一种铅酸蓄电池铸焊装置及其铸焊方法与流程

本发明涉及一种铅酸蓄电池制造装置及其制造方法，尤其涉及一种铅酸蓄电池铸焊装置及其铸焊方法。

背景技术：

近十年来随着新能源汽车及可再生能源储能需求的高速增长，我国铅酸蓄电池产量和出口额均以每年约20%的速度增长，在起动、储能、动力电池中位居第一，总量约为1.5亿kva.h／年。相对于其它电池，铅酸蓄电池主要有以下优势：1）、实现产业化生产时间最长，技术最成熟，性能稳定、可靠、安全，应用领域宽；2）、生产成本最低，仅为锂电池和氢镍电池的1/3左右；3）、再生利用和资源储备优势明显。因此，铅酸蓄电池在未来20年内仍将在起动、储能、动力等应用领域占据主流地位。

在铅酸蓄电池制造工艺中，铸焊是铅酸蓄电池制造过程中至关重要的一道工序。在现有铅酸蓄电池的铸焊方法中，通常采用两种方式：

第一种方式是将汇流排模具浸在铅炉的铅液中，使得汇流排模具上的型腔浸满铅液，然后将汇流排模从铅炉中取出，再将装有多个极群的电池底盒倒扣在汇流排模具上，使得多个极群的极耳插入汇流排模具上型腔的铅液中进行铸焊，再对汇流排模具进行冷却后将电池底盒从汇流排模具上取出，这种方式能保证汇流排模具温度与铅液温度相同，铸焊温度均匀稳定，铸焊效果好。

第二种方式是将铅液注入汇流排模具的型腔中，再将带有多个极群的电池底盒倒扣在汇流排模具上进行铸焊，再将汇流排模具冷却后通过顶针配合进行脱模取出。这种方式中汇流排模具的温度不均匀，铸焊铅液温度不够，会使得焊接效果受到影响。

在采取第一种方式的铅酸蓄电池的铸焊方法中，一般进行铸焊的位置位于铅炉的上方，这个位置的温度是比较高的，铸焊后需要对汇流排模具进行冷却，当汇流排模具在温度较高的位置突然遇冷，会对汇流排模具造成影响，长期以往就会缩短汇流排模具的使用寿命，导致制造成本的增加；另外，当汇流排模具在温度较高的位置突然遇冷，时间久了，汇流排模具上的某些焊接处就会出现裂纹，冷却水会从裂纹处流出掉落到铅炉中，而铅炉中液态的铅是很活泼的,遇到水后发生反应置换了水中的氢,并放出大量的热量,放出的大量氢气在高温下被点燃,产生更高的高温,反应越来越剧烈,最后有可能会导致爆炸，无法保证生产安全。

综上，如何设计一种铅酸蓄电池铸焊装置及其铸焊方法，使其能提高汇流排模具的使用寿命，降低制造成本且能避免冷却水掉落到铅炉中，保证生产安全是急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种铅酸蓄电池铸焊装置及其铸焊方法，其能提高汇流排模具的使用寿命，降低制造成本且能避免冷却水掉落到铅炉中，保证生产安全。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种铅酸蓄电池铸焊装置，其包括设置在铅炉上方的升降轨道、设置在铅炉一侧的工作台、设置在工作台上的固定轨道和设置在工作台上且位于固定轨道处的喷水机构，汇流排模具滑动设置在固定轨道和升降轨道上且汇流排模具能在固定轨道和升降轨道之间来回移动，在工作台上且位于固定轨道的上方位置设置有升降托板，装有多个极群的电池底盒倒扣固定在升降托板上；通过升降轨道带动汇流排模具浸入铅炉中进行浸铅后，将汇流排模具移动至固定轨道上，利用升降托板下移带动多个极群的极耳插入汇流排模具上型腔的铅液中进行铸焊。

优选的，在工作台上还设置有丝杆螺母机构和驱动电机，丝杆螺母机构的丝杆通过两个轴承座转动连接在工作台上，丝杆的一端穿过一个轴承座与驱动电机的输出轴配合传动连接，在丝杆螺母机构的螺母上设置有l型推板，在l型推板的一侧边上还有u型卡槽，汇流排模具卡入到u型卡槽中。

优选的，所述升降轨道包括固设在机架上的顶板、设置在顶板上的垂向气缸一和设置在顶板下方位置的升降下板，垂向气缸一的活塞杆穿过顶板与升降下板的顶部连接，在升降下板的底部上连接有两条轨道二；铅炉位于两条轨道二的下方位置。

