[发明专利]一种超声波焊头和焊接装置

说明书

本发明属于电池加工机械技术领域，公开了一种超声波焊头，包括焊接部，焊接部设有两个并沿Z轴对置，每个焊接部包含两个焊头单元，两个焊头单元沿X轴方向间隔布置并在两者之间形成避空区域，其中：焊头单元包括若干个焊头，焊头具有沿Y轴方向对置的平头端和尖端，同一焊头单元的所有焊头的尖端均朝向同一方向。有益效果：每个焊接部包含两个焊头单元，两个焊头单元对双芯包的同一侧进行同步作业，焊头单元设置若干个带有尖端的焊头，一方面大大增大了摩擦力，另一方面，焊头具有尖端和平头端，尖端可以实现在沿尖端朝向的方向上具有较小的阻力，起振更容易，平头端能够保证焊接时的焊接强度；设置避空区域减少焊接共振现象。

技术领域

本发明涉及电池加工机械技术领域，尤其涉及一种超声波焊头和焊接装置。

背景技术

目前，在汽车动力电池这个新兴行业中，超声波焊接已经成为制作电池的工艺中不可或缺的一环。随着电池能量密度要求越来越高，相应的单个电池也被要求做的更厚更大，以满足越来越高的续航要求。单个电池结构从一个电池壳单芯包过度到双芯包，这样可以明显增大单体电芯的容量，但是相应的也增加了焊接工艺。

以前单芯包只需要在正负极各焊一次，就完成焊接工艺。现在芯包翻倍，并且还是放在同一个电池中，那么焊接工艺就会变成正负极各两次，总共四次。这样对生产效率就产生了非常大的影响。以前最快速度一分钟可以做12个电池，但是现在因为工艺环节的增加，同样时间只能做一半。于是就有人设想同时焊两个焊印。但是做了之后就发现，由于焊接面积的增大，两个焊印又相距较远(一般因为结构原因焊印会大于10mm)。此时的焊头工作面需要做的比较大，相应负载就比较大，这样对焊头的整体振动会产生较大影响。实际用下来发现，焊接效果明显弱于分开焊接，虚焊现象较严重。而且也比较容易损坏超声波振动单元。所以比较下来，目前还是使用传统工艺，牺牲效率，以保证电池的质量和稳定性。

经过改进，新的焊接头具有两个焊头单元，但是这种焊接头在焊接时摩擦力较小，容易造成虚焊。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声波焊头和焊接装置，以解决现有焊头在焊接时摩擦力较小，容易造成虚焊的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种超声波焊头，包括：

焊接部，所述焊接部设有两个并沿Z轴对置，每个所述焊接部包含两个焊头单元，两个所述焊头单元沿X轴方向间隔布置并在两者之间形成避空区域，其中：

所述焊头单元包括若干个焊头，所述焊头具有沿Y轴方向对置的平头端和尖端，同一所述焊头单元的所有所述焊头的所述尖端均朝向同一方向。

每个焊接部包含两个焊头单元，两个焊头单元对双芯包的同一侧进行同步作业，焊头单元设置若干个带有尖端的焊头，一方面大大增大了摩擦力，另一方面焊头具有尖端和平头端，尖端可以实现在沿尖端朝向的方向上具有较小的阻力，起振更容易，平头端能够保证焊接时的焊接强度；设置避空区域减少焊接共振现象。

作为优选，沿X轴方向对应的两个所述焊头单元上的所述焊头的尖端的朝向方向相反。

焊接部在沿Y轴进行焊接时，始终有一个焊头单元的尖端朝向方向与移动方向一致。

作为优选，所述焊头单元上包括多列沿Y轴方向布置的所述焊头。

作为优选，所述焊头的焊接端面设有凸起。焊接时凸起先接触金属箔片时压强大、阻力小，使得焊接时起振更容易，焊接更牢固。

作为优选，所述避空区域包括外避空区域和内避空区域，所述外避空区域的第一开口沿Z轴敞开，所述内避空区域的第二开口与所述外避空区域的底部连通。

减小共振现象同时能够减小内应力，并能防止焊接部断裂。

作为优选，所述外避空区域的底部沿X轴方向的两端为圆弧面。