汇流排焊接装置及其焊接方法与流程

1.本发明涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种汇流排焊接装置及其焊接方法。


背景技术：

2.随着新能源的开发电池的使用越来越广泛了，动力电池通常工作的电流电压较大，而汇流排时常用的动力电池连接方法，此方法是将各个单体电池焊接在一起，但是传统的焊接技术容易造成虚焊和焊穿的问题。
3.为解决上述问题，目前市场上的电池模组汇流排焊接用压头将汇流排压紧，然后通过激光器进行焊接，但现有的焊接装置无法检测控制压头的按压状态，而且焊接过程中的烟尘较大，影响汇流排的焊接效果。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种汇流排焊接装置及其焊接方法，用于解决焊接过程中的烟尘较大，影响汇流排的焊接效果的问题。
5.本发明实施例提供一种汇流排焊接装置，用于将汇流排焊接在电池模组的焊接点上，包括：
6.抽烟箱，所述抽烟箱内形成有抽烟腔体；
7.压头组件，包括压头和弹性件；所述压头通过所述弹性件连接于所述抽烟箱的底部，所述压头内形成有与所述抽烟腔体相对设置的通孔，所述压头的底壁上设有泄压槽，所述压头的周壁设有多个进气口，所述通孔与所述进气口连通，所述进气口喷射的气流作用于所述焊接点；
8.激光器，所述激光器与所述抽烟腔体相对设置，所述激光器所射出的光束依次穿过所述抽烟腔体和所述通孔用于焊接所述焊接点处；
9.压力传感器，用于检测所述压头和所述抽烟箱之间的压力；
10.其中，在所述抽烟箱移动的过程中，当所述弹性件处于压缩状态，所述压头的两端与所述抽烟箱和汇流排抵触，所述抽烟腔体与所述通孔连通；当所述弹性件处于拉伸状态，所述压头的两端与所述抽烟箱和汇流排分离，所述抽烟腔体与所述通孔分离。
11.根据本发明一个实施例提供的汇流排焊接装置，所述压头包括同轴设置的外周壁和内周壁，所述外周壁和所述内周壁之间形成气流通道，所述进气口与所述气流通道相连接，所述气流通道朝所述焊接点周向喷射气流。
12.根据本发明一个实施例提供的汇流排焊接装置，所述内周壁的底壁为楔形面，所述楔形面由所述内周壁的外壁向其内壁倾斜向下设置。
13.根据本发明一个实施例提供的汇流排焊接装置，所述压头的周壁设有多个间隔设置的进气口，所述通孔与各所述进气口连通，各所述进气口喷射的气流均作用于所述焊接点，所述激光器射出的光束与所述气流之间的夹角呈锐角。
14.根据本发明一个实施例提供的汇流排焊接装置，所述压头的内壁上倾斜向下设有
多个充气管，各所述充气管分别与各所述进气口对应连通，以使得各所述充气管的出气端均作用于所述焊接点。
15.根据本发明一个实施例提供的汇流排焊接装置，所述汇流排焊接装置还包括：
16.抽烟管，设置在所述抽烟箱的底部，所述抽烟管与所述抽烟腔体连通，且所述抽烟管与所述通孔相对设置；
17.在所述弹性件处于压缩状态的情形下，所述压头的两端分别与所述抽烟管和汇流排抵触，所述抽烟管与所述通孔对接；在所述弹性件处于压缩状态的情形下，所述压头的两端与所述抽烟管和汇流排分离，所述抽烟管与所述通孔分离。
18.根据本发明一个实施例提供的汇流排焊接装置，所述压头的顶部构造有用于与所述抽烟管相匹配的第一定位槽，所述压头底部构造有用于与汇流排相匹配的第二定位槽，所述通孔的两端分别设置在所述第一定位槽和所述第二定位槽中；
19.在所述弹性件处于压缩状态的情形下，所述第一定位槽与所述抽烟管对接，所述第二定位槽与汇流排抵触，在所述弹性件处于压缩状态的情形下，所述第一定位槽与所述抽烟管分离，所述第二定位槽与汇流排分离。
20.根据本发明一个实施例提供的汇流排焊接装置，所述压头的底部的周壁上设有多个间隔设置的泄压槽，每个所述泄压槽均与所述通孔连通。
21.根据本发明一个实施例提供的汇流排焊接装置，所述汇流排焊接装置还包括：
