[发明专利]焊接装置及焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，特别是涉及一种焊接装置及焊接方法。

背景技术

随着新能源汽车的逐渐普及，动力电池制造行业也在迅速扩张，对动力电池的生产效率和成本等提出了更高的要求。注液孔焊接是动力电池生产的关键工序之一。注液孔为直径8mm左右的圆形梯台，焊接前需装上与之匹配的密封钉，然后形成环形对接焊缝。现有技术中，动力电池注液孔大多采用三轴运动平台搭载光束固定的激光焊接头进行激光焊接。但是注液孔焊接轨迹的直径非常小，导致三轴运动平台的长程运动优势并不能发挥出来，反而由于三轴运动平台质量大，在小直径圆形轨迹焊接时，速度非常慢。另外，采用了三轴运动平台等还会增加设备成本。

发明内容

基于此，提供一种焊接装置及焊接方法，旨在满足注液孔的小尺寸圆形轨迹的焊接需求且降低设备成本。

一种焊接装置包括：激光器，用于发射激光束；激光整形组件，用于将所述激光束整形为光斑；光束运动控制组件，包括X轴摆动镜片、X轴摆动电机、Y轴摆动镜片、Y轴摆动电机及控制单元，所述X轴摆动电机连接于所述X轴摆动镜片，所述Y轴摆动电机连接于所述Y轴摆动镜片，所述控制单元通过所述X轴摆动电机和所述Y轴摆动电机分别控制所述X轴摆动镜片和所述Y轴摆动镜片运动，以改变经所述X轴摆动镜片和所述Y轴摆动镜片反射的所述光斑照射在工件上的位置而对工件进行焊接；吹气组件，用于在焊接所述工件时向焊接部位吹送保护气。

上述焊接装置通过控制单元控制X轴摆动电机和Y轴摆动电机带动X轴摆动镜片和Y轴摆动镜片摆动一定角度，从而使得经过X轴摆动镜片和Y轴摆动镜片反射的光斑照射在工件上并形成预设焊接轨迹，由于X轴摆动镜片和Y轴摆动镜片的质量较小，X轴摆动电机和Y轴摆动电机的控制精度高，从而本发明的焊接装置能够实现激光束在较小范围内的高速精确运动，有效提高小尺寸范围内的焊接精度和焊接质量。

在其中一个实施例中，所述吹气组件包括直喷头，所述激光整形组件包括聚焦镜，所述直喷头连接于所述聚焦镜且与所述聚焦镜同轴设置。

在其中一个实施例中，所述直喷头包括第一端和第二端，所述第一端的尺寸大于所述第二端的尺寸，所述第一端连接于所述聚焦镜，所述第二端朝向所述工件。

在其中一个实施例中，所述第二端的内径为15mm～25mm。

在其中一个实施例中，所述激光整形组件还包括准直镜，所述激光束透过所述准直镜、并经由所述X轴摆动镜片和所述Y轴摆动镜片反射后进入所述聚焦镜。

一种所述焊接装置的焊接方法，包括以下步骤：

将工件放置于工作台上，调节焊接装置与工件的相对位置；

控制激光器输出预设功率的激光束，所述激光束经过激光整形组件和光束运动控制组件形成运动的光斑并射向所述工件，所述光斑以预设焊接速度沿预设焊接轨迹移动。

在其中一个实施例中，所述预设功率为700W～1500W，所述预设焊接速度为100mm/s～300mm/s。

在其中一个实施例中，所述工件为电池，对电池的注液孔和放置于注液孔内的密封钉进行焊接时，所述光斑以预设焊接速度沿预设焊接轨迹移动的步骤包括：

所述光斑开始运动时，所述光斑偏离所述注液孔侧壁和密封钉之间的间隙，所述光斑向所述间隙移动；

当所述光斑正对所述间隙时，所述光斑的运动速度达到所述预设焊接速度，所述光斑沿所述间隙匀速移动；

当焊接完成后，所述光斑偏离所述间隙。

在其中一个实施例中，控制激光器输出预设功率的激光束之前还包括以下步骤：打开吹气组件，通入气流量为10L/min～30L/min的保护气。

在其中一个实施例中，所述激光器的离焦量为0mm～2mm。

附图说明

图1为一实施例中焊接装置的结构示意图；

图2为一实施例中焊接装置的光路原理图；

图3为现有技术中采用三轴平台的焊接设备在焊接速度为60mm/s时的焊接效果图；

图4为本发明焊接装置在焊接速度为100mm/s的焊接效果图；

图5为本发明焊接装置在焊接速度为200mm/s的焊接效果图；

图6为本发明焊接装置在焊接速度为300mm/s的焊接效果图。

具体实施方式