一種動力電池外殼的激光焊接方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于動力電池外殼焊接技術領域，尤其涉及一種動力電池外殼的激光焊接方法。
【背景技術】
[0002]目前，環境的污染以及石油危機越來越嚴重，汽車技術正經歷著燃料多元化、動力電氣化等重大技術變革。具有高效節能、低排放或零排放優勢的電動汽車是解決環境危機以及石油危機的必然選擇，因此受到世界各國的高度重視。而新能源汽車開發的最大瓶頸是車載動力電池。動力電池的壽命、安全性等對新能源汽車的性能起到至關重要的作用，動力電池的外殼是動力電池至關重要的一個部件，起到封裝的作用。
[0003]動力電池外殼傳統的焊接方法主要有Nd: YAG激光和光纖激光。Nd: YAG激光由于是以單點脈沖的形式出光焊接，對于連續焊接的效率效果很難保證，而且功率一般比較低，很難滿足Imm以上鋁合金動力電池外殼焊接要求。光纖激光具有功率密度高、光束質量好、能量密度相對集中、壽命長等特點，現在廣泛用于動力電池外殼焊接應用，但是價格較昂貴一次性投入較大，并且動力電池外殼焊接一般需要的焊縫寬度比較大，才能彌補縫隙公差的影響，取得密封性好的效果，而光纖激光的聚焦光斑一般較小，為了得到較大的焊縫寬度，需要的離焦量比較大(激光聚焦焦點離焊縫的距離)，這在無形中浪費了激光能量。

【發明內容】

[0004]本發明實施例的目的在于提供一種動力電池外殼的激光焊接方法，以解決現有技術經濟成本高以及資源浪費的問題。
[0005]本發明實施例是這樣實現的，一種動力電池外殼的激光焊接方法，采用半導體激光器進行焊接，所述方法包括:
[0006]步驟I，根據動力電池外殼的焊縫寬度需求確定焊接處的聚焦光斑大小需求，根據所述聚焦光斑大小需求選擇所述半導體激光器的光纖芯徑、聚焦鏡焦距和準直鏡焦距的參數；
[0007]步驟2，將激光焊接頭傾斜使激光束與動力電池外殼表平面保持一定角度；
[0008]步驟3，確定焊接過程中聚焦鏡的焦點位置及聚焦鏡與動力電池外殼的距離；
[0009]步驟4，確定半導體激光器的激光功率和焊接速度對動力電池外殼進行焊接。
[0010]本發明實施例提供的一種動力電池外殼的激光焊接方法的有益效果包括:
[0011]采用半導體激光器焊接動力電池外殼，半導體激光器的聚焦光斑本身比較大，在不需要大離焦量的情況下就可以得到較大的焊縫，彌補工件本身的縫隙，有效節約了激光能量;半導體激光能量連續輸出方式，對動力電池外殼進行連續的封口焊接，這種焊接方式不同于傳統的Nd: YAG激光的脈沖焊接方法，連續焊接的方式會讓產生的熔池均勻穩定向前推進，焊縫光滑均勻一致，焊縫中心及焊縫邊緣均熔化充分，不會出現焊接裂紋及焊接材料收縮的情況，可以保證焊縫無缺陷;半導體激光器由于波長較短，動力電池材料對半導體激光的吸收率遠遠高于對光纖激光的吸收率，極大減少了動力電池外殼(鋁合金)材料對半導體激光的反射率，這時激光的能量利用率高，所以在相同功率下，焊接速度更快;半導體激光器成本比光纖激光器一般便宜40%，可以很好的降低生產企業的一次性投入成本。但是半導體激光器的光束質量一般較差，光束質量一般超過了80mm.mrad無法在鋁合金焊接過程中形成有效熔池。本發明采用兩組相同的90°棱鏡，棱線相互錯開一定值，第一組棱鏡將光束在快軸方向切成η段并錯開，第二組棱鏡對光束進行重新排列，形成聚焦光束后對外輸出，使得激光光束質量達到30mm.mrad。在這種情況下，半導體激光對鋁合金材料焊接成為可能，本專利采用最新研制的半導體激光器(光束質量30mm.mrad)進一步對招合金動力電池外殼進行焊接工藝實施。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1是本發明實施例提供的動力電池外殼的激光焊接方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0014]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0015]為了說明本發明所述的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。
[0016]本發明提供一種動力電池外殼的激光焊接方法，采用半導體激光器進行焊接，半導體激光器具有高功率輸出、高亮度和光束整形的特點。如圖1所示為本發明提供的動力電池外殼的激光焊接方法的流程圖，該方法包括以下步驟:
[0017]步驟I，根據動力電池外殼的焊縫寬度需求確定焊接處的聚焦光斑大小需求，根據聚焦光斑大小需求選擇半導體激光器的光纖芯徑、聚焦鏡焦距和準直鏡焦距的參數。
[0018]步驟2，將激光焊接頭傾斜使激光束與動力電池外殼表平面保持一定角度。
[0019]因為動力電池為鋁合金材料，對激光反射率較高，如果激光垂直入射到動力電池外殼表面上，很容易損壞光纖，因此采用傾斜一定角度進行焊接。
[0020]步驟3，確定焊接過程中聚焦鏡的焦點位置及聚焦鏡與動力電池外殼的距離。
[0021 ]步驟4，確定半導體激光器的激光功率和焊接速度對動力電池外殼進行焊接。
[0022]本發明實施例，采用半導體激光器焊接動力電池外殼，半導體激光器的聚焦光斑本身比較大，在不需要大離焦量的情況下就可以得到較大的焊縫，彌補工件本身的縫隙，有效節約了激光能量;半導體激光能量連續輸出方式，對動力電池外殼進行連續的封口焊接，這種焊接方式不同于傳統的Nd: YAG激光的脈沖焊接方法，連續焊接的方式會讓產生的熔池均勻穩定向前推進，焊縫光滑均勻一致，焊縫中心及焊縫邊緣均熔化充分，不會出現焊接裂紋及焊接材料收縮的情況，可以保證焊縫無缺陷;半導體激光器由于波長較短，動力電池材料對半導體激光的吸收率遠遠高于對光纖激光的吸收率，極大減少了動力電池外殼(鋁合金)材料對半導體激光的反射率，這時激光的能量利用率高，所以在相同功率下，焊接速度更快;半導體激光器成本比光纖激光器一般便宜40%，可以很好的降低生產企業的一次性投入成本。
[0023]實施例一
[0024]本發明提供的