一種匯流排鑄焊模具的製作方法

2023-06-01 23:51:26 1

本實用新型涉及極板鑄焊設備領域，具體涉及一種匯流排鑄焊模具。

背景技術：

在電池行業，尤其是鉛酸蓄電池行業，常用的零部件包括極耳和與之匹配的匯流排，在匯流排的傳統製作工藝中，需要準備匯流排的模具和鉛鍋，這種工藝的匯流排製造效率很低，且實際的鑄焊效果十分不佳，同時由於模具浸泡在鉛鍋之中，使得模具中的鉛液在沸騰的作用下冒泡，鉛渣多。

又有現有技術採用鉛液對模具的成型槽內的極耳進行加熱並鑄焊，使用低溫的恆溫區對成型槽進行降溫，但是該種工藝方式的溫度很難控制，所以在焊接前必須對極耳進行上鉛的助焊加工，但是即使這樣也無法保證極耳能得到充分的鑄焊。

如公布號為CN 103394669A的中國實用新型專利文件所公布的本實用新型涉及鉛酸蓄電池的鑄焊模具及匯流排跨橋焊方法，鑄焊模具包括匯流排位和跨橋位，跨橋位深度大於匯流排位深度，所述鑄焊模具上設有插槽，插槽位於兩個跨橋位之間，插槽一端位於鑄焊模具邊緣，另一端位於跨橋位上，隔芯在插槽內水平式插拔安裝，插槽的深度小於跨橋位深度。進行匯流排跨橋焊時，將隔芯從插槽插入，再向模具中注鉛，然後將電池極群定位翻轉，使極耳垂直朝下插入匯流排位內，待模具冷卻，匯流排和跨橋定型後，抽出隔芯，電池極群脫模，完成鑄焊。但是該實用新型專利仍然無法保證極耳的充分鑄焊。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種匯流排鑄焊模具，本實用新型通過分區單獨控溫的方式實現了充分鑄焊、高效率鑄焊、正負極同時鑄焊的技術效果。

本實用新型的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種匯流排鑄焊模具，包括模體，所述的模體上開設有成型槽，所述模體包括供料區、鑄焊區以及保溫區，所述供料區、所述鑄焊區以及所述保溫區分別設置有獨立恆溫裝置，所述的成型槽設置於所述鑄焊區內，所述供料區通過給料通道與所述成型槽連通，所述的成型槽下方設置有獨立冷卻裝置。

由此，本實用新型在實際工作中可以做到分開控溫、獨立冷卻，這就使得本實用新型在鑄焊的最後冷卻步驟之前始終保持成型槽內焊料溫度，解決了鑄焊不充分的問題，所以本實用新型的技術方案無需對極耳的助焊加工。

作為本實用新型的優選，所述的鑄焊區設置於所述供料區與所述保溫區之間。

由此，鑄焊區的溫度才能更加合理的被控制在預設溫度而不會收到環境溫度的影響。

作為本實用新型的優選，所述的供料區設置有供料流道，所述的成型槽設置於所述供料流道的兩側，所述給料通道設置於所述供料流道於所述成型槽之間的結構壁頂部，所述的供料流道上設置有進料口，所述進料口的設置位置低於所述給料通道的設置位置。

由此，保證了所有成型槽內的焊料均勻。

作為本實用新型的優選，所述的供料流道上設置有用於密閉供料流道的蓋板，蓋板與供料流道之間採用插入式卡槽卡合。

由此，解決了鉛液流動性差、鉛渣過多的問題。

作為本實用新型的優選，所述的成型槽包括正極槽以及負極槽，所述的正極槽與所述的負極槽在所述鑄焊區延伸的線性方向上交替排布設置。

由此，本實用新型在實際鑄焊過程可以一次按照規格直接完成正負極的匯流排鑄焊工藝。

作為本實用新型的優選，所述的獨立恆溫裝置包括加熱裝置、溫度探測器以及控溫器，所述供料區、所述鑄焊區以及所述保溫區內均獨立設置有所述加熱裝置與所述溫度探測器，所述加熱裝置與所述溫度探測器均與所述控溫器連接。