优选的，所述升降托板包括设置在工作台底部的垂向气缸二和设置在固定轨道上方的底盒支撑板；垂向气缸二的活塞杆与底盒支撑板的底部连接，在底盒支撑板的顶部上设置有供多个极群的极耳穿过的极耳槽。

优选的，在底盒支撑板的顶部上且位于极耳槽的周围还设置有多个水平气缸，在每个水平气缸的活塞杆上均设置有l型插片。

优选的，在工作台上且位于固定轨道一端处上方位置还设置有刮铅机构。

优选的，所述刮铅机构包括设置在工作台上的支撑架、斜向设置在支撑架上的刮铅气缸和设置在刮铅气缸的活塞杆上的刮铅板；固定轨道的一端位于支撑架的下方位置。

优选的，喷水机构包括设置在工作台上的集水槽和设置在集水槽中的喷水嘴，在集水槽的底部上设置有进水管和回水管，通过进水管对喷水嘴进行增压供水，通过回水管将集水槽中收集的冷却水回流到外部。

本发明还公开一种如上所述的铅酸蓄电池铸焊装置的铸焊方法，其包括以下步骤：

1）、将汇流排模具移动至升降轨道上；

2）、控制升降轨道下降，带动汇流排模具一起沉入到铅炉的铅液中，使得铅液浸满汇流排模具上的型腔；

3）、控制升降轨道带动汇流排模具一起上升回到原位，再将汇流排模具从升降轨道移动至固定轨道上；

4）、控制升降托板带动电池底盒下降，从而使得多个极群的极耳插入汇流排模具上型腔的铅液中进行铸焊；

5）、控制喷水机构对汇流排模具进行喷水冷却；

6）、冷却后，控制升降托板带动电池底盒上移脱模。

优选的，在工作台上还设置有丝杆螺母机构和驱动电机，丝杆螺母机构的丝杆通过两个轴承座转动连接在工作台上，丝杆的一端穿过一个轴承座与驱动电机的输出轴配合传动连接，在丝杆螺母机构的螺母上设置有l型推板，在l型推板的一侧边上还有u型卡槽，汇流排模具卡入到u型卡槽中；

所述第1）步骤将汇流排模具移动至升降轨道上以及第3）步骤将汇流排模具移动至固定轨道上均是控制驱动电机动作，通过丝杆螺母机构的螺母带动l型推板移动，利用l型推板的u型卡槽带动汇流排模具移动的。

本发明的有益效果在于：本发明通过结构设计，使得进行铸焊的位置位于铅炉一侧的固定轨道上,并且进行喷水冷却装置也位于铅炉一侧的位置，这样避免了在高温环境下汇流排模具突然遇冷的问题发生，从而提高了汇流排模具的使用寿命，降低了制造成本且能避免冷却水掉落到铅炉中，保证了生产安全。利用l型推板的u型卡槽与汇流排模具导向配合，带动汇流排模具在固定轨道和升降轨道上来、回移动，既能完成汇流排模具的移动过程，又不会干涉到汇流排模具的下移浸铅，保证了铸焊工作的正常进行。通过设置升降轨道，既能保证汇流排模具的浸铅操作，又能保证汇流排模具铸焊时远离铅炉。通过设置升降托板，进一步提高了铸焊的加工效率。通过设置l型插片，使得汇流排上的对焊件一次成型，无需二次加工，提高了整个铅酸蓄电池的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例中铅酸蓄电池铸焊装置的立体结构示意图；

图2为本发明实施例中铅酸蓄电池铸焊装置的主视结构示意图；

图3为图1中位于底盒支撑板处的局部立体结构示意图；

图4为图1中去掉底盒支撑板后且位于汇流排模具处的局部立体结构示意图；

图5为本发明实施例中升降轨道的立体结构示意图；

图6为图1中去掉底盒支撑板后且位于汇流排模具处的局部俯视结构示意图；

图7为图4中a部的放大结构示意图；

图8为图2中位于喷水机构处的主视结构示意图；

图9为本发明实施例中利用l型插片一次成型对焊件的原理示意图；

图中：1.铅炉，2.升降轨道，211.顶板，212.垂向气缸一，213.升降下板，214.轨道二，215.轨道支撑板，216.连杆，217.升降上板，3.工作台，4.固定轨道，411.轨道一，5.喷水机构，511.集水槽，512.进水管，513.回水管，6.汇流排模具，611.模具本体，612.u型导槽，7.升降托板，711.垂向气缸二，712.底盒支撑板，8.电池底盒，9.丝杆，10.轴承座，11.驱动电机，12.螺母，13.l型推板，131.u型卡槽，14.导向杆一，15.导向杆二，16.导向套一，17.导向杆一，18.极耳槽，19.连接板，20.导向杆二，21.导向套二，22.电池底盒定位块，23.水平气缸，24.l型插片，25.极群，26.汇流排，27.对焊件，28.刮铅机构，281.支撑架，282.刮铅气缸，283.刮铅板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细的阐述。

