焊接装置及焊接系统的制作方法

1.本技术涉及电池制造技术领域，尤其是涉及一种焊接装置及焊接系统。


背景技术：

2.目前，激光焊接工艺被广泛应用于电池生产装配过程中，例如，对单体电池的壳体封口焊接，通过激光焊接工艺将顶盖和壳体进行焊接，但实际生产中，焊接过程中存在焊接爆点的问题，导致焊接优率损失较大。


技术实现要素：

3.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种焊接装置，能够对待焊电芯进行预处理，有效去除待焊电芯上的异物和水分，从而改善激光焊接爆点的问题。
4.本技术还提出一种具有该焊接装置的焊接系统。
5.根据本技术第一方面实施例的焊接装置，包括定位机构和供风机构，所述定位机构用于放置具有待焊接位置的电芯；所述供风机构包括外壳和加热器，所述外壳具有内腔，所述外壳上设置有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口连通于所述内腔，所述加热器用于加热从所述进风口进入所述内腔的气流，所述出风口朝向所述定位机构设置，所述供风机构能够将加热后的所述气流通过所述出风口吹向所述电芯的待焊接位置。
6.本技术第一方面实施例的焊接装置至少具有如下有益效果：焊接装置设置供风机构，能够通过加热器加热内腔中的气流，从而实现热风吹扫，在对待焊电芯吹扫异物的同时，热风吹扫还起到烘烤和加热的作用，有效去除待焊接位置的水分，从而在后续焊接时能够有效防止激光焊接爆点，热风吹扫还能对待焊接位置周围的区域进行预热，可提高激光焊接时激光能量吸收率，从而有助于提高焊接优率。
7.根据本技术的一些实施例，所述供风机构还包括调节机构，所述调节机构连接于所述定位机构，所述外壳连接于所述调节机构，所述调节机构用于调整所述出风口相对于所述定位机构的位置。
8.根据本技术的一些实施例，所述加热器设置于所述内腔中，并连接于所述外壳，所述加热器用于加热所述内腔中的气流。
9.根据本技术的一些实施例，所述外壳包括多个壁体，所述壁体合围形成所述内腔，至少一个所述壁体内设置有容置腔，所述加热器设置于所述容置腔中，用于加热所述壁体以加热所述内腔中的气流。
10.根据本技术的一些实施例，所述外壳具有设定的长度，所述出风口呈长条状结构，所述出风口沿所述外壳的长度方向延伸。
11.根据本技术的一些实施例，所述焊接装置还包括气流输送装置，所述气流输送装置连接于所述进风口，所述气流输送装置用于通过所述进风口向所述内腔中输送气流。
12.根据本技术的一些实施例，包括多个所述供风机构，所述供风机构围绕设置于所
述定位机构的周围。
13.根据本技术的一些实施例，还包括除尘机构，所述除尘机构包括除尘罩、排气管道和移动组件，所述除尘罩连接于所述移动组件，所述移动组件用于驱动所述除尘罩运动以靠近或远离所述定位机构，所述排气管道连接于所述除尘罩。
14.根据本技术的一些实施例，还包括感温探头和温控器，所述感温探头用于感测所述电芯的温度，所述温控器通讯连接于所述感温探头和所述加热器，所述温控器配置为接收所述感温探头的信号并指示所述加热器工作。
15.根据本技术的一些实施例，所述定位机构包括多个定位块，多个所述定位块合围形成容纳空间，所述容纳空间的一侧具有供所述电芯进出的敞口，所述容纳空间用于容纳所述电芯，所述定位块用于抵持所述电芯。
16.根据本技术第二方面实施例的焊接系统，包括焊枪、驱动机构和上述第一方面实施例的焊接装置，其中，所述定位机构用于对所述电芯进行定位，所述供风机构用于对所述电芯的进行预处理，所述驱动机构用于驱使所述焊枪相对于所述定位机构运动，所述焊枪用于焊接所述电芯的待焊接位置。
17.本技术第二方面实施例的焊接系统至少具有如下有益效果：待焊电芯通过上述的焊接装置进行定位及预处理，能够对待焊电芯进行热风吹扫，实现异物的去除、待焊位置的烘烤和预热，有效去除待焊接位置的水分，从而在后续焊接时能够有效防止激光焊接爆点，预热后的待焊接位置在焊接时能够提高焊接激光能量吸收率，从而提高焊接优率。
18.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