由此，可以實現智能化恆溫控制模體各區域溫度，進一步保證了本實用新型的最終技術效果。

作為本實用新型的優選，所述的成型槽包括用於焊接厚極耳的厚焊槽以及用於焊接薄極耳的薄焊槽，所述的厚焊槽的槽體側壁的總厚度大於所述薄焊槽的槽體側壁的總厚度。

由此，實現了一次鑄焊完成不同質量、厚度的極耳的同時焊接。

作為本實用新型的優選，還包括抽芯裝置，所述抽芯裝置包括動作機構以及插片，所述插片沿線性方向在所述動作機構作用下水平動作，且至少存在一個水平位置使所述插片插入所述成型槽。

作為本實用新型的優選，所述供料區以及所述保溫區的工作溫度為450℃~500℃。

作為本實用新型的優選，所述的給料通道還設置於兩個相鄰的所述成型槽，且聯通兩個相鄰的所述成型槽。

綜上所述，本實用新型具有如下有益效果：

1、成型槽內的極耳可以充分鑄焊而無需對極耳預先進行助焊處理（上鉛）；

2、成型槽可同時對正極極板以及負極極板進行同時鑄焊；

3、成型槽可同時對擁有不同質量的極耳的極板進行同時鑄焊；

4、供料流道內鉛液鉛渣小、流動性好。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是本實用新型的模體的結構示意圖；

圖3是本實用新型的模體的正視結構示意圖；

圖中：

1、模體，2、成型槽，1-1、供料區，1-2、鑄焊區，1-3、保溫區，3、獨立冷卻裝置，4、給料通道，5、供料流道，6、進料口，7、蓋板，8、加熱裝置，9、溫度探測器，10、抽芯裝置，10-1、插片，10-2、連接排，10-3、伸縮裝置。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖1至圖3所示，本實用新型實施例包括模體1，模體1上開設有用於匯流排成型的成型槽2，其特徵在於：模體1包括為焊料提供流動通道的供料區1-1、作為最主要焊接區域的鑄焊區1-2以及用於維持鑄焊區1-2溫度的保溫區1-3，供料區1-1、鑄焊區1-2以及保溫區1-3分別設置有獨立恆溫裝置，獨立恆溫裝置只針對自己所對應的分區進行加熱以及恆溫，既是說本實用新型的供料區1-1、鑄焊區1-2以及保溫區1-3均能獨立的保持自己的工作溫度，成型槽2設置於鑄焊區1-2內，供料區1-1通過給料通道4與成型槽2連通，給料通道4為開設在供料區1-1的結構壁上，用於使焊料從供料區1-1流入至鑄焊區1-2，成型槽2下方設置有獨立冷卻裝置3獨立冷卻裝置3具有以下幾種實施例：第一種為水冷式，採用冷水管帶走成型槽2溫度；第二種是氣冷式，採用冷氣對成型槽2進行降溫；第三種是噴水式，對成型槽2外壁進行噴水降溫。供料區1-1設置有供料流道5，成型槽2設置於供料流道5的兩側，給料通道4設置於供料流道5於成型槽2之間的結構壁頂部，供料流道5上設置有進料口6，進料口6的設置位置低於給料通道4的設置位置，本實用新型中給料方式採用泵體將鉛液從進料口6壓進供料流道5，給料通道4的設置高度原則是必須高於成型槽2的最大成型高度，最大成型高度由需要成型的匯流排的最大需求尺寸決定，所以一般來說設置於結構壁頂部最為合理，刻意的拉高結構壁以重新定義頂部的方法均落在該技術特徵的範疇內。而本實用新型的進料方式採用的是溢出方式，將進料口6設置在供料流道5的底部，然後從底部壓入焊料，焊料在供料流道5中的液位提升到給料通道4位置後就通過給料通道4進入至成型槽2內，該方式能保證所有的成型槽2能均勻進料。給料通道4還設置於兩個相鄰的成型槽2，且聯通兩個相鄰的成型槽2，在實際生產中發現給料的時候可能會出現成型槽2內鉛液不均勻情況，而在相鄰的成型槽2之間設置給料通道4可以使料過多的成型槽2內的焊料流向較小的成型，本實用新型的模具特點能保證最終所有成型槽2內的液面高度相等所以該結構設置不會影響本實用新型的最終效果。供料流道5上設置有用於密閉供料流道5的蓋板7，蓋板7與供料流道5之間採用插入式卡槽卡合以防止蓋板7被頂開，該蓋板7的設置使得供料流道5密閉，這種方式可以減少焊料在供料過程中與空氣的接觸，從而減緩了氧化的速度，既是減少了鉛渣，這也是現有技術開放式供料所無法做到的。