实施例：如图1至图5所示，一种铅酸蓄电池铸焊装置，其包括设置在铅炉1上方的升降轨道2、设置在铅炉1一侧的工作台3、设置在工作台3上的固定轨道4和设置在工作台3上且位于固定轨道4处的喷水机构5，汇流排模具6滑动设置在固定轨道4和升降轨道2上且汇流排模具6能在固定轨道4和升降轨道2之间来回移动，在工作台3上且位于固定轨道4的上方位置设置有升降托板7，装有多个极群的电池底盒8倒扣固定在升降托板7上；通过升降轨道2带动汇流排模具6浸入铅炉1中进行浸铅后，将汇流排模具6移动至固定轨道4上，利用升降托板7下移带动多个极群的极耳插入汇流排模具6上型腔的铅液中进行铸焊。当铸焊完成后，利用喷水机构5对汇流排模具进行喷水冷却，再利用升降托板7带动电池底盒8上移进行脱模。本发明通过上述结构设计，使得进行铸焊的位置位于铅炉一侧的固定轨道上，并且进行喷水冷却装置也位于铅炉一侧的位置，这样避免了在高温环境下汇流排模具突然遇冷的问题发生，从而提高了汇流排模具的使用寿命，降低了制造成本且能避免冷却水掉落到铅炉中，保证了生产安全。在本实施例中，汇流排模具6设置有两个，可同时对两个铅酸蓄电池进行铸焊。固定轨道4包括两条固设在工作台上的轨道一411，喷水机构5设置在两条轨道一411之间的位置。

如图4和图6所示，在工作台3上还设置有丝杆螺母机构和驱动电机，丝杆螺母机构的丝杆9通过两个轴承座10转动连接在工作台3上，丝杆9的一端穿过一个轴承座10与驱动电机11的输出轴配合传动连接，在丝杆螺母机构的螺母12上设置有l型推板13，在l型推板13的一侧边上还有u型卡槽131，汇流排模具6的一侧边卡入到u型卡槽131中。汇流排模具6移动时，通过驱动电机11驱动丝杆9旋转带动螺母12直线移动，l型推板13固定在螺母12上，从而利用l型推板的u型卡槽带动汇流排模具6在固定轨道4和升降轨道2上来、回移动。当汇流排模具6移动到升降轨道2上时，升降轨道2带动汇流排模具6下移，从l型推板的u型卡槽131中垂向移出，这样l型推板不会干涉到汇流排模具的下移，从而保证了铸焊工作的正常进行。在本实施例中，为了使得汇流排模具移动得更加平稳，在两个轴承座10之间还设置有导向杆一14和导向杆二15，导向杆一14和导向杆二15穿过丝杆螺母机构的螺母12且螺母12能沿导向杆一14和导向杆二15来、回移动。

如图1和图5所示，所述升降轨道2包括固设在机架（图中未示出）上的顶板211、设置在顶板211上的垂向气缸一212和设置在顶板211下方位置的升降下板213，垂向气缸一212的活塞杆穿过顶板211与升降下板213的顶部连接，在升降下板213的底部上连接有两条轨道二214；铅炉1位于两条轨道二214的下方位置。通过垂向气缸一212动作能带动两条轨道二214上、下移动。通过设置升降轨道，既能保证汇流排模具的浸铅操作，又能保证汇流排模具铸焊时远离铅炉。在本实施中，两条轨道二214是焊接在一块轨道支撑板215上，轨道支撑板215与升降下板213的底部之间通过多个连杆216连接，从而将两条轨道二214连接在升降下板213的底部上。在顶板211的上方还设置有升降上板217，在顶板211上还设置有多个导向套一16，升降上板217和升降下板213之间通过多个导向杆一17连接且多个导向杆一17分别穿过多个导向套一16，这样设置使得整个升降轨道形成一个整体框架结构，进一步保证了升降轨道上、下移动时的稳定性。

