本發明產生源自于空間用鋰離子電池的焊接生產需要，屬于電子束焊接技術領域，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：

目前，對于空間衛星上使用的國產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，兩條焊縫的位置對稱，均采用電子束焊接來進行封裝，通過電子束焊接形成的焊縫質量較高，其氣密性和力學性能優異，能夠達到航天級要求。

在這兩條焊縫的近縫區，都有熔點較低的熱敏感電池組件，如絕緣組件和電池隔膜等。首先，為防止焊接時的熱量對內部組件產生熱損傷，需要相應的焊接工裝來進行散熱，普通的民品電池的焊接工裝無法保證良好的接觸散熱。其次，電子束焊接的束斑很小，對于被焊工件的尺寸配合精度要求較高，相應的對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境中進行的，這就要求焊接工裝要有相應的排氣措施，以保證焊接時的真空度，普通焊接工裝不具備該功能。此外，保證焊接質量的同時，要提高焊接效率，兩道焊縫通過一次抽真空全部焊完是最佳選擇，同時要保證兩端焊縫的一致性，這也需要特殊設計的焊接工裝來保證。因此，普通的焊接工裝無法滿足生產要求。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：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定的支撐性能、定位精度高、裝卸快速方便的特點，并且可以實現一次抽真空焊接六道端面焊縫電子束焊接。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：

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：

矩形結構的支架面板(1)，在所述支架面板(1)上開設有多個放置鋰離子電池的圓孔；在所述圓孔的側邊設置有頂絲(11)；

“口”字形結構的底部支架(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)內固定連接有底板(10)，在所述底板(10)上固定安裝有驅動支架面板(1)實現升降運動的絲杠；

在所述支架面板(1)和底部支架(7)之間設置有升降光軸(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)的另一端通過光軸支架(3)與支架面板(1)連接。

作為優選，本發明為解決上述技術問題，還采用了如下附加技術特征：

進一步：所述絲杠為t型絲杠。

進一步：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)通過絲杠螺母(5)與支架面板(1)的下表面連接。

進一步：所述底板(10)由不銹鋼材料制成。

進一步：所述底板(10)的厚度為10mm。

進一步：所述絲杠套筒(9)由鋁合金制成。

進一步：在所述圓孔內套接有支撐環。

本發明具有的優點和積極效果是：

1、裝配精度高。支架面板保證了從工作臺到各個軸向散熱工裝的同軸度，從而保證了各個工位電池殼體的同軸度，進而保證了裝夾后端面焊縫的最高點處于同一水平高度，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.產品合格率高.上述兩個優點決定了使用該工裝焊接電池的合格率高；

4.工作效率高。支架可以同時搭配六套徑向散熱工裝，且工裝與支架之間采用螺帽設計方便操作，端面焊工裝支架工裝裝夾簡單，保證了工裝整體裝夾的便捷性；同時，可實現一次抽真空焊接六道環焊縫，提高了工作效率。

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

附圖說明

圖1是本發明優選實施例的結構圖；

圖2是本發明優選實施例的局部結構圖，主要用于顯示去除支架面板后的結構；

圖3是本發明優選實施例的主視圖；

圖4是本發明優選實施例的左視圖

圖5是本發明優選實施例的俯視圖；

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：結構支撐桿；7、底部支架；8、絲杠主體；9、絲杠套筒；10、底板；11、頂絲。

具體實施方式

為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：

請參閱圖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：

矩形結構的支架面板1，在所述支架面板1上開設有多個放置鋰離子電池的圓孔；在所述圓孔的側邊設置有頂絲11；

“口”字形結構的底部支架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內固定連接有底板10，在所述底板10上固定安裝有驅動支架面板1實現升降運動的絲杠；

在所述支架面板1和底部支架7之間設置有升降光軸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的另一端通過光軸支架3與支架面板1連接。

在上述優選實施例中，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之間還設置有結構支撐桿6；在所述圓孔內套接有支撐環(也稱為卡環)。

在本優選實施例中：電池端面焊接支撐工裝有六工位，在不用替換主體結構的同時只要更換卡環就可以實現現有的各個尺寸的電池端面焊接需要同時A面有頂絲搭配各個尺寸卡環可以方便的實現電池的頂死功能有效的限制了電池的軸向和徑向的竄動。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上且同時兼顧升降臺功能，升降范圍達到175mm至285mm，在尺寸范圍內可以實現無極升降，如果配合端面焊散熱工裝或者焊盤散熱工裝還可以進一步提高工作高度。

在上述優選實施例中：支架面板1由鋁合金6061構成，支架面板1整體為框架結構，其通過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可實現無極升降功能；4根升降光軸2與光軸支架3依靠螺釘實現工作臺的橫向竄動，而t型絲杠4和絲杠螺母5則限制了工作臺徑向竄動，此設計保證了工作臺升降后穩定可靠，工作臺的光軸支架3與結構支撐桿6，結構支撐桿6與4條底部支架7連接，全部采用了榫槽內嵌加螺桿鏈接的連接方式，雙保險有效保證了支架的絕對穩定，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鋁合金構成，絲杠套筒9通過螺釘加銷釘的方式固定在一塊不銹鋼底板10上，螺釘加銷釘既保證了定位的準確又可以有效防止套筒因為旋轉而帶來的扭力，由此底板10也采用了一塊10mm厚的304不銹鋼制成，底座10同時又和4條底部結構支撐桿6鏈接，有效的承載了大部分的支撐力，不銹鋼底板10經過結構的設計優化有效的節省了材料，既保證了結構的強度同時也提供了緊固地腳的功能性通過t型螺母就可以連接到電子束焊焊機的工作臺上，中作太的主體除了底板所有結構性部件全部使用鋁合金結構，在滿足所需要的強度下盡量減輕工裝的重量是主要的設計思路。

本發明的使用過程為：

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并安裝到散熱工裝的非焊接端面一端。

六個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t形螺母固定在電子書焊機的工作臺上并調整好水平位置通過六角螺釘或者手擰螺釘擰緊。

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

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，同時使其半圓周弧面完全貼合，將徑向散熱套沿著合頁軸扣上，此時電池完全嵌入徑向散熱工裝當中，保證散熱工裝與電池殼體沒有相對滑動趨勢。

4)將對應直徑的卡環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)通過選裝手擰螺母達到將散熱工裝固定在焊接支架的焊接工位上。

6)準備焊接。

打開電子束焊機調編程整好需要焊接端面的圓弧半徑，沿端面焊縫調整好相對位置，確認電池和工裝整體夾持穩定、保證水平度，抽真空準備焊接。

焊接時，端面焊縫是以圓柱形殼體中心軸線為軸勻速旋轉的，通過電池外部分的散熱工裝鏈接支架部分散熱，一個工位焊接完畢后然再通過移動電子槍或者移動工作臺來焊接另外一條焊縫。

以上對本發明的實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本發明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發明的實施范圍。凡依本發明申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本發明的專利涵蓋范圍之內。