新能源汽（qì）車電池外殼激光焊接變（biàn）形量測量與定位研究

1.介紹

隨著汽車市場的巨大變化，新能源汽車（chē）正逐漸取代傳統燃油汽車。絕大多數新能源汽（qì）車都離（lí）不開電池模塊，同時需要滿足汽車車身輕量化的要求。所以電池外殼通常采用低密度高強度的鋁合金。然而，鋁合金，尤其是薄鋁合金的焊接比（bǐ）較困難。本（běn）文采用脈衝激光焊機焊接0.5毫米的鋁合金薄板。采用合適的焊接參數，焊接前通過CCD實（shí）時成像技術監測基材的拚接距離。定位（wèi）準（zhǔn）確（què）後，焊接過程中可采用平均焊接速度≥20mm/s，可獲得焊深0.4~0.7mm、焊寬0.8~1.2mm、焊縫（féng）成形美觀的焊縫。

2.新能源汽車電（diàn）池外殼的激光焊接工藝。

激光焊接采用能量密度特別高的激光作為焊接熱源，所以焊接速度快，熱影響區小，焊接變形小。對於鋁合金焊接，也可以獲得優良的焊接質量。其中，電池外殼的焊接材料涉及鋁合金和紫銅的焊接。鋁合金在焊接過程（chéng）中（zhōng）容易氧化，銅由於導熱性強，焊接難度很大。電池盒有圓形和方形兩種形式（shì）。焊接方法（fǎ）有兩種:拚接焊和搭接焊。焊接（jiē）部分涉及防爆網、極柱、密封件（jiàn）和模塊。

3.實驗方案設計

3.1總（zǒng）體實驗方案的描（miáo）述

實驗中采用兩台激光焊（hàn）接機進行焊（hàn）接，兩台探測器進行檢測。一條主裝配線運輸電池，主裝配線有（yǒu）多個分支。機器的外形尺寸為11000毫（háo）米×2500毫米×2000毫米(長×深×高)。根（gēn）據新能源汽車電池外殼激光焊接（jiē）的要求，該方案由（yóu）激光焊接（jiē）機、檢測儀、在線打標機、自動流（liú）水線等單元組成。其（qí）中（zhōng）激光焊接機首先工作，主要完成電池的焊接。檢測儀（yí）主要檢測焊縫是否短（duǎn）路，以及緊密度。打標機打印（yìn）標簽，自動將不合格產品從流（liú）水線上剔（tī）除。

其中，位於流水線前端的兩台激光焊接機配有（yǒu）激光發射器、立式（shì）激光焊（hàn）接頭、三（sān）軸機械臂、氣動夾具、傳送帶和上（shàng）下（xià）料機械（xiè）臂等。兩台激光焊接機配（pèi）置相同。采用雙機械手上下料，互不幹（gàn）涉，裝配精度高（gāo），生產效率高。

這個方案的明顯優點是:

(1)采用兩套激光焊機進行焊（hàn）接，同時配置兩套上下料裝置進行焊（hàn）接，提高生產效率，減少（shǎo）焊接變形；

(2)兩個（gè）焊接（jiē）工作台各配備一個裝卸機械手，焊接區與裝載區分開（kāi），以保證操作人員（yuán）在工作過程中（zhōng）的人身安全（quán）。

4.實驗操作過程

電池盒組裝好後，立（lì）在傳送帶上，然後通過（guò）傳送帶傳到焊（hàn）接區。焊機用於送料，然後通過啟動夾具組裝定位夾緊，焊接前通過CCD檢（jiǎn）測（cè）拚縫，確保焊接前焊（hàn）縫間距一（yī）致合適。CCD的定位誤差在0.05毫（háo）米以內..電（diàn）池經激光焊接機封裝焊接後，焊接熔深0.4 ~ 0.7 mm，焊接寬度0.8 ~ 1.2 mm，激（jī）光焊接後焊縫整體外觀整齊，焊縫成型美觀，焊（hàn）接（jiē）變形小於0.5mm，同時在焊（hàn）頭上方設置排煙除（chú）塵裝置，及時排除焊接過（guò）程中產生的煙塵（chén），維護（hù）生產環境。焊接夾具采用氣動控製，可實現自動定位和夾緊過程，並可利用輸送軸將（jiāng）電池外殼準確送到焊接位置。焊接過程中，CCD用於實（shí）時監控焊接過程。夾具可根據焊接電池外殼的（de）大小自動調節。

5.實驗（yàn）總結

通過實驗發現（xiàn），利用流水線可以（yǐ）獲得質量一致性（xìng）較高的（de）產品。焊接前用CCD監測（cè）焊縫間距，定位準確後再進（jìn）行焊（hàn）接。在（zài）焊接過程中，平均焊接速度≥20mm/s、焊（hàn）接熔深為0.4 ~ 0.5mm、焊接寬度為0.8 ~ 1.2 mm的焊接參數可獲得美觀的焊縫。同時采用兩台激光焊機進行焊接，可以（yǐ）有效減少和控（kòng）製焊接過程中的變形。