

6、驱动装置，与所述第一振镜相连，驱动第一振镜沿着焊接翻边行进；

7、高度采集模块，用于采集焊接翻边的高度；

8、控制器，分别与所述第一激光器、第一振镜、驱动装置和高度采集模块相连。

9、基于上述方案，可以利用控制器通过不断将削切后焊接翻边的高度与高度阈值进行对比，重复执行预定的削切步骤，直至削切后焊接翻边的高度小于设定的高度阈值，能够有效降低电池顶部盖板焊接后形成的高于母材的焊接翻边，避免电池短路的风险。同时，通过预先建立高度与激光参数之间的映射关系，可实现不同高度的焊接翻边的削切，准确将焊接翻边消除的同时，不损坏位于电池壳体内的电芯。

10、结合第一方面，可选地，所述焊接翻边消除装置还包括：

11、第二激光器，与所述控制器电相连；

12、第二振镜，通过光纤与所述第二激光器相连，并与控制器电相连，还与驱动装置固定相连，由所述驱动装置驱动沿着焊接翻边行进。

13、上述方案中，利用第二激光器和第二振镜配合进行削切痕迹的修复，防止削切痕迹的边缘过于锋利，电池成组后，各焊接翻边相互接触摩擦，将会导致电池外包裹的绝缘膜被破坏失效，进而导致整个电池模组发生短路或热失控风险会明显升高。

14、结合第一方面，可选地，所述焊接翻边消除装置还包括：

15、除尘装置，与所述控制器电相连，用于在削切过程中，实时将削切产生的废料吸走。

16、上述方案中，通过在削切过程中，实时削切产生的废料（比如颗粒、粉尘等）吸走，避免废料残留于电池表面或焊缝处，防止后续使用中出现短路隐患。

17、第二方面，本发明提供了一种焊接翻边消除方法，应用于第一方面中任一项所述的焊接翻边消除装置中的控制器内，包括：

18、重复以下步骤，直至削切后焊接翻边的高度小于设定的高度阈值；

19、获取焊接翻边的高度；

20、基于焊接翻边的高度，按照高度与激光参数之间的映射关系，确定出第一激光器和第一振镜的工作参数；所述第一激光器和第一振镜通过光纤相连；

21、控制驱动装置驱动第一振镜沿着焊接翻边行进；

22、在行进的过程中，控制第一振镜进行摆动式削切，削切过程中，第一激光器生成的激光束始终垂直作用于焊接翻边，实现对焊接翻边的削切；

23、获取削切后焊接翻边的高度，并与高度阈值进行对比。

24、上述方案中，通过不断将削切后焊接翻边的高度与高度阈值进行对比，重复执行预定的削切步骤，直至削切后焊接翻边的高度小于设定的高度阈值，能够有效降低电池顶部盖板焊接后形成的高于母材的焊接翻边，避免电池短路的风险。同时，通过预先建立高度与激光参数之间的映射关系，可实现不同高度的焊接翻边的削切，准确将焊接翻边消除的同时，不损坏位于电池壳体内的电芯。

25、结合第二方面，可选地，所述焊接翻边消除方法还包括：

26、控制驱动装置驱动与第二激光器相连的第二振镜对第一振镜削切后产生的削切痕迹进行修复，使得焊接翻边的表面光滑。

27、上述方案中，利用第二激光器和第二振镜配合进行削切痕迹的修复，防止削切痕迹的边缘过于锋利，电池成组后，各焊接翻边相互接触摩擦，将会导致电池外包裹的绝缘膜被破坏失效，进而导致整个电池模组发生短路或热失控风险会明显升高。

28、结合第二方面，可选地，所述焊接翻边消除方法还包括：

29、在削切过程中，实时控制除尘装置将削切产生的废料吸走。

30、上述方案中，通过在削切过程中，实时削切产生的废料（比如颗粒、粉尘等）吸走，避免废料残留于电池表面或焊缝处，防止后续使用中出现短路隐患。

31、结合第二方面，可选地，所述第一激光器的工作参数包括：

32、激光功率，所述激光功率的取值范围为：100 w~2000 w；

33、离焦量，所述离焦量的取值为±0.5 mm；

34、脉冲频率，所述脉冲频率的取值范围为：10 khz~1000 khz；

35、脉冲宽度，所述脉冲宽度的取值范围为：10 ns~100 ns；

36、上述方案中，对激光参数进行了具体限定，确保削切效率

37、结合第二方面，可选地，所述第一振镜的工作参数包括：

38、扫描方式，所述扫描方式为上下往复扫描；

39、上下往复扫描宽度，所述上下往复扫描宽度的范围为0.2 mm~2.0 mm；

40、上下往复扫描间距，所述上下往复扫描间距的范围为0.1 mm~0.5 mm。

41、上述方案中，通过对第一振镜的工作参数进行的具体限定，实现精准控制激光束作用范围，仅对焊接翻边部分进行切削，不触碰、不影响正常焊缝熔池，确保电池焊接强度不受影响。

42、结合第二方面，可选地，所述焊接翻边的高度的计算方法为：

43、获取焊接翻边上多个采样点处的高度，计算各采样点处高度的平均值作为焊接翻边的高度。

44、上述方案中，通过将各采样点处高度的平均值作为焊接翻边的高度，能够平滑掉偶然的、非典型的波动，使最终结果更接近翻边的真实高度，从而保证数据的稳定性和可靠性。

45、结合第二方面，可选地，所述高度阈值为0.2mm。

46、上述方案中，对高度阈值进行了具体设置，该高度阈值是保证电池外包裹的绝缘膜不会被破坏失效的重要指标。

47、与现有技术相比，本发明的有益效果：

48、本发明通过不断将削切后焊接翻边的高度与高度阈值进行对比，重复执行预定的削切步骤，直至削切后焊接翻边的高度小于设定的高度阈值，能够有效降低电池顶部盖板焊接后形成的高于母材的焊接翻边，避免电池短路的风险。同时，通过预先建立高度与激光参数之间的映射关系，可实现不同高度的焊接翻边的削切，准确将焊接翻边消除的同时，不损坏位于电池壳体内的电芯。