УСТАНОВКА ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ БАТАРЕЙ АККУМУЛЯТОРОВ

Полезная модель относится к машиностроению, именно к оборудованию для лазерной сварки изделий электротехники, в частности, для сварки выводов аккумуляторов большой энергоемкости при изготовлении батарей для электромобилей. Лазерная сварка аккумуляторов при сборке батарей представляется наиболее предпочтительной по сравнению с другими видами сварки из-за минимального риска повреждения аккумуляторов при перегреве выводов.
Необходимость сварки выводов с токопроводящими шинами большого количества аккумуляторов при изготовлении батарей создает определенные трудности при создании автоматизированных технологических комплексов для лазерной сварки. Эти трудности связаны с невозможностью точно установить расстояния между выводами аккумуляторов при сборке батареи. Поэтому при сварке соединительных шин перемещение лазерного луча по контуру сварки осуществляется, как правило, вручную.
Известен способ и станок для лазерной сварки батарей аккумуляторов [1], состоящий в использовании технологического твердотельного лазера на алюмоиттриевом гранате для приварки к выводам аккумуляторов или конденсаторов соединительных шин.
Недостатком этого способа является необходимость перемещения лазерного луча по контуру сварки вывода аккумулятора или свариваемых деталей вручную, что существенно снижает качество сварного шва и увеличивает время сварки, приводящее к снижению производительности труда.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в повышении производительности труда при изготовлении батарей аккумуляторов и повышении качества сварного шва.
Указанный технический результат достигается за счет создания установки для лазерной сварки батарей аккумуляторов, содержащей твердотельный технологический лазер на алюмоитриевом гранате с длиннофокусным объективом, двухкоординатный стол для установки на нем кассеты с аккумуляторами, автоматизированную систему позиционирования лазерного луча при сварке и устройство наблюдения зоны обработки, отличающаяся тем, что она снабжена соединительными токопроводящими шинами для установки на выводы аккумуляторов и манипулятором с электроподъемниками для перемещения лазерной головки в горизонтальной плоскости, а двухкоординатный стол для установки на нем кассеты с аккумуляторами снабжен винтовыми регуляторами, при этом соединительные токопроводящие шины выполнены с отверстиями по форме выводов и с толщиной, превышающей высоту вывода аккумулятора на 20%-30%.
Полезная модель поясняется чертежами на фиг. 1 и фиг. 2.
На фиг. 1 изображена схема сварного соединения токопроводящей шины 1 с выводами соседних аккумуляторов 2 сварным швом 3, а на фиг. 2 изображена установка для лазерной сварки батарей аккумуляторов.
Установка для лазерной сварки батарей аккумуляторов содержит твердотельный импульсный лазер на алюмоиттриевом гранате 1 с длиннофокусным объективом 2, рабочий стол 3 с установленной на нем кассетой с аккумуляторами 4. Перемещение рабочего стола 3 для установки начальной точки сварки очередного контура по осям x-y служат винтовые регуляторы 5 и система наблюдения 6.
Лазерная головка размещена на двухкоординатном манипуляторе 7, управляемом компьютером, и перемещается в вертикальной плоскости двумя синхронно работающими электроподьемниками 8.
Установка работает следующим образом. Аккумуляторы устанавливаются в технологическую кассету 4 и закрепляются на рабочем столе 3. На выводы аккумуляторов 2 (фиг. 1) устанавливаются токопроводящие шины 1. С помощью системы наблюдения 6, электроподьемников 8 и винтовых регуляторов 5 (фиг. 2) устанавливают начальную точку сварки вывода по контуру и подают в зону сварки защитный газ, включают лазер, производящий сварку аккумулятора по контуру вывода с токопроводящей шиной с помощью управляемого компьютером манипулятора 7. После завершения процесса сварки вывода с шиной лазер выключается, стол 3 с закрепленной на нем технологической кассетой перемещается к следующему выводу, а установка начальной точки сварки очередного вывода корректируется винтовыми регуляторами 5 стола 3.
Превышение толщины токопроводящей шины 1 (фиг 1) на 20%÷30% над высотой выводов аккумуляторов 2 обеспечивает стекание расплава вниз в процессе сварки, что предотвращает увеличение габаритов собранной батареи по высоте при остывании расплава. Применение длиннофокусного объектива нивелирует расфокусировку луча в зоне сварки, а защитный газ предотвращает окисление расплава.
Литература
1. Method and apparatus for laser welding incorporationg galvanometer delivery, патент США №7763827 B2, B23K 26/00, 27.07.2010 г.