本發(fā)明產(chǎn)生源自于空間用鋰離子電池的焊接生產(chǎn)需要，屬于電子束焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種圓柱形鋰離子電池殼體電子束焊接用的工裝。

背景技術(shù)：

目前，對(duì)于空間衛(wèi)星上使用的國(guó)產(chǎn)圓柱形鋰離子蓄電池，電池殼體上有兩道焊縫，一條是殼體與殼蓋之間的環(huán)縫，另一條是殼體與殼底之間的端面圓形焊縫，兩條焊縫的位置對(duì)稱，均采用電子束焊接來(lái)進(jìn)行封裝，通過(guò)電子束焊接形成的焊縫質(zhì)量較高，其氣密性和力學(xué)性能優(yōu)異，能夠達(dá)到航天級(jí)要求。

在這兩條焊縫的近縫區(qū)，都有熔點(diǎn)較低的熱敏感電池組件，如絕緣組件和電池隔膜等。首先，為防止焊接時(shí)的熱量對(duì)內(nèi)部組件產(chǎn)生熱損傷，需要相應(yīng)的焊接工裝來(lái)進(jìn)行散熱，普通的民品電池的焊接工裝無(wú)法保證良好的接觸散熱。其次，電子束焊接的束斑很小，對(duì)于被焊工件的尺寸配合精度要求較高，相應(yīng)的對(duì)焊接工裝的定位精度要求也較高，普通的焊接工裝定位精度不夠。并且電子束焊接是在真空環(huán)境中進(jìn)行的，這就要求焊接工裝要有相應(yīng)的排氣措施，以保證焊接時(shí)的真空度，普通焊接工裝不具備該功能。此外，保證焊接質(zhì)量的同時(shí)，要提高焊接效率，兩道焊縫通過(guò)一次抽真空全部焊完是最佳選擇，同時(shí)要保證兩端焊縫的一致性，這也需要特殊設(shè)計(jì)的焊接工裝來(lái)保證。因此，普通的焊接工裝無(wú)法滿足生產(chǎn)要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種圓柱形鋰離子電池殼體電子束焊接用的工裝，該圓柱形鋰離子電池殼體電子束焊接用的工裝具有穩(wěn)定的支撐性能、定位精度高、裝卸快速方便的特點(diǎn)，并且可以實(shí)現(xiàn)一次抽真空焊接六道端面焊縫電子束焊接。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：

一種圓柱形鋰離子電池殼體電子束焊接用的工裝，至少包括：

矩形結(jié)構(gòu)的支架面板(1)，在所述支架面板(1)上開(kāi)設(shè)有多個(gè)放置鋰離子電池的圓孔；在所述圓孔的側(cè)邊設(shè)置有頂絲(11)；

“口”字形結(jié)構(gòu)的底部支架(7)；所述底部支架(7)與支架面板(1)相互平行；在所述底部支架(7)內(nèi)固定連接有底板(10)，在所述底板(10)上固定安裝有驅(qū)動(dòng)支架面板(1)實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)的絲杠；

在所述支架面板(1)和底部支架(7)之間設(shè)置有升降光軸(2)；所述升降光軸(2)的一端與底部支架(7)固定連接，所述升降光軸(2)的另一端通過(guò)光軸支架(3)與支架面板(1)連接。

作為優(yōu)選，本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題，還采用了如下附加技術(shù)特征：

進(jìn)一步：所述絲杠為t型絲杠。

進(jìn)一步：所述絲杠包括絲杠主體(8)、套接于絲杠主體(8)外壁的絲杠套筒(9)；所述絲杠主體(8)通過(guò)絲杠螺母(5)與支架面板(1)的下表面連接。

進(jìn)一步：所述底板(10)由不銹鋼材料制成。

進(jìn)一步：所述底板(10)的厚度為10mm。

進(jìn)一步：所述絲杠套筒(9)由鋁合金制成。

進(jìn)一步：在所述圓孔內(nèi)套接有支撐環(huán)。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

