[发明专利]对具有单个共同焊接截面的多板件工件堆叠结构的能束焊接

说明书

技术领域

本发明涉及对多层工件堆叠结构进行能束焊接，即具有三层或更多层板件的工件堆叠结构，和涉及按照该方法构造的组件。

背景技术

激光焊接是广泛使用的商业过程，其中激光束照射工件堆叠结构的目标区域。电子束可以以相似的方式使用。被照射的材料由于激光束的强度而变为液化状态。在液化的材料冷却时形成熔接焊点或焊缝。能束焊接可被用于在典型的具有两层板件的工件堆叠结构中形成完全穿过一对邻近板件的厚度的熔接焊接。然而，在对具有三层或更多层板件的工件堆叠结构进行能束焊接时，尤其是在各种板件用不类似的材料构造时，会造成非最优的熔接焊接。

发明内容

公开本文一种方法用于到多层工件堆叠结构进行能束焊接。如在本文使用的，术语“能束焊接”是指使用激光束、电子束、或其他合适的集中能束形成熔接焊接部的过程。术语“多层工件堆叠结构”是指叠放了三层或更多层板件的堆叠结构，而不管板件的相对厚度如何。两件式工件堆叠结构的能束焊接通常通过形成穿过两层邻近板件的搭接接头而执行。然而，常规的搭接接头焊接技术可能难以在板件的数量超过两个时，尤其在板件用不同材料构造时执行。

另外，以通常的搭接连接方式堆叠或定位的(n)层板件的焊接(即板件相对于激光束的轴线垂直或略微成角度)形成(n-1)个不同的焊接界面。例如，四层堆叠板件(n＝4)形成三个不同的焊接界面，而单个焊接界面存在于常规的两件式工件堆叠结构(n＝2)中。本方法和其各种实施例有助于实现这种工件堆叠结构的有效能束焊接。

此处所述的板件在示例性实施例中可以用铜或铝构造。铜具有比铝(660℃)显著地更高的熔化温度(1080℃)。另外，一些板件可以相对于用在同一工件堆叠结构中的其他板件更薄。不同熔化温度和薄板件的存在可对成功的能束焊接带来独特的困难。这些困难也可通过本方法解决。

具体说，本文公开一种用于对多层工件堆叠结构进行能束焊接的方法。该方法包括将第一板件定位为邻近第二板件；和随后将第三板件定位为邻近第二板件，从而通过三个板件限定出单个共同焊接界面。随后通过将能束引导到该单个共同焊接界面上或沿该单个共同焊接界面引导而形成熔接焊接，持续经校准的时间。

在一个实施例中，第三板件可以沿其边缘中的一个限定出凸缘部分。在另一实施例中，第三板件可以限定出接片部分。凸缘部分可以被置于沿单个共同的焊接界面直接接触第一板件，通过将凸缘部分包在第一板件的边缘周围或通过将凸缘部分置于第一板件的表面上，这取决于实施例。接片部分可以插入到通过第二板件限定的槽口以便在单个共同焊接界面处接触第一板件。在另一实施例中，一些板件可以限定出允许第一和第三板件被置于彼此邻近的凹槽或切槽，而不管是否存在任何干涉板件。

多层板件工件堆叠结构可以可选地配置为电池模块。在这样的实施例中，第一板件可以是电池模块的导电总线或互连构件，且第二和第三板件可以是同一电池模块的不同电池接片。

还公开一种经焊接的组件。经焊接的组件包括第一板件、定位为邻近第一板件的第二板件和定位为邻近第二板件的第三板件。具有单个共同焊接界面的工件堆叠结构通过第一、第二和第三板件限定。熔接焊接使用能束形成，其将第一、第二和第三板件沿单个共同焊接界面连结。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

图1是示例性电池模块形式的多层板件工件堆叠结构的示意性端视图，其中工件堆叠结构具有在电池模块一侧上的单个共同焊接界面。

图2是在一个实施例中的多层板件工件堆叠结构的示意性侧视图，所述工件堆叠结构具有限定出用于形成单个共同焊接界面的凸缘部分的板件。

图3是在另一实施例中的多层板件工件堆叠结构的示意性侧视图，具有带槽口的板件，槽口用于接收另一板件的接片部分，以形成单个共同焊接界面。

图4是多层板件工件堆叠结构的示意性侧视图，其具有限定出另一凸缘部分的板件。

图5是在又一实施例中的经焊接的多层板件工件堆叠结构的示意性平面图，其具有带凹槽的板件，用于形成单个共同焊接界面。

图6是描述用于对多板件工件堆叠结构进行能束焊接的方法的流程图。

具体实施方式