22.绝缘板，所述绝缘板连接在所述抽烟箱和所述弹性件之间，所述绝缘板中设有与所述抽烟腔体连通的安装孔，所述抽烟管的一端穿设在所述安装孔中，所述压头依次通过所述弹性件和所述绝缘板连接在所述抽烟箱上。
23.根据本发明一个实施例提供的汇流排焊接装置，所述汇流排焊接装置还包括：排烟管、抽烟设备和过滤设备，所述排烟管连接在所述抽烟箱上，所述排烟管依次通过所述抽烟设备和所述过滤设备与所述进气口连通。
24.本发明实施例还提供一种汇流排焊接装置的焊接方法，包括：
25.在所述压头朝汇流排按移动的过程中，获取所述压头与所述抽烟箱之间的压力；
26.在所述压力达到预设压力的情形下，控制所述激光器对汇流排进行焊接，并通过所述进气口朝所述焊接点充入保护气体。
27.本发明提供的汇流排焊接装置，在抽烟箱移动的过程中，经过压力传感器的检测，当弹性件处于压缩状态，压头的两端与抽烟箱和汇流排抵触，抽烟腔体与通孔连通，从而可控制激光头焊接，并利用抽烟箱中的负压吸收焊接点附近的烟尘。当弹性件处于拉伸状态，压头的两端与抽烟箱和汇流排分离，抽烟腔体与通孔分离，从而可控制激光器停止焊接，并停止对焊接点附近的抽烟。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1是本发明一实施例提供的汇流排焊接装置的示意图；
30.图2是本发明一实施例提供的压头的主视图；
31.图3是图2中a-a截面的示意图；
32.图4是本发明一实施例提供的压头的俯视图；
33.图5是本发明一实施例提供的压头的立体结构示意图；
34.图6是本发明另一实施例提供的压头的示意图；
35.图7是本发明一实施例提供的焊接方法的流程示意图；
36.附图标记：10、抽烟箱；100、通孔；20、压头组件；200、压头；201、弹性件；202、泄压槽；203、进气口；204、充气管；2001、外周壁；2002、内周壁；2003、气流通道；30、抽烟管；40、绝缘板；50、驱动机构；60、位置传感器；70、排烟管。
具体实施方式
37.下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
38.在本发明实施例的描述中，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。
39.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
40.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
41.本发明实施例提供一种汇流排焊接装置，如图1至图5所示，该汇流排焊接装置用于将汇流排焊接在电池模组的焊接点上，包括：抽烟箱10、压头组件20、激光器和压力传感器。
42.其中，抽烟箱10内形成有抽烟腔体，该抽烟腔体可与外部的抽烟设备连通，或直接在抽烟腔体中设置抽烟设备，从而在抽烟腔体中形成负压。压头组件20主要包括压头200和弹性件201。其中压头200直接作用于汇流排，用于按压汇流排。本实施例中，压头200通过弹性件201连接于抽烟箱10的底部，弹性件201可采用弹簧或弹片等弹性元件，根据用户需要可设置一个或者多个，为保证对汇流排压力的均衡，在设置多个弹性件201时，各弹性件201沿汇流排的焊接点对称布置。
43.为便于汇流排焊接，压头200内形成有与抽烟腔体相对设置的通孔100，压头200的底壁上设有泄压槽202，压头200的周壁设有用于冲入保护气体的多个进气口203，通孔100与进气口连通，从而进气口喷射的气流(保护气体)作用于焊接点。激光器与抽烟腔体相对设置，激光器所射出的光束依次穿过抽烟腔体和通孔100用于焊接焊接点处，也即激光器的
出光口对准透过抽烟腔体和通孔100对准焊接点。
44.为了仅在焊接过程中对焊接点附近的烟尘进行吸收，该汇流排焊接装置还设有压力传感器，压力传感器设置在抽烟箱10和压头200的顶部之间，压力传感器用于检测压头200与抽烟箱10之间的压力。