1、裝配精度高。支架面板保證了從工作臺(tái)到各個(gè)軸向散熱工裝的同軸度，從而保證了各個(gè)工位電池殼體的同軸度，進(jìn)而保證了裝夾后端面焊縫的最高點(diǎn)處于同一水平高度，使電子束焊接工藝的一致性得到保障

2.裝散熱效果好。具有軸向散熱工裝平面和支架面板緊密貼合，且工裝與支架之間接觸面積較大、貼合度較好，從而保證散效果；

3.產(chǎn)品合格率高.上述兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)決定了使用該工裝焊接電池的合格率高；

4.工作效率高。支架可以同時(shí)搭配六套徑向散熱工裝，且工裝與支架之間采用螺帽設(shè)計(jì)方便操作，端面焊工裝支架工裝裝夾簡(jiǎn)單，保證了工裝整體裝夾的便捷性；同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)一次抽真空焊接六道環(huán)焊縫，提高了工作效率。

5.適用性強(qiáng)。工裝具備排氣通道，且材質(zhì)均為非磁性材料，符合電子束焊接的特殊需要，同時(shí)更適用于其他焊接方法，具備專用性和通用性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的局部結(jié)構(gòu)圖，主要用于顯示去除支架面板后的結(jié)構(gòu)；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的主視圖；

圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的左視圖

圖5是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的俯視圖；

其中：1、支架面板；2、升降光軸；3、光軸支架；4、t型絲杠；5、絲杠螺母；6：結(jié)構(gòu)支撐桿；7、底部支架；8、絲杠主體；9、絲杠套筒；10、底板；11、頂絲。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下：

請(qǐng)參閱圖1至圖5，一種圓柱形鋰離子電池殼體電子束焊接用的工裝，包括：

矩形結(jié)構(gòu)的支架面板1，在所述支架面板1上開(kāi)設(shè)有多個(gè)放置鋰離子電池的圓孔；在所述圓孔的側(cè)邊設(shè)置有頂絲11；

“口”字形結(jié)構(gòu)的底部支架7；所述底部支架7與支架面板1相互平行；在所述底部支架7內(nèi)固定連接有底板10，在所述底板10上固定安裝有驅(qū)動(dòng)支架面板1實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)的絲杠；

在所述支架面板1和底部支架7之間設(shè)置有升降光軸2；所述升降光軸2的一端與底部支架7固定連接，所述升降光軸2的另一端通過(guò)光軸支架3與支架面板1連接。

在上述優(yōu)選實(shí)施例中，絲杠選擇的是t型絲杠4，該t型絲杠4包括絲杠主體8、套接于絲杠主體8外壁的絲杠套筒9；所述絲杠主體8通過(guò)絲杠螺母5與支架面板1的下表面連接。

在所述支架面板1和底部支架7之間還設(shè)置有結(jié)構(gòu)支撐桿6；在所述圓孔內(nèi)套接有支撐環(huán)(也稱為卡環(huán))。

在本優(yōu)選實(shí)施例中：電池端面焊接支撐工裝有六工位，在不用替換主體結(jié)構(gòu)的同時(shí)只要更換卡環(huán)就可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有的各個(gè)尺寸的電池端面焊接需要同時(shí)A面有頂絲搭配各個(gè)尺寸卡環(huán)可以方便的實(shí)現(xiàn)電池的頂死功能有效的限制了電池的軸向和徑向的竄動(dòng)。其次底座帶有地腳定位孔配合六角螺釘和T型螺母可以有效的固定在工作臺(tái)上且同時(shí)兼顧升降臺(tái)功能，升降范圍達(dá)到175mm至285mm，在尺寸范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)極升降，如果配合端面焊散熱工裝或者焊盤(pán)散熱工裝還可以進(jìn)一步提高工作高度。

