焊接结构和焊接方法与流程

[0001]
本发明涉及焊接领域，具体而言，涉及一种焊接结构和焊接方法。


背景技术：

[0002]
激光焊接在锂电池行业中非常重要，在电池、电池模组以及电池包的生产过程中经常用到激光焊接以实现密封或者过电流。
[0003]
其中，用于过电流结构的焊接方式分为穿透焊和缝焊，穿透焊需要功率较大的激光焊机，穿透焊的熔深比缝焊的熔深要低，可靠性相对较差；而缝焊只需功率较小的激光焊机，熔深较高，可靠性较好。
[0004]
缝焊的过流面积决定了过电流的大小，过流面积由焊缝的长度和熔池的深度决定，而熔池的深度由焊接设备的功率决定，它是有范围限制的，这从焊接结构的过流面积上限制了或者说浪费了待焊接件的厚度。其中，熔池是指在热源作用下，待焊接件之间形成的具有一定形状的液态金属部分。
[0005]
所以在需要增加激光缝焊的熔接面积时，一般会增加焊缝的长度；而在焊缝轨迹方向的尺寸受限制时，则无法再增加缝焊的熔接面积。另外，也有预填料窄间隙焊接的方法，但是该方法需要用万瓦级激光将填充材料融化，加工成本太高，不利于生产。
[0006]
因此，现有技术中的激光缝焊具有熔接面积无法增加的问题。


技术实现要素：

[0007]
本发明的主要目的在于提供一种焊接结构和焊接方法，以解决现有技术中的激光缝焊的熔接面积无法增加的问题。
[0008]
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种焊接结构，包括：第一待焊接件；第二待焊接件，第一待焊接件和第二待焊接件相对设置，以形成第一焊缝；第一焊接件，第一焊接件设置在第一待焊接件和第二待焊接件之间，且位于第一焊缝的上方，以形成第二焊缝和第三焊缝。
[0009]
进一步地，焊接结构还包括：第二焊接件，第二焊接件设置在第一待焊接件和第二待焊接件之间，且位于第一焊接件的上方，以形成第四焊缝和第五焊缝。
[0010]
根据本发明的另一方面，提供了一种焊接方法，包括：设置第一待焊接件和第二待焊接件的相对位置以形成第一焊缝，并对第一焊缝进行焊接；设置第一焊接件与第一待焊接件和第二待焊接件的相对位置以形成第二焊缝和第三焊缝，并依次对第二焊缝和第三焊缝进行焊接。
[0011]
进一步地，焊接方法还包括：设置第二焊接件与第一待焊接件和第二待焊接件的相对位置以形成第四焊缝和第五焊缝，并使第二焊接件位于第一焊接件远离第一焊缝的一侧；依次对第四焊缝和第五焊缝进行焊接。
[0012]
进一步地，在形成第一焊缝之前，焊接方法还包括：在第一待焊接件上加工第一台阶，第一台阶包括相互垂直且连接的第一台阶面和第一侧面，第一侧面垂直于第一待焊接
件的一个侧面；在第二待焊接件上加工第二台阶，第二台阶包括相互垂直且连接的第二台阶面和第二侧面，第二侧面垂直于第二待焊接件的一个侧面，且第二侧面的形状与第一侧面的形状相对应。
[0013]
进一步地，在形成第一焊缝之前，焊接方法还包括：在第一待焊接件上加工第三台阶，第三台阶包括相互垂直且连接的第三台阶面和第三侧面，且第三侧面与第一台阶面垂直连接；在第二待焊接件上加工第四台阶，第四台阶包括相互垂直且连接的第四台阶面和第四侧面，且第四侧面与第二台阶面垂直连接。
[0014]
进一步地，在形成第一焊缝之前，焊接方法还包括：在第一待焊接件上加工第五台阶，第五台阶包括与第三台阶面垂直连接的第五侧面；在第二待焊接件上加工第六台阶，第六台阶包括与第四台阶面垂直连接的第六侧面。
[0015]
进一步地，在形成第一焊缝之前，焊接方法还包括：将第一焊接件加工为平板形状，并在第一焊接件上加工位于其两侧的第七侧面和第八侧面；其中，第七侧面的形状与第三侧面的形状相对应，第八侧面的形状与第四侧面的形状相对应。
[0016]
