用于锂电池的激光焊接铜嘴和焊接设备的制作方法

1.本实用新型涉及激光焊接技术领域，特别涉及一种用于锂电池的激光焊接铜嘴，同时，本实用新型还涉及一种采用有该激光焊接铜嘴的焊接设备。


背景技术：

2.随着近年来锂电行业的高速发展，对组装自动化设备的要求越来越高，对制造效率及质量的要求也愈发严苛。锂电自动化设备中，激光焊接的应用较为广泛，激光焊接的工序也多为关键工序，因此质量要求较高。在极耳与盖板激光焊接工序中，焊接铜嘴一般都需抵压住待焊接物，同时对焊接区域吹保护气体，所以焊接铜嘴的设计对焊接质量起到重要作用。但是，由于设计不合理，现有的焊接铜嘴在焊接时难以使得保护气体均匀覆盖焊接区域，导致焊接质量较差。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种用于锂电池的激光焊接铜嘴，以在激光焊接工序中，提高保护气可以对焊接区域吹起的均匀性，提高焊接质量。
4.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
5.一种用于锂电池的激光焊接铜嘴，包括铜嘴本体，所述铜嘴本体上设有激光通道，所述铜嘴本体的两端分别设有与所述激光通道连通的激光进口和激光出口，并于所述铜嘴本体上设有用于和外部保护气源连通的气体通道；其中，所述气体通道包括进气道、环形道和出气道；所述进气道的一端与所述外部保护气源连通；所述环形道环绕所述激光通道设置，并与所述进气道的另一端连通；所述出气道为沿所述激光通道的周向间隔设置的多个，各所述出气道的一端与所述环形道连通，另一端延伸至所述激光出口处、并与所述激光通道连通。
6.进一步的，所述进气道为两个，两个所述进气道分别设于所述激光通道的两相对侧。
7.进一步的，所述出气道为分设于所述激光通道两相对侧的两组；各组所述出气道为均布设置的至少两个。
8.进一步的，所述铜嘴本体上设有除尘通道，所述除尘通道的一端与所述激光通道连通，另一端延伸至所述铜嘴本体设有所述激光进口的端面上，以与外部除尘设备连通；且所述除尘通道与所述激光通道之间呈夹角设置。
9.进一步的，所述铜嘴本体设有所述激光进口的一端设有定位部，以配合外部焊接设备自身的压紧机构，而将所述铜嘴本体定位于所述外部焊接设备上。
10.进一步的，所述铜嘴本体设有所述激光进口的一端设有径向外伸的凸缘；所述定位部包括设于所述凸缘上的定位孔。
11.进一步的，沿远离所述激光进口的方向，所述铜嘴本体设有所述焊接出口的一端的外轮廓渐小设置。
12.进一步的，所述铜嘴本体由可拆卸连接的第一分体和第二分体组成，所述激光进口设于所述第一分体上，所述激光出口设于所述第二分体上。
13.进一步的，所述第一分体和所述第二分体通过螺纹副可拆卸连接于一起。
14.相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
15.(1)本实用新型的激光焊接铜嘴，通过在铜嘴本体设置激光通道、气体通道，合理布置各通道走向，可在激光焊接工序中，提高保护气对焊接区域吹气的均匀性，提高焊接质量。
16.(2)铜嘴本体上设有除尘通道，可使用外部除尘设备通过负压抽出焊接时产生的金属蒸气和熔融液体，保证焊接处干净，提高焊接质量。
17.(3)铜嘴本体设有激光进口的一端设有定位部，可使铜嘴本体通过外部焊接设备自身的压紧机构，定位于外部焊接设备上，可便于焊接铜嘴在焊接设备上的拆装。
18.(4)铜嘴本体设有径向外伸的凸缘，定位部采用设于凸缘上的定位孔，结构简单，便于设计实施。
19.(5)铜嘴本体外轮廓渐小设置，可配合焊接处的结构，减小焊接铜嘴空间占用。
20.(6)铜嘴本体由可拆卸连接的第一分体和第二分体组成，可方便更换受磨损脏污的第二分体。
21.(7)第一分体和第二分体通过螺纹副连接于一起，结构简单，便于设计实施。
22.本实用新型的另一目的在于提出一种用于锂电池的焊接设备，所述焊接设备采用有上述的激光焊接铜嘴。
23.本实用新型的焊接设备和上述激光焊接铜嘴相对于现有技术具有相同的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
24.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
25.图1为本实用新型实施例一所述的铜嘴本体的结构示意图；