本實用新型的獨立恆溫裝置包括加熱裝置8、溫度探測器9以及控溫器，供料區1-1、鑄焊區1-2以及保溫區1-3內均獨立設置有加熱裝置8與溫度探測器9，加溫裝置採用陶瓷加熱體，陶瓷加熱體為長條形，貫穿供料區1-1、鑄焊區1-2以及保溫區1-3設置，而溫度探測器9採用K型熱電偶，加熱裝置8與溫度探測器9均與控溫器連接，本實用新型設置的獨立加溫裝置用於維持每一個分區的工作溫度，實際效果為維持供料區1-1內的供料流道5溫度保證了焊料的流動性，維持鑄焊區1-2內成型槽2的溫度保證了焊料充分融化極耳，維持保溫區1-3的整體溫度保證了保溫區1-3不會低於鑄焊區1-2溫度從而拉低了鑄焊區1-2溫度，本實用新型中控溫器為現有的溫度控制器中的任一個，控溫器可以外設，可以選配所以不在圖中刻意標識出來。

本實用新型實施中鑄焊區1-2設置於供料區1-1與保溫區1-3之間，現有技術的代表為TBS公司的鑄焊模具，其結構為在兩個鑄焊區1-2的中間設置一個低溫的很穩區，該低溫恆溫區的溫度低於焊料的熔點，在鑄焊區1-2的另一側設置一個供料區1-1，其工作原理是採用破壞成型槽2內焊料的熱平衡完成鑄焊，既是說現有技術的供料區1-1中的高溫焊料進入到成型槽2內後利用焊料的高溫融化極耳同時低溫的恆溫區與成型槽2進行熱交換從而拉低了成型槽2內焊料的溫度，配合外模的降溫完成鑄焊過程，整個過程中低溫的恆溫區不冷卻，效率不高。本實用新型的供料區1-1、鑄焊區1-2以及保溫區1-3均能獨立的保持自己的工作溫度，本實用新型的供料區1-1作為供給焊料的主要工作區在實際工作時其溫度維持在焊料的熔點以上，這樣就能保證焊料在供給過程中流動性好且不會因為快速氧化而鉛渣，本實用新型主要工作區域為鑄焊區1-2，在鑄焊過程中需要保持鑄焊區1-2內的成型槽2的槽內焊料溫度在焊料熔點以上，如焊料採用鉛料則需要保持在450~480之間，這樣在鑄焊的時候可以保證焊料的溫度足夠熔融電池的極耳，最終極耳與焊料完全融合一體，焊料冷卻後成為匯流排且與極耳的連接十分穩固，無虛焊的間隙，保證了電池充放電時的參數穩定，而本實用新型的鑄焊區1-2在鑄焊過程中靠近供料區1-1的一側的溫度容易穩定，而另一側容易被環境溫度拉低，導致鑄焊效果下降，所以需要在另一側設置一個具有獨立的恆溫系統的保溫區1-3保證成型槽2內溫度不會被拉低，在極耳伸入成型槽2內後利用獨立冷卻裝置3對成型槽2快速進行冷卻。本實用新型的工作原理明顯區別於現有技術並採用與現有技術完全相反的工作機理進行鑄焊，本實用新型在工作中不是破壞成型槽2內焊料的熱平衡逐步地完成冷卻，本實用新型是維持型槽內焊料的熱平衡，待到極耳與焊料相融後再用獨立冷卻系統進行統一的快速冷卻。供料區1-1以及保溫區1-3的工作溫度為450℃~500℃，將溫度控制在該範圍內可以使得鑄焊區1-2的溫度不會因為兩側的溫度不足而被拉低，該溫度針對焊料是鉛料的情況設置。

