方形电池铜铝转接片超声波焊接机

发布时间:2018-12-20 05:04        

超声波金属焊接机是利用高频振动波传递到两个需要焊接的物体表面,在加压的情况下,使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。

由于方形电芯极柱大多是铝合金材料,电芯之间的电连接大部分采用激光焊接工艺,由于铝巴汇流能力没有铜巴强,模组输出极需要铜铝转接,铜铝转接采用超声波焊接工艺,此工艺在方形电芯成组工艺中应用最多,部分低压采样线束也是采用此工艺,如下图6-54所示为方形模组铜铝转接结构。

在生产过程中经常有反馈超声波焊接后工件出现裂纹,为了分析问题出现的原因,先了解超声波焊接是如何操作,如图6-55所示,超声波焊头以一定的压力压在工件表面,然后以20kHz的频率做正弦振动,振幅0.04mm,持续时间0.3~0.6s。

图6-54 铜铝转接结构

图6-55 超声波对接焊示意图

从以上可知,每完成一次超声波焊接,工件已经承受了近万次的振动,因此铜铝巴焊后裂纹属于振动疲劳问题,既然是振动问题就应该结合工件的固有频率来分析,此问题适合采用模态叠加法[19]来进行求解,求解铜铝巴超声波焊接疲劳的基本思路如下图6-56所示:

图6-56 超声波焊接疲劳分析基本思路

如下图6-57和6-58所示为2并和3并的铜铝巴超声波焊接疲劳分析结果,2并设计因铝巴比较短,从仿真分析结果来看不存在裂纹的风险;3并设计因铝巴较长,从分析结果来看有断裂风险,云图中紫色即为危险区域,因此对于这种悬臂较长的焊接结构需要设计工装夹具提供额外的支撑和固定,并可以通过多次的仿真分析对比来获得最优的支撑位置,从而指导超声波焊接夹具的设计。

针对3并的铜铝超声波焊接,在工件的最外端加一个支撑限位的工装,并增加焊接底座的支持面积,可以降低超声波焊接带来的疲劳应力,避免裂纹的出现,优化后的仿真分析结果如图6-59所示。

图6-57 2并铜铝巴超声焊接疲劳结果     

图6-58 3并铜铝巴超声焊接疲劳结果

图6-59 优化焊接工装后的仿真结果

如有解释不对或欠缺的部分欢迎大家补充私信,这样下一个看到的人会学到更多,你知道的正是大家需要的····

Copyright © 2018 沈阳前驱登设备有限公司 辽ICP备18005423号