26.图2为本实用新型实施例一所述的铜嘴本体的另一视角下的结构示意图；
27.图3为本实用新型实施例一所述的第一分体的正视图；
28.图4为本实用新型实施例一所述的第一分体的一种视角下的示意图；
29.图5为本实用新型实施例一所述的第一分体的背视图；
30.图6为本实用新型实施例一所述的第一分体的另一视角下的示意图；
31.图7为本实用新型实施例一所述的第二分体的正视图；
32.图8为本实用新型实施例一所述的第二分体的一种视角下的示意图；
33.图9为本实用新型实施例一所述的第二分体的背视图；
34.图10为本实用新型实施例一所述的第二分体的另一视角下的示意图；
35.图11为图3的a-a向剖视图；
36.图12为图3的b-b向剖视图；
37.图13为图2的c-c向剖视图。
38.附图标记说明：
39.1、第一分体；101、凸缘；102、定位孔；103、增补体；104、第一连接孔；
40.2、第二分体；201、第二连接孔；
41.3、激光通道；
42.401、进气道；402、环形道；403、出气道；
43.5、除尘通道。
具体实施方式
44.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
45.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“背”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。另外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
47.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
48.实施例一
49.本实施例涉及一种用于锂电池的激光焊接铜嘴，该激光焊接铜嘴包括铜嘴本体，铜嘴本体上设有激光通道3，铜嘴本体的两端分别设有与激光通道3连通的激光进口和激光出口，并于铜嘴本体上设有用于和外部保护气源连通的气体通道。其中，气体通道包括进气道401、环形道402和出气道403；进气道401的一端与外部保护气源连通；环形道402环绕激光通道3设置，并与进气道401的另一端连通；出气道403为沿激光通道3的周向间隔设置的多个，各出气道403的一端与环形道402连通，另一端延伸至激光出口处、并与激光通道3连通。
50.本实施例的激光焊接铜嘴，通过在铜嘴本体设置激光通道3、气体通道，合理布置以上各通道走向，可在激光焊接工序中，提高保护气对焊接区域吹气的均匀性，提高焊接质量。
51.基于如上整体介绍，本实施例的激光焊接铜嘴的一种示例性结构如图1中所示，正如上文所述的，本实施例的激光焊接铜嘴可用于动力锂电池焊接工艺，锂电池电芯装配工序需对极耳与盖板进行焊接固定。适配于锂电池模组的电芯极耳，多个激光焊接铜嘴组成阵列，抵压于极耳上方，使激光出口对准待焊接位置，激光穿过激光通道3射向电芯极耳，使极耳与盖板焊接固定。
52.如图1、图2中所示，本实施例的铜嘴本体由可拆卸连接的第一分体1和第二分体2组成，第一分体1和第二分体2通过螺纹副可拆卸连接于一起。第一分体1和第二分体2相拼
接形成连续的激光通道3，激光通道3设成直线通道，截面为长方形，贯穿于铜嘴本体，激光进口设于第一分体1上，激光出口设于第二分体2上，使激光进口和激光出口分别位于铜嘴本体的两端，外接焊接机构射出的激光束可通过激光通道3射向电芯极耳。在焊接极耳与盖板时，为了配合焊接处的结构，减小焊接铜嘴空间占用，本实施例的铜嘴本体沿远离激光进口的方向，设有焊接出口的一端的外轮廓渐小设置。
53.焊接时，第二分体2的激光出口一端抵压于极耳上方，若经过多次焊接后，第二分体2出现磨损，则可拆卸更换。使第一分体1和第二分体2连接的螺纹副具体可设成位置匹配的螺纹孔，第一分体1上是第一连接孔104，第二分体2上是第二连接孔201，第一连接孔104和第二连接孔201的孔径大小相同。如图5、图6、图9、图10所示，第一连接孔104是沉孔，贯通第一分体1；第二连接孔201是螺纹盲孔。第一分体1和第二分体2通过螺栓穿过第一连接孔104固定在第二分体2上。本实施例的第一连接孔104和第二连接孔201各设有四个，分布于激光通道3周围。