19.图1为本技术一实施例焊接装置的结构示意图；
20.图2为本技术一实施例焊接装置中的供风机构的结构示意图；
21.图3为本技术一实施例焊接装置中的外壳的结构示意图；
22.图4为本技术另一实施例焊接装置的结构示意图；
23.图5为图4示出的焊接装置中的除尘罩的结构示意图。
24.附图标记：
25.定位机构100，定位块101，容纳空间102，敞口103；
26.供风机构200，外壳201，内腔202，进风口203，出风口204，容置腔205，第一调节杆206；
27.除尘机构300，除尘罩301，排气管道302；
28.电芯400。
具体实施方式
29.以下将结合实施例对本技术的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本技术保护的范围。
30.在本技术实施例的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或器件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
31.在本技术实施例的描述中，如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个特征上。在本技术实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
32.激光焊接由于具有速度快、精度高、变形小等优点，被广泛应用于电池生产装配领域中，例如采用激光焊接进行方形电池的壳体及顶盖的焊接，实现顶盖和壳体的高效封口焊接，并且焊缝整齐，连接牢固。但在实际的生产应用当中，由于存在异物、水分等因素的影响，激光焊接过程容易产生焊接爆点，从而导致优率损失。本技术实施例提供了一种焊接装置和焊接系统，能够有效改善激光焊接爆点问题，从而提高焊接优率。
33.参考图1，本技术第一方面实施例提供了一种焊接装置，包括定位机构100和供风机构200，定位机构100用于放置具有待焊接位置的电芯400；供风机构200包括外壳201和加热器，外壳201具有内腔202，外壳201上设置有进风口203和出风口204，并且进风口203和出风口204连通于内腔202。加热器用于加热从进风口203进入内腔202的气流，出风口204朝向定位机构100设置，内腔202中的气流通过加热器加热后从出风口204吹出，因此，供风机构200能够将加热后的气流通过出风口204吹向电芯400的待焊接位置，从而实现热风吹扫，可对放置于定位机构100的电芯400吹扫从而去除异物，从而改善焊接爆点问题。
34.并且，本实施例的焊接装置通过热风吹扫待焊接位置，还能起到烘烤和加热的作用，能够有效去除待焊接位置的水分，从而在后续焊接时能够有效防止激光焊接爆点。热风吹扫还能对待焊接位置周边的区域进行预热，可提高后续焊接时激光能量吸收率，从而有助于提高焊接优率。
35.参考图1和图2，在一些实施例中，供风机构200还包括调节机构，调节机构连接于定位机构100，外壳201连接于调节机构，调节机构用于调整出风口204相对于定位机构100的位置，从而使出风口204能够对准待焊接位置进行出风吹扫，并且，通过出风口204的位置调整还能够适应不同的电芯400上的待焊接位置，从而提高该焊接装置的适用性。
36.其中，调节机构可包括第一调节杆206和第二调节杆(未图示)，第一调节杆206的一端连接于供风机构200的外壳201，另一端转动连接于第二调节杆，第二调节杆连接于定位机构100，从而，通过第一调节杆206相对第二调节杆的转动，可调节外壳201相对于定位机构100的位置，从而调整出风口204相对于定位机构100中的电芯400的位置，调节机构结构简单且操作方便。其中，第一调节杆206和第二调节杆的转动连接可通过常规的螺栓实现，可通过拧紧螺栓固定第一调节杆206和第二调节杆的相对位置。
37.可以理解的是，调节机构还可以采用其他常用的能够实现角度调节的机构，例如，上述的第二调节杆可采用转动组件替换，通过转动组件带动第一调节杆206相对定位机构