进一步地，在形成第一焊缝之前，焊接方法还包括：将第二焊接件加工为平板形状，并在第二焊接件上加工位于其两侧的第九侧面和第十侧面；其中，第九侧面的形状与第五侧面的形状相对应，第十侧面的形状与第六侧面的形状相对应。
[0017]
进一步地，在形成第一焊缝之前，焊接方法还包括：在形成各个焊缝的两个侧面靠近焊接工具的一侧均加工倒角。
[0018]
应用本发明的技术方案，本发明的焊接结构中第一待焊接件和第二待焊接件之间采用了沿其厚度方向分层依次焊接的设置，并使用了另外的焊接件(如第一焊接件)来分别与第一待焊接件和第二待焊接件进行焊接，以实现分多层焊接的的焊接结构，这样实现了将被焊接零件的厚度全部熔接的技术效果，有效地利用了待焊接件的厚度，使待焊接件的厚度不受激光焊接的熔池深度或者激光功率大小的限制；能够在焊缝的轨迹方向、尺寸及形状不变情况下，有效地增加缝焊的熔接面积，从而大大提高焊接结构承载电流的能力，解决了现有技术中的激光缝焊的熔接面积无法增加的问题。
附图说明
[0019]
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0020]
图1示出了根据本发明的第一个的实施例的待焊接件的结构示意图；
[0021]
图2示出了图1所示的待焊接件中第一待焊接件的结构示意图；
[0022]
图3示出了图1所示的待焊接件中第二待焊接件的结构示意图；
[0023]
图4示出了图1所示的待焊接件在焊接前的结构示意图；
[0024]
图5示出了图1所示的待焊接件在焊接后的结构示意图；
[0025]
图6示出了根据本发明的第二个的实施例的待焊接件在焊接前的结构示意图；以及
[0026]
图7示出了图6所示的待焊接件在焊接后的结构示意图。
[0027]
其中，上述附图包括以下附图标记：
[0028]
1、第一待焊接件；2、第二待焊接件；3、第一焊接件；4、第二焊接件；12、第一焊缝；
13、第二焊缝；23、第三焊缝；14、第四焊缝；24、第五焊缝；120、第一熔池；130、第二熔池；230、第三熔池；140、第四熔池；240、第五熔池；121、第一侧面；132、第一台阶面；211、第二侧面；232、第二台阶面；131、第三侧面；142、第三台阶面；231、第四侧面；242、第四台阶面；141、第五侧面；241、第六侧面。
具体实施方式
[0029]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0030]
如图1至图7所示，本发明提供了一种焊接结构，包括：第一待焊接件1；第二待焊接件2，第一待焊接件1和第二待焊接件2相对设置，以形成第一焊缝12；第一焊接件3，第一焊接件3设置在第一待焊接件1和第二待焊接件2之间，且位于第一焊缝12的上方，以形成第二焊缝13和第三焊缝23。
[0031]
本发明的焊接结构中第一待焊接件1和第二待焊接件2之间采用了沿其厚度方向分层依次焊接的设置，并使用了另外的焊接件(如第一焊接件3)来分别与第一待焊接件1和第二待焊接件2进行焊接，以实现分多层焊接的的焊接结构，这样实现了将被焊接零件的厚度全部熔接的技术效果，有效地利用了待焊接件的厚度，使待焊接件的厚度不受激光焊接的熔池深度或者激光功率大小的限制；能够在焊缝的轨迹方向、尺寸及形状不变情况下，有效地增加缝焊的熔接面积，从而大大提高焊接结构承载电流的能力，解决了现有技术中的激光缝焊的熔接面积无法增加的问题。
[0032]
如图4至图7所示，焊接结构还包括：第二焊接件4，第二焊接件4设置在第一待焊接件1和第二待焊接件2之间，且位于第一焊接件3的上方，以形成第四焊缝14和第五焊缝24。
[0033]