当升降轨道2处于原始状态时，两条轨道一411与两条轨道二214处于同一水平面上且一条轨道一411和一条轨道二214处于同一条直线上，另外一条轨道一411和另外一条轨道二214也处于同一条直线上，这样保证了汇流排模具能在固定轨道和升降轨道之间来、回移动。当需要将汇流排模具6浸入到铅液中时，只要通过垂向气缸一212动作带动两条轨道二214下移，从而使得移动至两条轨道二214上的汇流排模具6一起下移至铅炉1的铅液中即可。

如图4和图7所示，两条轨道一411为一对对称设置的倒l型轨道，两条轨道二214也是一对对称设置的倒l型轨道，汇流排模具6包括带有型腔的模具本体611和设置在模具本体611底部两侧上的u型导槽612，通过两条轨道一411分别卡入到两侧的u型导槽612中或通过两条轨道二214分别卡入到两侧的u型导槽612中，使得汇流排模具6能在固定轨道4和升降轨道2之间来、回移动。

如图3和图8所示，所述升降托板7包括设置在工作台3底部的垂向气缸二711和设置在固定轨道4上方的底盒支撑板712；垂向气缸二711的活塞杆与底盒支撑板712的底部连接，在底盒支撑板712的顶部上设置有供电池底盒中多个极群的极耳穿过的极耳槽18，由于汇流排模具6设置有两个，因此，极耳槽18也设置有两组，每组极耳槽18对应加工一个蓄电池。

铸焊前，将装有多个极群的电池底盒8倒扣在底盒支撑板712上，利用底盒支撑板712将电池底盒8支撑于汇流排模具6的上方位置，当浸满铅液的汇流排模具6沿固定轨道4移动至电池底盒8的下方位置后，再控制垂向气缸二711动作，带动电池底盒8下移，使得多个极群的极耳插入到汇流排模具型腔的铅液中进行铸焊。当铸焊完成后，又通过垂向气缸二711带动电池底盒8上移进行脱模。这样进一步提高了铸焊的加工效率。在本实施例中，在垂向气缸二711的活塞杆上设置有连接板19，连接板19与底盒支撑板712的底部之间通过多个导向杆二20连接，在工作台3上设置有多个导向套二21，多个导向杆二20分别穿过多个导向套二21，通过上述结构将垂向气缸二的活塞杆与底盒支撑板的底部连接，这样能进一步保证底盒支撑板上、下移动时的稳定性。

如图3所示，在底盒支撑板712的顶部上且位于极耳槽18的周围设置有口字型的电池底盒定位块22。由于本实施例中设置有两组极耳槽，因此，电池底盒定位块22也设置有两组。将装有多个极群的电池底盒8倒扣在底盒支撑板上的电池底盒定位块22中，使得电池底盒中极群的极耳进入汇流排模具的极耳槽中，这样能快速的对电池底盒进行定位，进一步提高了铸焊的加工效率。

如图3和图9所示，在底盒支撑板712的顶部上且位于极耳槽18的周围还设置有多个水平气缸23，在每个水平气缸23的活塞杆上均设置有l型插片24；当电池底盒8倒扣在底盒支撑板712上后，再控制水平气缸23动作，使得l型插片24伸入到多个极群25的极耳之间的位置，然后再将多个极群的极耳和l型插片插入汇流排模具上型腔的铅液中进行铸焊。铸焊时，在相邻的汇流排26之间还需要形成对焊件27将相邻的两个汇流排连接起来，对焊件27为垂向设置的倒u型，在现有技术中，通过汇流排模具的型腔形成的对焊件为水平状态的，即对焊件沿平行于极群顶面的方向设置，为使得对焊件垂向设置，还需在铸焊后利用外力将水平状态的对焊件掰直，使其垂向设置，但是这样利用外力将对焊件掰直的方式会导致对焊件拐角处形成应力集中，从而造成对焊接的损坏，降低了整个铅酸蓄电池的使用寿命，而本实施例利用l型插片与汇流排模具上的型腔配合形成对焊件，当铸焊完成后，直接将l型插片抽出即可，这样一次成型形成对焊件，就不需要将对焊件再进行二次加工，提高了整个铅酸蓄电池的使用寿命。

如图1、图2和图8所示，在工作台上且位于固定轨道一端处上方位置还设置有刮铅机构28。当汇流排模具从铅炉中浸满铅液后，在往固定轨道移动的过程中，利用刮铅机构对汇流排模具的表面进行刮铅，将多余的铅液从汇流排模具上刮去，这样进一步保证了铸焊的加工质量。