100转动，即可调整出风口204的位置。其中，转动组件可以是常用的可输出旋转运动的机构，例如旋转气缸、齿轮机构等等，采用常规机构即可实现，无需特别的结构设计。
38.上述实施例的焊接装置中，参考图1和图2，外壳201包括多个壁体，壁体合围形成内腔202，加热器用于加热外壳201的内腔202中的气流，具体可采用多种加热方式，例如，加热器可置于外壳201的内腔202中，或者，加热器内置于外壳201的壁体内部，或者，加热器置于接入外壳201的进风口203的管道当中，均可对进入内腔202中的气流起到加热作用。以下提供一些具体的实施方式：
39.在一些实施例的焊接装置中，加热器设置于内腔202中(未图示)，并连接于外壳201，加热器用于加热内腔202中的气流，内腔202中的加热器可选用常规的电加热器，例如电磁加热器、红外加热器或电阻加热器等，可对进入内腔202中的气流进行直接加热，从而被加热后的气流从出风口204流出，实现对电芯400上待焊接位置的热风吹扫。
40.或者，在另一些实施例的焊接装置中，参考图1和图3，外壳201的至少一个壁体内设置有容置腔205，图3中为了清楚地示出外壳201的内部结构，对外壳201的一侧端部进行了透视处理，实际的外壳201中，其端部也具有壁体覆盖，端部结构可参考图2。本实施例中，加热器设置于容置腔205中，用于加热壁体以加热内腔202中的气流，该加热器可选用常规的电加热器，例如电磁加热器或电阻加热器等，通过对外壳201的壁体加热，能够均匀地加热内腔202中的空气，从而从出风口204吹出温度均匀的气流。其中，可在外壳201的多个壁体内设置容置腔205，各容置腔205均采用上述方式设置加热器，从而能够提高加热效率，并且，从多个位置加热内腔202中的气流，可进一步保证流经内腔202的气流具有均匀的温度，从而能够对电芯400的待焊接位置进行均匀地烘烤和预热，避免局部烘烤不足，存在水分超标导致焊接爆点、气孔的风险，有助于提高焊接效率和焊接质量。
41.或者，在另一些实施例的焊接装置中，加热器内嵌于外壳201的至少一个壁体中(未图示)，或者可通过一体成型工艺与外壳201的内壁制成一体的结构，本实施例中的加热器，可采用电阻丝、电阻棒等，通过与壁体的直接连接实现对壁体的加热，从而加热流经内腔202中的气流。其中，可在外壳201的多个壁体内设置加热器，从而能够提高加热效率，并且，从多个位置加热内腔202中的气流，可进一步保证流经内腔202的气流具有均匀的温度，从而能够对电芯400的待焊接位置进行均匀地烘烤和预热，避免局部烘烤不足，存在水分超标导致焊接爆点、气孔的风险，有助于提高焊接效率和焊接质量。
42.参考图1至图3，在一些实施例中，外壳201具有设定的长度，出风口204呈长条状结构，出风口204沿外壳201的长度方向延伸，因此，出风口204流出的气流能够对具有一定长度的待焊接位置进行吹扫和烘烤，例如，应用于对电芯400的壳体和顶盖焊接中时，电芯400的壳体和顶盖的待焊接位置呈长条状，长条状的出风口204能够对电芯400的壳体和顶盖的焊接位置进行吹扫和烘烤，无需出风口204沿长度方向运动吹扫，从而提高异物去除的效率以及烘烤效率，其中，外壳201的长度以及出风口204的长度可根据具体待焊接位置的长度进行合理配置。另外，能够对长条状的待焊接位置的周边进行预热，例如对壳体和顶盖上临近焊缝位置的部分进行预热，从而进行激光焊接时能够提高激光能量吸收率，有助于提高焊接优率。
43.上述实施例的焊接装置中，供风机构的外壳201可通过进风口203接通现有的气源，从而将气流通入外壳201的内腔202中，例如一些厂房中配置有连通气源的管道，将外壳
201的进风口203接通该管道即可实现供气，在管道对应于进风口203的近端设置常规的阀门，可实现气流的大小及通断的切换。或者，焊接装置也可以设置独立的气流输送装置，例如，在一些实施例中，焊接装置还可包括气流输送装置(未图示)，气流输送装置连接于进风口203，气流输送装置用于通过进风口203向内腔202中输送气流。其中，气流输送装置可以采用工业生产常用的气泵，通过管道连通外壳201的进风口203即可实现供气。独立的气流输送装置使得焊接装置的使用不受限于具有气源的场所，使用更加灵活。