45.在抽烟箱10移动的过程中，经过压力传感器的检测，压力传感器获取压头200与抽烟箱10之间的压力，当弹性件201处于压缩状态，在压力达到预设压力的情形下，说明压头200已经完成与抽烟箱10对接，压头200的两端与抽烟箱10和汇流排抵触，抽烟腔体与通孔100连通，从而可控制激光头焊接，并利用抽烟箱10中的负压吸收焊接点附近的烟尘，并通过进气口203朝焊接点充入保护气体。此时，保护气体可在负压的作用下通过通孔100进入抽烟腔体，协同烟尘进行排放。
46.当弹性件201处于拉伸状态，在压力未达到预设压力的情形下，压头200的两端与抽烟箱10和汇流排分离，抽烟腔体与通孔100分离，从而可控制激光器停止焊接，并停止对焊接点附近的抽烟，同时停止吹入保护气体。
47.本发明实施例提供的汇流排焊接装置，在抽烟箱移动的过程中，经过压力传感器的检测，当弹性件处于压缩状态，压头的两端与抽烟箱和汇流排抵触，抽烟腔体与通孔连通，从而可控制激光头焊接，并利用抽烟箱中的负压吸收焊接点附近的烟尘。当弹性件处于拉伸状态，压头的两端与抽烟箱和汇流排分离，抽烟腔体与通孔分离，从而可控制激光器停止焊接，并停止对焊接点附近的抽烟。
48.需要说明的是，根据用户需要，还可新增压力传感器，将压力传感器设置在压头200的底部，此时压力传感器用于检测压头200与汇流排之间的压力。
49.在抽烟箱10移动的过程中，经过压力传感器的检测，压力传感器获取压头200与汇流排之间的压力，当弹性件201处于压缩状态，在压力达到预设压力的情形下，说明压头200与汇流排到位，压头200的两端与抽烟箱10和汇流排抵触，抽烟腔体与通孔100连通，从而可控制激光头焊接，并利用抽烟箱中的负压吸收焊接点附近的烟尘，并通过进气口朝焊接点充入保护气体。可通过调整预设压力，使得压头可压紧汇流排，避免焊接时汇流排发生偏移。
50.当弹性件201处于拉伸状态，在压力未达到预设压力的情形下，说明压头200还未到位，压头200的两端与抽烟箱10和汇流排分离，抽烟腔体与通孔100分离，从而可控制激光器停止焊接，并停止对焊接点附近的抽烟，同时停止吹入保护气体。
51.本发明实施例提供一种汇流排焊接装置，如图1和图6所示，压头200包括同轴设置的外周壁2001和内周壁2002，外周壁2001和内周壁2002之间形成气流通道2003，气流通道2003的一侧与进气口203相连通，同时气流通道2003的底部设有环形设置的出口，从而气流通道2003可朝焊接点周向喷射气流。
52.本实施例中，内周壁2002与外周壁2001的上侧相互连接形成上侧密封的气流通道2003，气流通道2003的底部设有环形设置的出口，气流通道2003喷射的保护气体沿焊接点的周向，从而在激光器焊接的过程中，气流通道2003喷射的气流能够对焊接点附近形成保护。
53.进一步地，内周壁2002的底部为楔形面。楔形面由内周壁2002的外壁向其内壁倾斜向下设置。通过将内周壁2002的底部设置为楔形，可以用于保护气体的导向，调整保护气
体流出气流通道2003的流向，使保护气体朝焊接点周向喷射气流。
54.本发明实施例提供一种汇流排焊接装置，如图2至图5所示，压头200的周壁设有多个间隔设置的进气口203，通孔100与各进气口203连通，各进气口203喷射的气流均作用于焊接点，激光器射出的光束与气流之间的夹角呈锐角(大于0度小于90度)，通过锐角的设置使得气流朝向焊接点进行喷射。
55.在设置多进气口203时，还可相应设置多个充气管204，压头的内壁上倾斜向下设有多个充气管204，各充气管204分别与各进气口203对应连通，以使得各充气管204的出气端均作用于焊接点，通过设置充气管204，能够有效避免保护气体直吹激光。
56.于此同时，通孔100设有大径端和小径端，通孔100的大径端位于压头靠近抽烟箱10的一侧，通孔100的小径端位于压头200远离抽烟箱10的一侧。