本實用新型的成型槽2具有兩個結構實施方向：

實施方向一，成型槽2包括正極槽以及負極槽，正極槽與負極槽在鑄焊區1-2延伸的線性方向上交替排布設置，現有技術的正負極的鑄焊方式是分正極專用的鑄焊區1-2和負極專用鑄焊區1-2，然後分別鑄焊，這種方式在鑄焊完成後還要重新排布才可以使用，所以無法實現免跨橋，而本實用新型則在一個鑄焊區1-2內按照使用方式交替排布正極槽和負極槽，可以實現跨橋。現有技術以TBS公司為代表的一些列模具之所以無法如本實用新型這麼設置的主要原因是正極與負極的極耳的厚度往往是不同的，所以其在實際鑄焊時需要的溫度也是不同的，而現有技術的低溫的很穩區則是無差別的拉低所以成型槽2的溫度，這樣就導致所有成型槽2的冷卻速度幾乎相同，這就導致了正極完成鑄焊後負極還未充分鑄焊，如果負極充分鑄焊的話正極則可能以及過焊。本實用新型由於結構設置的特點，成型槽2內的焊料的溫度穩定，當正極與負極的極耳插入後不會立刻降溫，而焊料的溫度足可以融化所有極耳，之後再進行統一的冷卻，所以不會出現現有技術的矛盾的問題，這也是本實用新型與現有技術的工作原理相反所帶來的好處之一。

實施方向二，成型槽2包括用於焊接厚極耳的厚焊槽以及用於焊接薄極耳的薄焊槽，厚焊槽的槽體側壁的總厚度大於薄焊槽的槽體側壁的總厚度。在實際的生產過程中，電池的正負極的極耳的總質量是不一樣的，直觀的體現在極耳的厚度上，通常來說正極的厚度會小於負極，對於正負極厚度差距不大的電池，本實用新型的技術方案可以採用相同槽壁厚度的成型槽2完成，而對於極耳厚度差距過於巨大的電池來說就需要採用該技術方案解決這個問題，對於這種情況本實用新型實施例中的厚焊槽用來作為負極槽而薄焊槽則用來作為正極槽，在鑄焊的時候需要用到的總能量為Q總，成型槽2本身帶有的熱能記為Q模，而鉛液的熱能記為Q鉛，本實用新型用於鑄焊的總能量Q總=Q模+Q鉛，本實用新型的技術方案可以維持Q鉛在各處不變，所以只需要調整Q模的大小就可以調整Q總，而Q模=cm△t，其中M就是質量，所以壁厚較厚的厚焊槽所具有Q模大於壁厚較薄的薄焊槽所具有的Q模，這樣就可以在相同的溫度控制下同時焊接不同質量、厚度的正負極耳，同時本實用新型的該技術方案也能用於焊機相同極性不同質量、厚度的極耳，所以本技術方案使用方式十分靈活，而現有技術則無法做到這一點，現有技術Q總=Q鉛，所以無法調整不同厚度極耳的成型槽2的鑄焊能力。

如圖1所示，本實用新型還包括抽芯裝置10，抽芯裝置10包括動作機構以及插片10-1，插片10-1沿線性方向在動作機構作用下水平動作，且至少存在一個水平位置使插片10-1插入成型槽2，對於需要跨橋的匯流排進行鑄焊的時候，該結構可以完全不需要折彎工藝，直接採用抽芯工藝即可完成跨橋的成型，動作機構為推頂用的伸縮裝置10-3，以及一個垂直於插片10-1活動方向設置的連接排10-2，插片10-1與連接排10-2固接，連接排10-2與伸縮裝置10-3的伸縮端固接，伸縮裝置10-3為氣缸或者油缸。

本具體實施例僅僅是對本實用新型的解釋，其並不是對本實用新型的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書後可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本實用新型的權利要求範圍內都受到專利法的保護。