[发明专利]一种电池焊台的焊针夹具及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊台的焊针夹具，特别是一种电池焊台的焊针夹具及其制造方法。

背景技术

目前锂电池组的封装过程中，锂电池的极耳之间需要用焊接机或自动装配设备的焊接装置进行焊接。焊接时是使用金属的连接片将两个锂电池的极耳联接，实现锂电池的串联或并联。

现有的焊接技术对锂离子封装电池保护板与电芯电极连接片进行间点焊的焊针，大部分焊针夹头是由直径3毫米或者6毫米的高导电率、高传热性氧化铝铜棒车削前端约10~12毫米长直径1.0~1.7毫米直径的焊针安装孔，焊针安装孔的横截面是与焊针夹头主体外圆相切的偏心圆。焊针夹头后端与点焊机机头夹紧，夹紧位置可根据不同点焊工艺的需要进行上下位置调账；

若直接采用1.0~1.7毫米的氧化铝铜棒作为焊针，则因焊针伸出部分长度太长而焊真本体物理强度不够，焊接过程中多次与连接片触碰后容易造成焊针弯曲、变形、折断等问题。而使用与夹头外圆相切结构的原因是由于保护板上焊盘尺寸的限制而在工艺上需要保证有较小的焊针间距(最小可至2.7mm)。

现有技术存在以下缺点：

1、浪费材料：现有技术使用的焊针以直径6毫米棒材每次车削成1.0毫米直径，10毫米长计算，材料利用比率仅为1 : 36，且当棒材长度剩下约40毫米无法满足工艺需要而废弃、车削长10毫米焊针消耗至3毫米时就得折断重新车削加工，进一步降低其利用比率至1:64，即使以直径3毫米车削成直径1.7毫米计算，此利用比率也在1:5.6。

2、浪费工时：以每次车削长度约10毫米计算，200毫米长的焊针需车削16次，每次耗时5分钟计算，共耗时80分钟，若年需求量为3000根，则需要耗掉4000小时工时，即使车削长度12毫米、每次耗时3分钟计算，也需要耗掉1950小时工时。

3、质量不稳定：工人技术、机台精度及稳定性、夹紧公差、偏心夹具的安装公差都将直接影响焊针直径的加工精度及偏心圆的位置精度，如图2所示；

焊接质量的稳定与焊针的间距、接触面积有直接的关系，焊针安装孔向内偏时两焊针间距无法缩到更近的距离，而在焊盘尺寸固定的情况下，极容易造成焊针压边产生碰爆等不良；向外偏时焊针的接触面积小，焊接效果等同小直径焊针，容易造成脱焊、虚焊等不良，焊接质量的稳定很难控制，而焊针直径的加工精度则直接影响接触面积。

目前比较经济的直径加工精度在0.05毫米内，而现有技术偏心圆的位置精度则在0.1毫米内。

综上所述，目前急需一种节约焊针材料、保护焊针不易折断、变形，节省加工所消耗工时，产品质量稳定且使用过程不易造成脱焊、虚焊和加工过精度高的焊真夹头。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于浪费材料、浪费加工工时、生产效率低、加工质量不稳定等技术缺点，重新设计一种电池焊台的焊针夹具。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

针对焊台的焊针夹具存在的技术缺点，重新设计一种用于电池点焊的焊针夹具，包括焊针夹和锁定螺栓，所述的焊针夹由夹头主体和与夹头主体一端连接的焊针夹头构成，焊针夹上沿着夹头主体的母线方向设置有用于安装焊针的通孔，所述的且夹头主体与通孔组合后的横截面为轴对称图形；夹头主体的横截面为圆形或圆缺形；通孔的横截面与夹头主体的横截面之间的位置关系为内切，在夹头主体上沿着穿过切点的母线设置有与通孔连通的豁口；或通孔的横截面与夹头主体的横截面之间的位置关系为相交。

所述的夹头主体的横截面为圆形，通孔的横截面与夹头主体的横截面之间的位置关系为内切。这种结构的焊针夹具在使用时，两根焊针的最小距离等于夹头主体之间的距离。使用过程中可以增加焊接加工的精度。

所述的夹头主体的横截面圆缺形，通孔的横截面与夹头主体的横截面之间的位置关系为相交，两个交点均位于球缺形的底上。

所述的夹头主体横截面与通孔横截面之间的圆心距距离为a,夹头主体横截面的半径为R，通孔的横截面的半径为r,所述的a=R-r，并且通孔的圆心位于球缺形上。这中结构的优点在于两根焊针的最小距离小于夹头主体之间的距离。使用过程中可以最大化增加焊接加工的精度的同时，通孔与夹头主体底部的交接位置的物理结构更加稳定，而且可以提高碰焊的电压，提高焊接质量。

所述的通孔的横截面的圆心到夹头主体横截面的底的距离大于0。