57.当弹性件201处于压缩状态，在压力达到预设压力的情形下，说明压头200已经完成与抽烟箱10对接，压头200的两端与抽烟箱10和汇流排抵触，抽烟腔体与通孔100连通，从而可控制激光头焊接，并利用抽烟箱10中的负压吸收焊接点附近的烟尘，并通过进气口朝焊接点充入保护气体。通过改变通孔100两端的大小，使得进气口203冲入的保护气体在通孔100中流动的过程中，通孔100的小径端形成较大的阻力，大部分保护气体在朝焊接点流动过后，由通孔100的大径端排出，保护气体可在负压的作用下通过通孔100的大径端进入抽烟腔体，协同烟尘进行排放。
58.为配合通孔100的大径端的连通，汇流排焊接装置还包括：抽烟管30。抽烟管30设置在抽烟箱10的一侧，抽烟管30与抽烟腔体连通，且抽烟管30与通孔100相对设置。
59.在抽烟箱10移动的过程中，经过压力传感器的检测，压力传感器获取压头200与抽烟箱10之间的压力，当弹性件201处于压缩状态，在压力达到预设压力的情形下，说明压头200已经完成与抽烟管30对接，压头的两端分别与抽烟管和汇流排抵触，抽烟管30与通孔100对接，从而可控制激光头焊接，并利用抽烟箱10中的负压吸收焊接点附近的烟尘，并通过进气口203朝焊接点充入保护气体。此时，保护气体可在负压的作用下通过通孔进入抽烟腔体，协同烟尘进行排放。
60.当弹性件201处于拉伸状态，在压力未达到预设压力的情形下，压头200的两端与抽烟管和汇流排分离，抽烟管30与通孔100分离。从而可控制激光器停止焊接，并停止对焊接点附近的抽烟，同时停止吹入保护气体。
61.为便于抽烟管30和汇流排的对接，本实施例中，压头00的顶部构造有用于与抽烟管30相匹配的第一定位槽，压头200底部构造有用于与汇流排相匹配的第二定位槽，通孔100的两端分别设置在第一定位槽和第二定位槽中。
62.在弹性件201处于压缩状态的情形下，第一定位槽与抽烟管30对接，第二定位槽与汇流排抵触，从而可控制激光头焊接，并利用抽烟箱10中的负压吸收焊接点附近的烟尘，并通过进气口203朝焊接点充入保护气体。此时，保护气体可在负压的作用下通过通孔进入抽烟腔体，协同烟尘进行排放。
63.在弹性件201处于压缩状态的情形下，第一定位槽与抽烟管30分离，第二定位槽与汇流排分离。从而可控制激光器停止焊接，并停止对焊接点附近的抽烟，同时停止吹入保护气体。
64.基于上述实施例，在本发明提供的一实施例中，如图1至图3所示，压头的底部的周
壁上设有多个间隔设置的泄压槽202，每个泄压槽202均与通孔100连通。泄压槽202设置的数量和形状可根据负压大小以及汇流排的构造进行调整，通过设置泄压槽202泄压，使得在压头200的通孔100内形成负压的情况下，避免压头200下压后与汇流排的连接，能够便于用户分开压后与汇流排。
65.基于上述实施例，在本发明提供的一实施例中，如图1至图3所示，汇流排焊接装置还包括：绝缘板40。绝缘板40可采用橡胶或其他绝缘材料，绝缘板40连接在抽烟箱10和弹性件201之间，绝缘板40中设有与抽烟腔体连通的安装孔，抽烟管30的一端穿设在安装孔中，压头200依次通过弹性件和绝缘板连接在抽烟箱10上。从而压头200和弹性件201均通过绝缘板40与抽烟箱10连接，避免焊接过程中，压头200和弹性件201带电影响焊接。
66.此外，该汇流排焊接装置还包括：驱动机构50，驱动机构50连接在抽烟箱10的一侧，用于驱动抽烟箱移动。
67.其中，驱动机构包括：第一位移装置和第二位移装置。第一位移装置和第二位移装置可采用丝杠，第一位移装置上设有沿z轴方向可滑动地第一安装板。第二位移装置设置在第一安装板上，第二位移装置上设有沿x轴方向可滑动地第二安装板，第二安装板上设有抽烟箱10。
68.工作过程中，通过设置两个位移装置，第一位移装置可以调整抽烟箱10的高度，从而可调整压头200与汇流排的相对高度，而第二位移装置则可调整抽烟箱的水平位置，从而可调整压头200与汇流排的相应位置，使得压头200能够对准汇流排。
