本發(fā)明涉及激光加工方法，尤其涉及到圓柱形電池的激光加工方法。

背景技術(shù)：

目前,圓柱形電池殼體一般采用0.2mm～0.25mm厚的不銹鋼，負(fù)極連接片材料一般不采用不銹鋼，而是采用0.2mm～0.3mm厚的鎳片，這是因?yàn)殒嚻蝈冩嚥牧系募す夂附有阅芨们益嚻娮杪瘦^低。對(duì)于異種材料的焊接，采用頻率較高的納秒激光器可獲得更好的焊接效果。

圓柱形電池的焊接光源一般采用脈沖激光器，外置振鏡掃描系統(tǒng)作為輸出裝置。一般采用振鏡點(diǎn)焊模式，焊接一個(gè)單體電池負(fù)極約需要0.5秒左右，但由于脈沖激光器存在著能量衰減現(xiàn)象，生產(chǎn)中存在虛焊、焊縫熔深不一致而導(dǎo)致負(fù)極焊穿漏液的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提出一種圓柱形電池負(fù)極與連接片焊接方法，能夠有效地提高焊接穩(wěn)定性及導(dǎo)電能力，避免虛焊、負(fù)極焊穿等不良缺陷。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供一種圓柱形電池負(fù)極與連接片焊接方法，包括以下步驟：使圓柱形電池的負(fù)極與連接片緊密貼合；以及在多個(gè)設(shè)定位置，采用納秒激光器提供的激光束進(jìn)行沖擊焊接，焊接軌跡采用振蕩線模式。

其中，焊接軌跡的振蕩線的參數(shù)設(shè)置為：初始半徑r1＝0.02mm，螺旋增量b＝0.02mm，最終直徑設(shè)為2mm～3mm。

其中，設(shè)定位置的數(shù)目為三個(gè)。

其中，所述的負(fù)極與連接片緊密貼合指負(fù)極與連接片兩板之間的間隙小于單個(gè)板厚度的10％。

其中，所述的納秒激光器指采用納秒級(jí)別的光纖激光器作為焊接光源，采用振鏡頭作為高速輸出裝置。

其中，所述的振鏡頭焦距為254mm或160mm。

其中，所述的負(fù)極為厚度尺寸在0.2mm～0.25mm的不銹鋼，所述的連接片為厚度尺寸在0.2mm～0.3mm的鎳片。

其中，所述的納秒激光器的參數(shù)為：最大單點(diǎn)能量為1mj，最大頻率為2000khz，單點(diǎn)最大峰值功率可達(dá)13kw。

其中，所述的沖擊焊接的參數(shù)為：0號(hào)波形，脈沖頻率設(shè)為200khz，焊接速度范圍100mm/s～300mm/s，離焦量+2mm。

其中，所述的0號(hào)波形，在70納秒處達(dá)到輸出峰值功率，然后輸出功率逐漸下降，到250納秒時(shí)輸出功率降到零。

本發(fā)明的有益效果在于，通過(guò)采用納秒激光器提供的激光束進(jìn)行沖擊焊接，焊接軌跡采用振蕩線模式，可以有效避免虛焊、爆點(diǎn)、連接片及負(fù)極受熱變形等焊接缺陷，增加過(guò)流面積、大大提高焊接穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例焊接的立體示意圖；

圖2是采用納秒級(jí)光纖激光器振鏡焊接負(fù)極與連接片采用的0號(hào)波形圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例焊接的俯視示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的焊接效果圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例焊接方法的流程示意圖。

其中，主要附圖標(biāo)記如下：10負(fù)極20連接片30焊點(diǎn)50激光束。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1至圖3，圖1是本發(fā)明實(shí)施例焊接的立體示意圖；圖2是采用納秒級(jí)光纖激光器振鏡焊接負(fù)極與連接片采用的0號(hào)波形圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例焊接的俯視示意圖。本發(fā)明以18650型號(hào)的圓柱形電池為例，提出一種負(fù)極10與連接片20激光焊接的方法，該方法主要包括：第一、采用納秒級(jí)別的光纖激光器作為焊接光源，焦距為254mm或160mm的振鏡頭作為高速輸出裝置；第二、激光束50的焊接軌跡采用振蕩線模式，可控制焊點(diǎn)30的大??；第三、焊接工藝參數(shù)選用較高的頻率、較高的速度熱傳導(dǎo)沖擊焊接電池負(fù)極10，可以防止連接片20變形。