在上述優(yōu)選實(shí)施例中：支架面板1由鋁合金6061構(gòu)成，支架面板1整體為框架結(jié)構(gòu)，其通過(guò)4根升降光軸2和光軸支架3以及中部的t型絲杠4和絲杠螺母5可實(shí)現(xiàn)無(wú)極升降功能；4根升降光軸2與光軸支架3依靠螺釘實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的橫向竄動(dòng)，而t型絲杠4和絲杠螺母5則限制了工作臺(tái)徑向竄動(dòng)，此設(shè)計(jì)保證了工作臺(tái)升降后穩(wěn)定可靠，工作臺(tái)的光軸支架3與結(jié)構(gòu)支撐桿6，結(jié)構(gòu)支撐桿6與4條底部支架7連接，全部采用了榫槽內(nèi)嵌加螺桿鏈接的連接方式，雙保險(xiǎn)有效保證了支架的絕對(duì)穩(wěn)定，t型螺母4的絲杠主體8嵌在絲杠套筒9上，絲杠套筒9由6061鋁合金構(gòu)成，絲杠套筒9通過(guò)螺釘加銷釘?shù)姆绞焦潭ㄔ谝粔K不銹鋼底板10上，螺釘加銷釘既保證了定位的準(zhǔn)確又可以有效防止套筒因?yàn)樾D(zhuǎn)而帶來(lái)的扭力，由此底板10也采用了一塊10mm厚的304不銹鋼制成，底座10同時(shí)又和4條底部結(jié)構(gòu)支撐桿6鏈接，有效的承載了大部分的支撐力，不銹鋼底板10經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化有效的節(jié)省了材料，既保證了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度同時(shí)也提供了緊固地腳的功能性通過(guò)t型螺母就可以連接到電子束焊焊機(jī)的工作臺(tái)上，中作太的主體除了底板所有結(jié)構(gòu)性部件全部使用鋁合金結(jié)構(gòu)，在滿足所需要的強(qiáng)度下盡量減輕工裝的重量是主要的設(shè)計(jì)思路。

本發(fā)明的使用過(guò)程為：

裝夾徑向散熱工裝，即斷面焊接散熱工裝，挑選適合該電池外徑尺寸的卡環(huán)并安裝到散熱工裝的非焊接端面一端。

六個(gè)工位的安裝步驟相同，此處以一直徑徑向散熱工裝圖3為例，具體步驟如下：

1)先將端面焊工裝支架通過(guò)t形螺母固定在電子書(shū)焊機(jī)的工作臺(tái)上并調(diào)整好水平位置通過(guò)六角螺釘或者手?jǐn)Q螺釘擰緊。

2)打開(kāi)散熱工裝。擰松壓緊螺帽，以小螺栓組件為軸將壓緊螺栓扳開(kāi)，將徑向散熱套沿著合頁(yè)軸翻開(kāi)；

3)放入電池。第一坡口朝向電池蓋，將電池放入徑向散熱套中，控制第一坡口外沿與電池蓋一端焊縫的距離為2mm～3mm，同時(shí)使其半圓周弧面完全貼合，將徑向散熱套沿著合頁(yè)軸扣上，此時(shí)電池完全嵌入徑向散熱工裝當(dāng)中，保證散熱工裝與電池殼體沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)。

4)將對(duì)應(yīng)直徑的卡環(huán)安裝到散熱工裝的非焊接端面的一端并壓緊使其緊密貼合在散熱工裝之上。

5)通過(guò)選裝手?jǐn)Q螺母達(dá)到將散熱工裝固定在焊接支架的焊接工位上。

6)準(zhǔn)備焊接。

打開(kāi)電子束焊機(jī)調(diào)編程整好需要焊接端面的圓弧半徑，沿端面焊縫調(diào)整好相對(duì)位置，確認(rèn)電池和工裝整體夾持穩(wěn)定、保證水平度，抽真空準(zhǔn)備焊接。

焊接時(shí)，端面焊縫是以圓柱形殼體中心軸線為軸勻速旋轉(zhuǎn)的，通過(guò)電池外部分的散熱工裝鏈接支架部分散熱，一個(gè)工位焊接完畢后然再通過(guò)移動(dòng)電子槍或者移動(dòng)工作臺(tái)來(lái)焊接另外一條焊縫。

以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。