所述刮铅机构28包括设置在工作台3上的支撑架281、斜向设置在支撑架281上的刮铅气缸282和设置在刮铅气缸282的活塞杆上的刮铅板283；固定轨道4的一端位于支撑架281的下方位置。当汇流排模具浸铅后，控制刮铅气缸282的活塞杆伸出，使得刮铅板283靠近固定轨道4，当汇流排模具从升降轨道2往固定轨道4移动时，利用刮铅板283将汇流排模具上多余的铅液刮掉；当汇流排模具从固定轨道4往升降轨道2移动前，先控制刮铅气缸282的活塞杆回缩，使得刮铅板283远离固定轨道4，再控制汇流排模具从固定轨道4往升降轨道2移动，这样既能保证刮铅板能将汇流排模具上多余的铅液刮掉，又能避免汇流排模具与刮铅板相互干涉，延长了使用寿命。

喷水机构5包括设置在工作台3上的集水槽511和设置在集水槽511中的喷水嘴（图中未示出），在集水槽511的底部上设置有进水管512和回水管513，通过进水管512对喷水嘴进行增压供水，通过回水管513将集水槽511中收集的冷却水回流到外部以便循环使用。在现有铅酸蓄电池铸焊时，冷却是通过将进、出水管连接到汇流排模具上，使得冷却水流经汇流排模具的内部来进行冷却的，但是这样时间久了，在进、出水管和汇流排模具的连接处就会出现漏水现象，从而影响了铸焊的加工质量，而本实施例通过在汇流排模具的底部设置喷水机构，将冷却水直接喷洒到汇流排模具的底部上对其进行冷却，这样就避免了漏水现象的发生，进一步提高了铸焊的加工质量。

如图1至图5所示，本发明还公开一种根据如上所述的铅酸蓄电池铸焊装置的铸焊方法，其包括以下步骤：

1）、将汇流排模具6移动至升降轨道2上；

2）、控制升降轨道2下降，带动汇流排模具6一起沉入到铅炉1的铅液中，使得铅液浸满汇流排模具6上的型腔；

3）、控制升降轨道2带动汇流排模具6一起上升回到原位，再将汇流排模具6从升降轨道2移动至固定轨道4上；

4）、控制升降托板7带动电池底盒8下降，从而使得多个极群的极耳插入汇流排模具6上型腔的铅液中进行铸焊；

5）、铸焊完成后，控制喷水机构5对汇流排模具6进行喷水冷却；

6）、冷却后，控制升降托板7带动电池底盒8上移脱模。

所述第1）步骤将汇流排模具移动至升降轨道上以及第3）步骤将汇流排模具移动至固定轨道上均是控制驱动电机11动作，通过丝杆螺母机构的螺母12带动l型推板13移动，利用l型推板的u型卡槽131带动汇流排模具6移动的。

所述第4）步骤中控制升降托板7下降前，先控制多个水平气缸23的活塞伸出，带动多个l型插片24插入到多个极群的极耳之间的位置，再控制升降托板7下降带动多个极群的极耳和l型插片插入汇流排模具上型腔的铅液中。

所述第6）步骤中冷却后，先控制多个水平气缸23的活塞回缩，带动多个l型插片24回缩，再控制升降托板7带动电池底盒8上移脱模。

综上，本发明通过结构设计，使得进行铸焊的位置位于铅炉一侧的固定轨道上,并且进行喷水冷却装置也位于铅炉一侧的位置，这样避免了在高温环境下汇流排模具突然遇冷的问题发生，从而提高了汇流排模具的使用寿命，降低了制造成本且能避免冷却水掉落到铅炉中，保证了生产安全。利用l型推板的u型卡槽与汇流排模具导向配合，带动汇流排模具在固定轨道和升降轨道上来、回移动，既能完成汇流排模具的移动过程，又不会干涉到汇流排模具的下移浸铅，保证了铸焊工作的正常进行。通过设置升降轨道，既能保证汇流排模具的浸铅操作，又能保证汇流排模具铸焊时远离铅炉。通过设置升降托板，进一步提高了铸焊的加工效率。通过设置l型插片，使得汇流排上的对焊件一次成型，无需二次加工，提高了整个铅酸蓄电池的使用寿命。

本实施例中所述的“多个”即指“两个或两个以上”的数量。以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。