[发明专利]一种用于燃料电池金属双极板胶粘连接的夹持工装及方法

说明书

一种用于燃料电池金属双极板胶粘连接的夹持工装及方法，其中，夹持工装包括定位装置、加热装置、振动装置，定位装置包括工装上盖板、工装下底板、定位销、第一吸嘴，振动装置包括振动源、振动传导体、第二吸嘴；工装上盖板和工装下底板内置加热装置，工装上盖板上穿设振动传导体，其上端连接振动源、下端连接第二吸嘴，工装下底板上设有抽真空通道，其上端连接第一吸嘴、下端通至工装下底板的侧面。采用了工装上盖板和工装下底板夹持金属双极板，一次装夹，避免因二次装夹引起的极板错位风险，简化了金属双极板的初始装夹过程，成形过程采用全自动流转，简化了整体工艺，避免了原有激光焊接导致极板翘曲变形的情况发生。

技术领域

本发明属于工装夹具技术领域，具体涉及一种用于燃料电池金属双极板胶粘连接的夹持工装及方法。

背景技术

燃料电池通过氢气与氧气发生电化学反应产生电能，最终产物是水，是当下无污染、零排放新能源构成的重要一环。现有金属双极板主要通过激光焊接的方式将阳极单极板与阴极单级板连接在一起，形成“两板三场”的结构。

现有激光焊接加工方式由于分场路径会形成封闭的环，无法在一块工装板上实现，在制做焊接工装时，至少分两次焊接才能实现，该方法在焊接时需要对金属双极板进行二次装夹，对定位与工作时长都有影响，效率低。另外，完成激光焊接的区域由于不均匀热收缩，将使得完成激光焊接的金属双极板发生不规则翘曲，翘曲程度随着金属双极板的外围尺寸增加而增加，严重影响后续金属双极板层叠式装配的可靠性；激光焊接使表面氧化，加大表面涂层的制备的难度；还易发生虚焊，严重制约良品率。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种用于燃料电池金属双极板胶粘连接的夹持工装。

本发明的目的可以通过下述技术方案来实现：一种用于燃料电池金属双极板胶粘连接的夹持工装，包括定位装置、加热装置、振动装置；

所述定位装置包括工装上盖板、工装下底板、定位销、第一吸嘴，所述振动装置包括振动源、振动传导体、第二吸嘴；

所述工装上盖板和工装下底板均内置有加热装置；

所述工装上盖板的底面上设有对应金属双级板上分场路径的第一工装凸筋及位于第一工装凸筋周侧的多个定位销孔，工装上盖板上穿设有多个振动传导体，所述振动传导体的上端与振动源连接，下端延伸至第一工装凸筋上并连接有第二吸嘴；

所述工装下底板的顶面上设有对应金属双级板上分场路径的第二工装凸筋及位于第二工装凸筋周侧的多个定位销，工装下底板上设有多个抽真空通道，所述抽真空通道的上端通至第二工装凸筋上并连接有第一吸嘴，抽真空通道的下端通至工装下底板的侧面。

进一步地，所述加热装置包括加热管，所述工装上盖板和工装下底板内设有与加热管对应的加热管槽。更进一步地，所述工装上盖板由两块上下叠放的第一工装板连接而成，两块所述第一工装板的相邻面上均相对应地开设有多个横截面呈半圆形的第一加热管槽，所述工装下底板由两块上下叠放的第二工装板连接而成，两块所述第二工装板的相邻面上均相对应地开设有多个横截面呈半圆形的第二加热管槽。再进一步地，所述工装下底板上的抽真空通道的下端通至位于下面的第二工装板的侧面。

进一步地，所述振动源安装于工装上盖板的顶面上。

进一步地，所述定位装置还包括真空泵，所述真空泵通过气管与工装下底板上的多个抽真空通道的下端连接。更进一步地，所述定位装置还包括气管接头，所述气管接头安装于工装下底板上的抽真空通道的下端。

一种用于燃料电池金属双极板胶粘连接的方法，采用上述夹持工装，包括如下步骤：

（1）将一块单极板置于工装下底板的顶面上，使其外围被定位销限位、其板面被第一吸嘴真空吸附，完成姿态固定；

（2）将胶水涂覆于工装下底板上的单极板的粘接区域；

（3）将另一块单极板置于工装下底板上的单极板上，工装上盖板配合工装下底板对两块单极板进行夹持；