[发明专利]一种金属双极板焊接翘曲的整形加工方法及其整形加工装置

说明书

本发明提供了一种金属双极板焊接翘曲的整形加工方法及其整形加工装置，其采用“点对点”电阻元件加热的方式去除金属双极板整形焊接区域的内应力，并通过保护气路提供保护气场，以此保证金属双极板在热处理过程中的表面质量。本发明提供了一种金属双极板焊接翘曲的整形加工方法及其整形加工装置，其适用于燃料电池所使用的金属双极板，其能在不改变焊接工艺的前提下，实现局部式、自动化焊接翘曲整形处理，实现燃料电池金属双极板焊接翘曲高效处理，从而能够满足燃料电池金属双极板大批量、高精度制备的需求。

技术领域

本发明涉及激光焊接整形技术领域，尤其是，一种金属双极板焊接翘曲的整形加工方法及其整形加工装置，其特别适用于燃料电池的金属双极板的整形加工。

背景技术

已知，燃料电池是通过氢气与氧气发生电化学反应来产生电能的，由于其最终产物是水，因此，使其成为当下无污染、零排放新能源构成的重要一环。

其中，由于受到体积、质量等方面的限制，其中燃料电池中常用的石墨极板正逐步被金属双极板所取代，用于承载氢气、氧气以及冷却液。其中业界现在使用的金属双极板，其一般是将阳极极板与阴极极板通过激光焊接的方式连接在一起，形成“两板三场”的结构。

对于这种“两板三场”结构的金属双极板而言，其完成激光焊接的区域，由于会发生不均匀的热收缩，因此会使得完成激光焊接的金属双极板发生不规则翘曲。这种翘曲的程度，会随着金属双极板外围尺寸的增加而增加，严重时，甚至会影响后续金属双极板层叠式装配的可靠性。

对此，业界采取的处理激光焊接变形的方式主要有两种：

(1)通过降低激光功率从而降低焊接温度梯度来实现，但是该种方法使得金属双极板易于发生虚焊，严重制约其良品率。

(2)金属双极板整体去内应力热处理来实现，该方法将若干燃料电池先进行层叠式装配，继而放入热处理箱，通过消除整体内应力达到整形的目的。该方法在成形处理前需要进行金属双极板的装夹，效率低；整体加热将改变流道结构的强度，在热处理过程中，相互挤压的金属双极板容易产生特征变形的情况，使得金属双极板无法满足使用要求。

可见上述两种方法无法满足现有业界对于燃料电池金属双极板的大规模、高质量的制备要求。因此，确有必要来开发一种新型的针对金属双极板激光焊接翘曲的全自动、高效率整形加工方法及其整形加工装置，来克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属双极板焊接翘曲的整形加工方法，其适用于燃料电池所使用的金属双极板，但不限于。其能在不改变焊接工艺的前提下，实现局部式、自动化焊接翘曲整形处理，实现燃料电池金属双极板焊接翘曲高效处理，从而能够满足燃料电池金属双极板大批量、高精度制备的需求。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种金属双极板焊接翘曲的整形加工方法，其包括以下步骤：

根据待整形金属双极板的结构及其焊接路径，制备定位板、下固定板、上固定板及电阻加热触头这些加工设备件的形面特征，以使得这些设备件的外形与待整形金属双极板的外形匹配；

将处于待处理区域的所述待整形金属双极板通过一自适应定位平台完成定位校准，使其以规定位置位于所述定位板中；

将所述待整形金属双极板输送至所述下固定板，再将所述下固定板运送至所述上固定板下方，并完成所述上、下固定板的机械装夹；

在所述上、下固定板的机械装夹过程中，向所述待整形金属双极板的整形焊接区域贴合加热元件，提供热源，对所述待整形金属双极板的整形焊接区域进行去内应力热处理，同时通过置于所述上、下固定板的保护气路引入保护气并在所述整形焊接区域形成保护气场，以防止氧化产生从而保证所述待整形金属双极板的表面质量。