44.参考图1，在一些实施例中，焊接装置包括多个上述的供风机构200，多个供风机构200围绕设置于定位机构100的周围，从而能够从置于定位机构100中的电芯400的周围进行热风吹扫、烘烤和预热等预处理操作，提高处理效率，尤其适用于电芯400的壳体和顶盖的封口焊接，由于顶盖需要与电芯400的壳体的开口的各边沿焊接，从而待焊接位置围绕壳体的周围，由此，上述的多个供风机构200围绕于电芯400周围，能够分别对各方向的待焊接位置进行上述的预处理，从而提高处理效率。由上述实施例可知，一些定位机构100的外壳201可设置长条状的出风口204，对长条状的待焊接位置进行预处理能够提高异物去除的效率以及烘烤效率，尤其适用于电芯400的壳体和顶盖的焊接，因此，围绕于定位机构100周围的多个供风机构200中，可根据电芯400的外形尺寸配置具有相应长度的出风口204的供风机构200。
45.参考图4和图5，在一些实施例中，焊接装置还包括除尘机构300，用于对电芯400及其待焊接位置进行除尘，除尘机构300包括除尘罩301、排气管道302和移动组件(未图示)，除尘罩301连接于移动组件，移动组件用于驱动除尘罩301运动以靠近或远离定位机构100，其中，移动组件可采用多轴机械手等机械设备中常用的用于转移物品的机构。除尘罩301能够罩设在放置于定位机构100中的电芯400的上部，排气管道302连接于除尘罩301，用于接通负压气源，从而能够通过抽吸的方式对置于定位机构100中的电芯400及其待焊接位置进行除尘。除尘机构300与供风机构200配合除尘，实现吹扫和抽吸的除尘方式，能够提高除尘效率，从而解决异物黏附导致焊接爆点的问题。
46.在一些实施例中，焊接装置还包括感温探头和温控器，感温探头用于感测电芯400的温度，温控器通讯连接于感温探头和加热器，温控器配置为接收感温探头的信号并指示加热器工作，可选择常用的电子温度控制器，由此可通过温控器设定加热器的加热温度从而设定需求温度，并通过感温探头反馈电芯400温度，实现温度的管控，有助于提高待焊接位置的能量吸收率，降低能耗。
47.参考图1，在一些实施例中，定位机构100包括多个定位块101，多个定位块101合围形成容纳空间102，容纳空间102的一侧具有供电芯400进出的敞口103，其中，多个定位块101的部分或全部可移动以相互靠近或远离，多个定位块101合围形成的容纳空间102可用于容纳电芯400，从而定位块101能够抵持位于容纳空间102中的电芯400，从而实现电芯400的夹紧定位。电芯400的待焊接位置自容纳空间102的敞口103露出定位块101的一侧，从而可通过供风机构200对待焊接位置进行清扫异物、烘烤和预热等预处理，然后可随该定位机构100流转至下一工位进行激光焊接。
48.由上述可知，本技术实施例的焊接装置能对电芯400的待焊接位置进行异物清楚、烘烤和预热等处理，可应用于电芯400的壳体和顶盖的封口焊接，也可以应用于电芯400的其他部位的激光焊接或应用于其他产品的激光焊接中，能够有效防止焊接过程异物、水分
导致的焊接爆点或气孔，从而提高焊接效率和焊接质量。
49.本技术第二方面实施例提供了一种焊接系统(未图示，部分结构可参考图1至图5)，包括焊枪、驱动机构和上述第一方面实施例的焊接装置，其中，定位机构100用于对电芯400进行定位，供风机构200用于对电芯400进行预处理。驱动机构连接于焊枪，用于驱使焊枪相对于定位机构100运动，从而使焊枪靠近或远离电芯400的待焊接位置，驱动机构可采用常规的用于转移物品的机构，例如常用的机械臂或由多个直线运动机构搭建而成的移动平台等。焊枪采用激光焊枪，用于通过激光焊接电芯400的待焊接位置。电芯400的待焊接位置通过上述的焊接装置预处理后，在焊枪焊接时能够有效防止焊接爆点或气孔等缺陷，待焊接位置预热后能够提高激光能量吸收率，从而提高焊接优率。
50.上面结合附图对本技术实施例作了详细说明，但是本技术不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。