[发明专利]一种动力电池防爆阀激光焊接设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光焊接设备，尤其涉及一种动力电池防爆阀激光焊接设备。

背景技术

近年来，随着我国电动汽车的快速发展，如何解决电动汽车的安全问题，是新能源汽车行业的良性发展必须突破的关键点和难点。电池本身应不鼓包、不泄漏、不破裂、不起火、不冒烟、不爆炸。而电芯一旦发生热失控，可能会产生电解液泄漏、起火和燃烧等现象。电池防爆安全阀在锂电池中使用可有效地防止电池热失控时发生爆炸，其工作原理为：当电池内部温度异常，气压升高到1.0-1.2Mpa时，安全阀开启排除内部气体，避免压力过高造成爆炸。从而保障了电池安全。

动力电池防爆阀是确保电池安全的重要部件，每个单体电芯的正极上均安装了防爆盖帽。在电池制造过程中，涉及到防爆阀焊接的技术十分广泛，如超声波焊、电阻焊和激光焊接等。焊接方法与工艺的合理选用，直接影响电池的生产成本、质量的可靠性与使用的安全性。

激光焊接作为电池生产一项非常重要的工艺环节，对电池的一致性，稳定性和安全性有很大的影响，激光焊接优势在于焊材损耗小、被焊接工件变形小、设备性能稳定易操作，焊接质量高，其工艺上的优势是其它焊接方式无法比拟的。通过高效精密的激光焊接可以大大提高汽车动力电池安全性、可靠性和使用寿命，必将为今后的汽车动力技术的发展提供重要保障。但是国产设备在产品精度、稳定性、焊接成品率等方面无法满足市场需求，主要还是依靠国外技术，极大的限制了中国动力电池制造业的发展。

发明内容

为解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供了一种精度高，稳定性佳的动力电池防爆阀激光焊接设备，其具体技术方案如下：

第一种实现方式，一种动力电池防爆阀激光焊接设备，包括光纤激光焊接头1、焊接夹具2、焊接工作台3，所述焊接夹具2的活动块2a设有定位槽2b，定位槽2b中设有真空吸嘴2c。所述定位槽2b用于固定盖板位置，所述真空吸嘴2c用于吸附电池防爆阀。所述光纤激光焊接头1包含复合透镜聚焦耦合系统及光纤输出聚焦系统，所述复合透镜聚焦耦合系统由复合透镜组组成，所述光纤输出聚焦系统由准直透镜组及聚焦透镜组组成。

结合第一种实现方式，在第一种实现方式的第一种可能情况为所述光纤激光焊接头1为平行平面腔的双灯单棒结构。

结合第一种实现方式的第一种可能情况，其第一种实现方式的第二种可能情况为所述平行平面腔的腔长为825mm，多模发散角为18mrad，光束质量指标M²为10-48。

结合第一种实现方式的第二种可能情况，其第一种实现方式的第三种可能情况为所述焊接工作台3设有由精密间歇凸轮分割器驱动的转盘，所述焊接夹具2定位于所述转盘。

结合第一种实现方式的第二种可能情况，其第一种实现方式的第四种可能情况为所述复合透镜聚焦耦合系统的复合透镜组为两片直径为20mm的复合透镜，复合透镜上的光束直径Φ为8mm，光纤芯径为0.4mm,通光范围为0.2mm，最差时的光束质量BPP为16mm·mrad。

结合第一种实现方式的第二种可能情况，其第一种实现方式的第五种可能情况为所述光纤芯径为0.3mm。

结合第一种实现方式的第二种可能情况，其第一种实现方式的第六种可能情况为所述准直透镜组由两片直径为40mm透镜组成，其准直f1为140mm；所述聚焦透镜组由两片直径为40mm透镜组成，其焦距f2为80mm。

结合第一种实现方式的第六种可能情况，其第一种实现方式的第七种可能情况为所述聚焦光斑直径ds为0.23mm,光纤输出功率为400W。

结合第一种实现方式，其第一种实现方式的第八种可能情况为所述动力电池防爆阀激光焊接设备还包括激光运动机构4、控制系统5、监视系统6及光纤端头水冷耦合系统7；所述激光运动机构4包括X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构，驱动激光焊接头；所述控制系统5包括PLC、人机界面；所述监视系统6包括CCD、显示器；所述光纤端头水冷耦合系统7包括在光纤输入端、输出端设计的循环水路7a及水冷机组7b，所述循环水路7a中流通有冷却液，所述冷却液由水冷机提供。

有益效果：

本发明能够通过研究激光经光纤传输后的光束质量变化，优化设计光纤传输系统，包括藕合聚焦系统，光纤输出聚焦系统,获得了较小的光纤输出聚焦光斑直径，使大功率脉冲固体激光经光纤传输后的功率密度达到激光焊接的要求，从而实现了脉冲固体激光焊接机的柔性导光，实现激光精细控制，从而实现动力电池防爆阀的焊缝均匀一致，无虚焊、焊穿、焊偏等不良现象。

附图说明