在本发明的实施例中，由于熔池的深度以及待焊接件的厚度限制，选择将待焊接件分三层进行焊接，第一待焊接件1和第二待焊接件2之间形成的第一焊缝12是第一层焊接；第一焊接件3与第一待焊接件1和第二待焊接件2之间形成的第二焊缝13和第三焊缝23是第二层焊接；第二焊接件4与第一待焊接件1和第二待焊接件2之间形成的第四焊缝14和第五焊缝24是第三层焊接。
[0034]
本发明还提供了一种焊接方法，包括：设置第一待焊接件1和第二待焊接件2的相对位置以形成第一焊缝12，并对第一焊缝12进行焊接；设置第一焊接件3与第一待焊接件1和第二待焊接件2的相对位置以形成第二焊缝13和第三焊缝23，并依次对第二焊缝13和第三焊缝23进行焊接。
[0035]
本发明通过将待焊接的2个零件或若干个零件分多层依次焊接，以实现在待焊接件的厚度方向的全部熔接，根据不同焊接的熔池的深度以及待焊接件的厚度，可分为任意层数依次焊接。在焊接完成后，焊缝的熔接面积大大提升，相应的焊接处的过电流能力也大大提升，相同条件下，零件的厚度尺寸越大，使用本发明所提供的焊接方法所产生的有益效果也越明显。
[0036]
进一步地，焊接方法还包括：设置第二焊接件4与第一待焊接件1和第二待焊接件2的相对位置以形成第四焊缝14和第五焊缝24，并使第二焊接件4位于第一焊接件3远离第一焊缝12的一侧；依次对第四焊缝14和第五焊缝24进行焊接。
[0037]
在本发明的实施例中，由于熔池的深度以及待焊接件的厚度限制，选择将待焊接
件分三层进行焊接，因此，除第一焊接件3之外，还包括第二焊接件4，第一焊接件3和第二焊接件4沿待焊接件的厚度方向依次设置。
[0038]
如图1和图2所示，在形成第一焊缝12之前，焊接方法还包括：在第一待焊接件1上加工第一台阶，第一台阶包括相互垂直且连接的第一台阶面132和第一侧面121，第一侧面121垂直于第一待焊接件1的一个侧面；在第二待焊接件2上加工第二台阶，第二台阶包括相互垂直且连接的第二台阶面232和第二侧面211，第二侧面211垂直于第二待焊接件2的一个侧面，且第二侧面211的形状与第一侧面121的形状相对应。其中，当第一侧面121和第二侧面211相对设置时，形成第一焊缝12。
[0039]
如图1和图2所示，在形成第一焊缝12之前，焊接方法还包括：在第一待焊接件1上加工第三台阶，第三台阶包括相互垂直且连接的第三台阶面142和第三侧面131，且第三侧面131与第一台阶面132垂直连接；在第二待焊接件2上加工第四台阶，第四台阶包括相互垂直且连接的第四台阶面242和第四侧面231，且第四侧面231与第二台阶面232垂直连接。
[0040]
如图1和图2所示，在形成第一焊缝12之前，焊接方法还包括：在第一待焊接件1上加工第五台阶，第五台阶包括与第三台阶面142垂直连接的第五侧面141；在第二待焊接件2上加工第六台阶，第六台阶包括与第四台阶面242垂直连接的第六侧面241。
[0041]
在本发明的实施例中，第一待焊接件1的焊接端为阶梯结构，包括沿第一待焊接件1的厚度方向依次设置的第一台阶、第三台阶和第五台阶；第二待焊接件2的焊接端为阶梯结构，包括沿第二待焊接件2的厚度方向依次设置的第二台阶、第四台阶和第六台阶。其中，第一台阶与第二台阶相对设置，以形成第一焊缝12；第三台阶和第四台阶相对设置，以形成第一安装空间，用于安装第一焊接件3，以使第一焊接件3与第三台阶之间形成第二焊缝13，第一焊接件3与第四台阶之间形成第三焊缝23；第五台阶和第六台阶相对设置，以形成第二安装空间，用于安装第二焊接件4，以使第二焊接件4与第五台阶之间形成第四焊缝14，第二焊接件4与第六台阶之间形成第五焊缝24。
[0042]
