一種電池注液孔的雙波長複合焊接方法與流程

2023-05-06 03:17:21 2

本發明涉及雷射加工技術領域，特別涉及一種電池注液孔的雙波長複合焊接方法。

背景技術：

鋰電池是性能卓越的新一代綠色高能電池，因其具有高電壓、高容量、低消耗、無記憶效應、無公害、體積小、內阻小、自放電少、循環次數多等特點。而廣泛應用於純電動汽車、混合動力裝置、插電式混合動力汽車以及船舶、軌道交通、太陽能、風力發電系統、行動電話、筆記本電腦等眾多民用及軍事領域。尤其是隨著電動汽車的發展，對鋰電池性能的要求越來越高。

鋰電池在製造過程中，當向電池殼內注入電解液後，由於需要維持電解液的穩定需要將鋁釘焊接在鋰電池的注液口而將殼體密封。目前，鋰電池製造商通常使用雷射將鋁釘焊接在鋰電池的注液孔處將其密封，注液孔焊接作為電池製造的關鍵工藝之一需要進行雷射清洗、入釘、定位、焊接及檢測等多道工序。如圖1，圖2所示，現有的雷射焊接大都採用單波長的雷射焊接方法，使用該方法焊接後，在焊接部位容易產生氣孔或裂紋，焊道表面因熔融金屬急速凝固形成多道分段波紋而影響焊道表面的均勻性。針對目前焊接注液孔所存在的問題，國內外廠家普遍採用含有能量反饋系統的脈衝雷射器來改善上述缺陷。但改善的幅度有限導致生產效率低且焊接表面的波紋會影響後續檢測。

技術實現要素：

綜上所述，本發明主要的目的是為了解決現有的鋰電池注液口焊接採用單波長且含有能量反饋系統的脈衝雷射器進行焊接而導致焊接部位容易產生氣孔或裂紋，並且焊道表面形成分段波紋而影響焊道表面均勻性的技術問題，而提供一種電池注液孔的雙波長複合焊接方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種電池注液孔的雙波長複合焊接方法，該方法是在保護氣體下，對電池注液孔的密封材料通過主波段和次波段複合的雙波長複合雷射進行焊接，其中，次波段雷射對注液孔的密封材料進行預熱並增加材料熔融狀態持續時間，主波段雷射對注液孔的密封材料進行熔化焊接，並在高速完成注液孔焊接。

所述雙波長雷射束複合焊接是通過多波長雷射焊接頭進行焊接。

所述雙波長複合雷射為由主波段雷射和次波段雷射整合而成，其用於對鋁材進行加工。

所述主波段雷射的波長為1070nm，其雷射功率為780W，焊接速度為100mm/s。

所述次波段雷射的波長為915nm，其半導體功率為900W，焊接速度為100mm/s。

所述保護氣體為氮氣，且該氮氣在焦點處焊接。

所述密封材料為鋁合金。

採用上述技術方案，與現有技術相比，本發明所產生的有益效果在於：通過採用雙波長複合焊接工藝將鋁釘焊接在鋰電池的注液孔上，雙波長複合雷射是由兩條波段、功率不同的雷射整形而成。通過採用該焊接方式，極大提高了電池注液孔的焊接效率及焊接質量，焊後殼體表面無裂紋，極大的降低了出現氣孔的概率，且焊道表面光滑平整均勻，具有更好的安全性。

【附圖說明】

圖1是採用現有單波長脈衝雷射器焊接後的外部結構示意圖；

圖2是採用現有單波長脈衝雷射器焊接後的內部結構示意圖；

圖3是本發明所述的雙波長複合焊接後的外部結構示意圖；

圖4是本發明所述的雙波長複合焊接後的內部結構示意圖。

【具體實施方式】

下列實施例是對本發明的進一步解釋和補充，對本發明不會構成任何限制。

本發明電池注液孔的雙波長複合焊接方法的發明點在於：在保護氣體下，對電池注液孔的密封材料通過雙波長複合雷射的方式進行焊接，所述雙波長複合雷射束是通過雙波長雷射焊接頭髮射出的。在本實施例中，所述保護氣體為氮氣。該氮氣在焦點處焊接並用於提高焊縫質量及避免密封材料氧化。在本實施例中，所述密封材料採用3003鋁合金。進一步地，所述雙波長複合雷射為由兩條不同波段不同功率的雷射整形而成的複合雷射。進一步地，所述雙波長複合雷射包括主波段雷射及次波段雷射。其中，主波段雷射對電池注液孔的密封材料進行熔化焊接，次波段雷射對注液孔的密封材料進行預熱並增加材料熔融狀態持續時間，並在高速狀態下完成電池注液孔的焊接。優選地，所述主波段雷射的波長為1070nm，其雷射功率為780W，焊接速度為100mm/s。優選地，所述次波段雷射的波長為915nm，其半導體功率為900W，焊接速度為100mm/s。如圖3，圖4所示，通過採用雙波長複合焊接的工藝後，雙波長焊接的速度維持在100mm/s，焊接速度較為穩定，因此由焊接後的外部結構來看，注液孔的外觀光滑平整，焊道表面細膩均勻。從焊接後的內部結構來看，雙波長焊接未見表面裂紋及內部氣孔。採用此焊接工藝後，電解液不會由注液孔的焊接部位向外滲出，因此具有更好的安全性。

儘管通過以上實施例對本發明進行了揭示，但是本發明的範圍並不局限於此，在不偏離本發明構思的條件下，以上各構件可用所屬技術領域人員了解的相似或等同元件來替換。