具體而言，負(fù)極10為厚度尺寸在0.2mm～0.25mm的不銹鋼，連接片20為厚度尺寸在0.2mm～0.3mm的鎳片。焊點(diǎn)30的數(shù)目為三個(gè)，也就是說(shuō)，通過(guò)三個(gè)焊點(diǎn)30連接，可以保證負(fù)極10與連接片20有足夠的連接強(qiáng)度。

參見(jiàn)圖4，圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的焊接效果圖。從圖4示意出的截面上來(lái)看，焊點(diǎn)30呈現(xiàn)為穿透連接板20與負(fù)極10的連接面的梳子狀結(jié)構(gòu)，能夠有效增大過(guò)流面積，焊接效率較高，焊縫表面質(zhì)量較好，并且焊接穩(wěn)定性大大提高。

參見(jiàn)圖5，圖5是本發(fā)明實(shí)施例焊接方法的流程示意圖。本發(fā)明方法的流程大致包括以下過(guò)程：

步驟s501、使圓柱形電池的負(fù)極10與連接片20緊密貼合。

步驟s503、在多個(gè)設(shè)定位置(每個(gè)設(shè)定位置與一個(gè)焊點(diǎn)30相對(duì)應(yīng))，采用納秒激光器提供的激光束50進(jìn)行沖擊焊接，焊接軌跡采用振蕩線模式。

具體而言，結(jié)合參見(jiàn)圖1，步驟s501包括：要保證圓柱形電池的負(fù)極10、連接片20表面平整光滑、干凈整潔(可以使用酒精擦拭表面，去除油污碎屑等)；將圓柱形電池預(yù)先置于專業(yè)夾具(圖未示)中，確保圓柱形電池的負(fù)極10與連接片20緊密貼合；然后，夾具夾緊，要求負(fù)極10與連接片20兩板平行裝夾，且?jiàn)A緊后負(fù)極10與連接片20兩板之間的間隙小于單個(gè)板(負(fù)極10/連接片20)厚度的10％。

結(jié)合參見(jiàn)圖2和圖3，步驟s503涉及的焊接工藝參數(shù)的設(shè)置有：采用的納秒激光器的參數(shù)為：最大單點(diǎn)能量為1mj，最大頻率為2000khz，單點(diǎn)最大峰值功率可達(dá)13kw；采用脈沖高頻率沖擊焊接模式，具體參數(shù)為：0號(hào)波形(在70納秒處達(dá)到輸出峰值功率，然后輸出功率逐漸下降，到250納秒時(shí)輸出功率降到零)，脈沖頻率設(shè)為200khz，焊接速度范圍100mm/s～300mm/s，離焦量+2mm；焊接軌跡(即焊點(diǎn)30在連接片20的表面的輪廓線)的振蕩線的參數(shù)設(shè)置為：初始半徑r1＝0.02mm，螺旋增量b＝0.02mm，最終直徑設(shè)為2mm～3mm。

本發(fā)明的有益效果在于，通過(guò)采用納秒激光器提供的激光束進(jìn)行沖擊焊接，焊接軌跡采用振蕩線模式，可以有效避免虛焊、爆點(diǎn)、連接片20及負(fù)極10受熱變形等焊接缺陷，增加過(guò)流面積、大大提高焊接穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以對(duì)上述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改和替換，都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出一種圓柱形電池負(fù)極與連接片焊接方法，包括以下步驟：使圓柱形電池負(fù)極與連接片緊密貼合；以及在多個(gè)設(shè)定位置，采用納秒激光器提供的激光束進(jìn)行沖擊焊接，焊接軌跡采用振蕩線模式。能夠有效地提高焊接穩(wěn)定性及導(dǎo)電能力，避免虛焊、負(fù)極焊穿等不良缺陷。

技術(shù)研發(fā)人員：錢德宇;劉昊;胡勇;徐作斌;馮偉賢;高云峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.29
技術(shù)公布日：2017.10.27