54.为了避免工件在焊接过程中氧化，在激光焊接中需对焊接处吹保护气，保护气可选氩气、氮气等气体。如图3、图4所示，本实施例的激光焊接铜嘴于铜嘴本体上设有气体通道，气体通道包括进气道401、环形道402和出气道403。进气道401用于和外部保护气源连通。外部保护气源接通进气道401，保护气自进气道401进入，经过环形道402，在出气道403吹出。
55.如图3、图4所示，本实施例的激光焊接铜嘴的进气道401为两个，分别设于激光通道3的两相对侧，具体位于激光进口两窄边外侧附近。为了与外部保护气源的接口适配，进气道401的进气口设有用于和外部气源连接的接口。本实施例的两个进气道401沿激光通道3平行的方向延伸，直至贯通第一分体1。
56.如图5、图6所示，本实施例的环形道402设成大致类似长方形闭合的环状，环形道402在其相对布置的两个窄边处径向外伸，而与进气道401连通，环形道402的环形面与激光通道3正交设置。环形道402位于与第二分体2相贴合的第一分体1的端面上，形状可以设置成环绕激光通道3的槽形，当第一分体1和第二分体2配合连接时，槽顶被第二分体2覆盖，而形成管状环形通道。
57.如图7、图8所示，出气道403为沿激光通道3的周向间隔设置的多个，各出气道403的一端与环形道402连通，出气道403自环形道402的两个长边上引出，沿与激光通道3平行的方向延伸，至激光出口处。在激光出口附近的激光通道3的两个相对的长边径向外扩，而与出气道403连通。如图9、图10所示，本实施例的出气道403为分设于激光通道3两相对侧的两组，各组出气道403为均布设置的至少两个，作为优选，本实施例的各组出气道403设为间距相同的四个，各出气道403横截面积相较于进气道401和环形道402略小，使各气体通道的气流量相当。
58.如图11、图12、图13所示，焊接过程中外部保护气源同时向两个进气道401输送保护气。保护气自进气道401进入，气流方向与激光通道3平行，保护气经过环形道402以后垂直转向，而经过出气道403后再次垂直变向吹向激光通道3。本实施例的气体通道合理布置，使保护气经过两次转向后均匀的吹向激光通道3和焊接点。
59.为了提高使用效果，本实施例的铜嘴本体上设有除尘通道5，除尘通道5的一端与激光通道3连通，另一端延伸至铜嘴本体设有激光进口的端面上，具体位于激光进口的长边
的附近，而与外部除尘设备连通；且除尘通道5与激光通道3之间呈夹角设置。如图3、图4所示，本实施例的除尘通道5设成圆形直通道，与激光通道3连通的一端位于激光通道3中部处，在激光进口的端面上的一端位于激光进口长边附近。为了与外部除尘设备的接口相适配，除尘通道5口的周围结构设有圆环形槽。焊接过程中，可使用外部除尘设备通过负压抽出焊接时产生的金属蒸气和熔融液体，保证焊接处干净。
60.为了保证铜嘴本体有足够的设计强度，而且使除尘通道5连续不断，如图1、图5所示，本实施例在铜嘴本体上设有增补体103，增补体103具体位于第一分体1靠近除尘通道5一侧的中部，可设成凸台形状的结构。当然，除尘通道5内壁距铜嘴本体边缘足够远，铜嘴本体强度足够时，也可不设置增补体103。
61.铜嘴本体设有激光进口的一端设有定位部，以配合外部焊接设备自身的压紧机构(图中未标出)，而将铜嘴本体定位于外部焊接设备上，使铜嘴本体的位置准确定位于待焊接处。为此，如图3、图4、图5、图6所示，铜嘴本体的第一分体1位于激光进口的一端设有径向外伸的凸缘101，定位部包括设凸缘101上的定位孔102。如图1、图3所示，本实施例的定位部设有两个，以激光进口中线为对称轴，分别布置于进气道401的进气口附近，具体设成圆形通孔，贯穿于第一分体1上的凸缘101。外部焊接设备通过定位部与铜嘴本体预定位，其自身的压紧机构使铜嘴本体与外部焊接设备相固连。
62.本实施例的激光焊接铜嘴，通过采用上述结构，在铜嘴本体设置激光通道3、气体通道，合理布置各通道走向，使极耳与盖板激光焊接工序中，能够有效提高保护气对焊接区域吹气的均匀性，从而可提高焊接质量。
63.实施例二
64.本实施例涉及一种用于锂电池的焊接设备，该焊接设备采用有实施例一的激光焊接铜嘴。本实施例的焊接设备，通过采用实施例一的激光焊接铜嘴，使极耳与盖板激光焊接工序中，保护气可以可提高焊接区域覆盖的均匀性，从而可提高焊接质量。
65.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。