69.相应的，汇流排焊接装置还包括：位置传感器60，位置传感器60可采用视觉传感器，位置传感器60设置在抽烟箱10或其它结构上，位置传感器60用于检测汇流排的位置，使压头200能够对准汇流排，将汇流排焊接在电池模组的焊接点上。
70.工作过程中，位置传感器60通过检测汇流排的位置，先控制第二位移装置，使压头200与汇流排相对设置后，再通过第一位移装置控制压头200与汇流排的相对高度。在抽烟箱10沿高度方向移动的过程中，经过压力传感器的检测，压力传感器获取压头200与抽烟箱10之间的压力，当弹性件201处于压缩状态，在压力达到预设压力的情形下，说明压头200已经完成与抽烟管30对接，压头200的两端分别与抽烟管30和汇流排抵触，抽烟管30与通孔100对接，从而可控制激光头焊接，并利用抽烟箱10中的负压吸收焊接点附近的烟尘，并通过进气口203朝焊接点充入保护气体。此时，保护气体可在负压的作用下通过通孔100进入抽烟腔体，协同烟尘进行排放。
71.基于上述实施例，在本发明提供的一实施例中，如图1至图3所示，汇流排焊接装置还包括：排烟管70、抽烟设备和过滤设备。
72.其中，排烟管70连接在抽烟箱上，排烟管70的一端与抽烟腔体连通，抽烟设备则配合排烟管为抽烟腔体提供负压环境。过滤设备用户过滤烟尘，排烟管70的另一端依次通过抽烟设备和过滤设备与进气口连通。
73.本实施例中，在控制激光头焊接的过程中，并利用抽烟箱10中的负压吸收焊接点附近的烟尘，并通过进气口203朝焊接点充入保护气体。此时，保护气体可在负压的作用下通过通孔100进入抽烟腔体，协同烟尘通过排烟管70经过抽烟设备，最后进入过滤设备，过滤设备在对气体进行过滤后，可再加压后通过进气口203再次进入压头200的通孔100。通过设置排烟管70、抽烟设备和过滤设备，不仅有效清除了烟尘，而且能够实现保护气体的循环
利用，减少了设备损耗。
74.本发明还提供一种汇流排焊接装置的焊接方法，该汇流排焊接装置如图1至图6所示，在此不在赘述。
75.如图7所示，该焊接方法包括如下步骤：
76.步骤s710：在压头朝汇流排按移动的过程中，获取压头与抽烟箱之间的压力；
77.步骤s720：在压力达到预设压力的情形下，控制激光器对汇流排进行焊接，并通过进气口朝焊接点充入保护气体。
78.具体而言，在压头200朝汇流排按移动之前，先通过位置传感器通过检测汇流排的位置，先控制第二位移装置，使压头200与汇流排相对设置后，再通过第一位移装置控制压头200与汇流排的相对高度。
79.在压头200向下移动的过程中，压头200朝汇流排按移动，经过压力传感器的检测，压力传感器获取压头200与抽烟箱10之间的压力，当弹性件201处于压缩状态，在压力达到预设压力的情形下，说明压头200已经完成与抽烟箱10对接，压头200的两端与抽烟箱10和汇流排抵触，抽烟腔体与通孔100连通，从而可控制激光头焊接，并利用抽烟箱10中的负压吸收焊接点附近的烟尘，并通过进气口203朝焊接点充入保护气体。此时，保护气体可在负压的作用下通过通孔100进入抽烟腔体，协同烟尘进行排放。
80.当弹性件201处于拉伸状态，在压力未达到预设压力的情形下，压头200的两端与抽烟箱10和汇流排分离，抽烟腔体与通孔100分离，从而可控制激光器停止焊接，并停止对焊接点附近的抽烟，同时停止吹入保护气体。
81.本发明提供的汇流排焊接装置的焊接方法，在抽烟箱移动的过程中，经过压力传感器的检测，当弹性件处于压缩状态，压头的两端与抽烟箱和汇流排抵触，抽烟腔体与通孔连通，从而可控制激光头焊接，并利用抽烟箱中的负压吸收焊接点附近的烟尘。当弹性件处于拉伸状态，压头的两端与抽烟箱和汇流排分离，抽烟腔体与通孔分离，从而可控制激光器停止焊接，并停止对焊接点附近的抽烟。
82.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
83.以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。