供应超级电容器下集流体与极组激光焊接专机

品牌
正信
型号
ZXL-300
用途
焊接
电流
交流
作用对象
铝
作用原理
脉冲
产品别名
镭射焊机
焦斑直径
0-2.5mm
激光焊接深度
0.1-2.5mm
激光器上下行程
110mm
通过对超级电容器下集流体与极组激光焊接要素的研究分析,讨论了焊接定位方式,设计了下集流体与极组激光焊接夹具,提高了超级电容器下集流体与极组的焊接成功率.

随着近几年石油与资源需求与供应需求的矛盾发展，世界诸多国家纷纷开始考虑替代资源，在我国， 新能源作为一个新兴产业，获得了国家的关注和支持，而锂离子电池作为新能源产业的重要组成，也得到迅猛发展，以锂离子电池作为动力的新能源汽车已逐步在市场上投入应用，超级电容由于其具备大电流充放电的特点，广泛用于动力汽车上。




在超级电容的结构中，下集流体是连接正极片与超级电容壳的重要元件。目前世界上的超级电容器厂家普遍采用激光来实现下集流体与极组之间的焊接，焊接时需要下集流体与极组同心，在焊接过程中，要激光不能透过下集流体直接焊在正/负极材料上，焊接方式较难实现，焊缝强度要在一定强度上，下集流体不从金属箔上脱落。

所以，下集流体与极组的焊接存在以下问题，1.焊接夹具采用手动方式对下集流体与极组定位，定位精度差 2.焊接夹具上用螺丝将下集流体与极组定位锁紧，生产效率<0.0001% 3..产品不良率在1.5%-2.0%。根据所属企业的要求，东莞市正信激光科技有限公司（谢生）讨论了焊接定位方式，并设计了下集流体与极组激光焊接夹具，大大提高了下集流体与极组的焊接效率和成品率。

分析：影响激光焊接效果的主要有以下因素：激光光源，焊接对象，焊接夹具，从笔者所在的企业情况来看，激光焊接设备，焊接对象以及材料结构已经确定，改善的空间较小：

超级电容器的的极组是由涂有正极./负极的材料的金属箔卷绕组成的，焊接面为金属箔卷绕而成的涡状环，金属箔的厚度仅几十纳米，而金属箔之间的间隙是金属箔厚度的几十倍，因此，如果下集流体直接放在极组焊接面上焊接，那么仅仅在金属箔上面能形成焊点，焊缝强度远远不够，：同时，激光容易从金属箔之间的缝隙穿过，直接焊在正极或者负极材料上，从而形成报废。

极组与下集流体激光焊缝示意图极组与下集流体激光焊缝示意图

解决方法：将金属箔从侧边挤压，使焊机面从涡状环结构变为类似于倾倒的多骨米诺牌的多层金属箔叠加结构，这样，极组与下集流体的接触从线接触变为面接触，又实现多层金属箔的叠加保护，有效避免激光在正极或者负极上焊接的现象。

同时，为下集流体与极组之间接触的稳定性，需下集流体与极组的挤压为一次成型，并保持到这个状态为激光焊接结束。

综上，为满足上述所述，就要采用焊接夹具予以实现，因此，工作的在于焊接夹具的设计！

所以，东莞正信激光科技有限公司针对超级电容设计该夹具

2.夹具结构

新设计的夹具自上而下依次为框架，压力驱动机构，挤压定位机构，下集流体与极组定位机构












框架上的上下平板保持平行，以焊接时，下集流体的焊机面与基准面平行，焊接效果，上板的U型扣，作为极组放入时的导向和定位，框架左右的两侧和把手，用于家居在搬运时的支撑。

压力驱动机构为偏心圆结构，通过把手带动偏心圆旋转，实现挤压定位机构在竖直方向上的移动。

挤压定位机构主要由压缩弹簧，挤压板等组成，其中，压缩弹簧作用于挤压板上，保持挤压板受力平衡，并提供给极组和下集流体挤压力，当压力驱动机构锁死后，压缩弹簧对下集流体组成挤压力，并保持压力恒定，直到焊接结束，压力驱动机构复位。在次过程中，操作人员只对焊接夹具整体进行移动和定位，极组与下集流体挤压定位状态始终保持不边，而挤压板中极组接触部位为一个圆面，圆面直径与极组直径相差无机，极组面积承受力，因此，在挤压定位过程中，极组顶部不会形成挤压槽。从而影响后续工序的上集流体与极组挤压定位和焊接效果。

下集流体和极组定位机构主要包括下集流体定位块，极组限位柱等，其中下集流体定位定位块上方中部为下集流体定位槽，下集流体定位槽的宽度咧大于下集流体宽度，深度咧大与下集流体材料厚度。，其两侧各有一个矩形槽，矩形槽用于机组和下集流体挤压定位开始时，极组受力面积小，便于极组与下下集流体接触部分产生形变，成重叠状，其深度咧小于定位槽的深度，从而防止挤压后，极组下表面高度低于下集流体的下表面，而极组限位柱主要是便于极组上料时实现快速定位，使极组于下极流体保持同心，操作人员只需要将下集流体放在下集流体定位槽内，将极组框架上板U型口推到下集流体上方，使极组与机组限位柱相切，就实现了下集流体与极组的同心,