如图4至图7所示，在形成第一焊缝12之前，焊接方法还包括：将第一焊接件3加工为平板形状，并在第一焊接件3上加工位于其两侧的第七侧面和第八侧面；其中，第七侧面的形状与第三侧面131的形状相对应，第八侧面的形状与第四侧面231的形状相对应。
[0043]
其中，第一台阶面132、第三侧面131、第二台阶面232和第四侧面231之间围成第一安装空间，第一焊接件3位于第一安装空间内，以在第三侧面131和第七侧面之间形成第二焊缝13，第四侧面231和第八侧面之间形成第三焊缝23。
[0044]
如图4至图7所示，在形成第一焊缝12之前，焊接方法还包括：将第二焊接件4加工为平板形状，并在第二焊接件4上加工位于其两侧的第九侧面和第十侧面；其中，第九侧面的形状与第五侧面141的形状相对应，第十侧面的形状与第六侧面241的形状相对应。
[0045]
其中，第三台阶面142、第五侧面141、第四台阶面242、第六侧面241以及第一焊接件3之间围成第二安装空间，第二焊接件4位于第二安装空间内，以在第五侧面141和第九侧面之间形成第四焊缝14，第六侧面241和第十侧面之间形成第五焊缝24。
[0046]
如图1至图7所示，在形成第一焊缝12之前，焊接方法还包括：在形成各个焊缝的两个侧面靠近焊接工具的一侧均加工倒角。在形成第一焊缝12、第二焊缝13、第三焊缝23、第四焊缝14、第五焊缝24的各个侧面上靠近焊接工具的一侧均加工有倒角，以保证每个焊缝在焊接后的平整性，使其不会凸起，保证了第一焊接件3和第二焊接件4等多层焊接件的安
装的平整。
[0047]
优选地，第一台阶面132的宽度与第二台阶面232的宽度之和与第一焊接件3的宽度的基本尺寸相同，第三台阶面142的宽度与第四台阶面242的宽度之和与第二焊接件4的宽度的基本尺寸相同。
[0048]
优选地，第一焊接件3的厚度与第三侧面131和第四侧面231的高度相同，第二焊接件4的厚度与第五侧面141和第六侧面241的高度相同；且第一焊接件3和第二焊接件4厚度小于或等于激光缝焊的熔池深度。
[0049]
优选地，第一待焊接件1、第二待焊接件2、第一焊接件3以及第二焊接件4的材料为铜、铝或钢等能够用于激光焊接的材料。
[0050]
各个焊缝的延伸轨迹可以为直线、曲线或不规则形状等任意平面轨迹。
[0051]
在图1至图5所示的第一个实施例中，第一待焊接件1和第二待焊接件2为多边形平板，第一焊接件3和第二焊接件4均为矩形平板，形成各个焊缝的侧面均为平面，且各个焊缝轨迹的延伸方向为直线。
[0052]
在图6和图7所示的第一个实施例中，第一待焊接件1为环形平板、第二待焊接件2柱状体、第一焊接件3和第二焊接件4均为环形平板，形成各个焊缝的侧面均为曲面，且各个焊缝轨迹的延伸方向也均为曲线。
[0053]
如图5和图7所示，第一待焊接件1和第二待焊接件2采用本发明所提供的焊接方法焊接完成后，形成了第一熔池120、第二熔池130、第三熔池230、第四熔池140、第五熔池240，实现了在待焊接件的厚度方向全部熔接的技术效果。
[0054]
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
[0055]
(1)本发明在待焊接件的厚度方向采用了分层焊接，使待焊接件在厚度方向进行了全部熔接，有效地利用了待焊接件的厚度。
[0056]
(2)在焊缝轨迹方向的尺寸及形状受限制时，最大限度增加了熔接面积，即提高了过流面积，从而大大提高承载电流的能力。
[0057]
(3)无需通过增加激光焊接的功率来增加熔接面积，降低了能量消耗。
[0058]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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