本發(fā)明涉及攪拌摩擦焊，具體是一種新能源電池托盤的焊接設(shè)備及焊接方法。

背景技術(shù)：

1、攪拌摩擦焊是指利用高速旋轉(zhuǎn)的焊具與工件摩擦產(chǎn)生的熱量使被焊材料局部熔化，當(dāng)焊具沿著焊接界面向前移動(dòng)時(shí)，被塑性化的材料在焊具的轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力作用下由焊具的前部流向后部，并在焊具的擠壓下形成致密的固相焊縫。

2、在對電池托盤進(jìn)行焊接時(shí)，焊具邊高速旋轉(zhuǎn)邊沿工件的接縫與工件相對移動(dòng)，在攪拌頭鍛壓力的作用下形成焊縫，最終實(shí)現(xiàn)被焊工件的冶金結(jié)合。

3、現(xiàn)有的攪拌摩擦焊在焊接時(shí)，通常是提供給焊接頭較大的下壓力，并直接對電池托盤進(jìn)行焊接，然而，這種方式焊接時(shí)，在焊接頭與電池托盤接觸的初期，二者相互摩擦產(chǎn)生的熱能較小，若直接提供較大的下壓力，將會(huì)導(dǎo)致焊接頭磨損嚴(yán)重的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種新能源電池托盤的焊接設(shè)備及焊接方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種新能源電池托盤的焊接設(shè)備，包括：

4、防護(hù)箱，以及開設(shè)在所述防護(hù)箱內(nèi)壁的滑槽，所述滑槽內(nèi)滑動(dòng)安裝有滑動(dòng)板，所述防護(hù)箱頂部固定有與所述滑動(dòng)板固定連接的氣缸；

5、還包括：

6、驅(qū)動(dòng)組件，設(shè)置在所述防護(hù)箱上，所述驅(qū)動(dòng)組件上連接有承接板和焊接頭，所述驅(qū)動(dòng)組件能夠驅(qū)動(dòng)所述焊接頭轉(zhuǎn)動(dòng)；

7、支撐組件，設(shè)置在所述滑動(dòng)板上且與所述承接板連接，用于通過所述承接板提供所述焊接頭下壓力；

8、壓力恒定機(jī)構(gòu)，設(shè)置在所述滑動(dòng)板上且與所述支撐組件連接，所述滑動(dòng)板上還設(shè)置有與所述壓力恒定機(jī)構(gòu)連接的隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述壓力恒定機(jī)構(gòu)能夠在所述支撐組件運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)作，并通過所述隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)所述支撐組件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，以恒定所述承接板提供給所述焊接頭的下壓力。

9、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述驅(qū)動(dòng)組件包括固定安裝在所述防護(hù)箱頂部的電機(jī)，所述防護(hù)箱內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有與所述電機(jī)輸出軸連接的傳動(dòng)套筒，所述傳動(dòng)套筒內(nèi)滑動(dòng)嵌合有轉(zhuǎn)動(dòng)桿，所述轉(zhuǎn)動(dòng)桿與所述承接板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且與所述焊接頭固定連接。

10、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述支撐組件包括轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在所述滑動(dòng)板上且呈對稱設(shè)置的轉(zhuǎn)動(dòng)套筒，所述轉(zhuǎn)動(dòng)套筒內(nèi)滑動(dòng)安裝有支撐桿，所述支撐桿與所述承接板固定連接，所述支撐桿上套設(shè)有與所述轉(zhuǎn)動(dòng)套筒抵接的第一彈簧。

11、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述壓力恒定機(jī)構(gòu)包括開設(shè)在所述轉(zhuǎn)動(dòng)套筒外壁且呈圓周等距分布的多個(gè)導(dǎo)向槽，所述支撐桿上固定有與所述導(dǎo)向槽滑動(dòng)嵌合的凸出柱和限位柱，所述滑動(dòng)板上設(shè)置有與所述限位柱連接的導(dǎo)向組件。

12、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述導(dǎo)向組件包括固定安裝在所述滑動(dòng)板上的導(dǎo)向套筒，所述導(dǎo)向套筒內(nèi)滑動(dòng)安裝有導(dǎo)向桿，所述導(dǎo)向桿與所述承接板固定連接，所述導(dǎo)向套筒上固定有支撐導(dǎo)軌，所述支撐導(dǎo)軌上設(shè)置有與所述限位柱連接的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。

13、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述引導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括滑動(dòng)安裝在所述支撐導(dǎo)軌上的支撐板，所述支撐板上開設(shè)有引導(dǎo)槽，所述引導(dǎo)槽與所述限位柱滑動(dòng)嵌合，所述支撐板上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有與所述限位柱配合的引導(dǎo)桿，所述支撐板上固定有與所述引導(dǎo)桿抵觸配合的固定塊，所述支撐板上滑動(dòng)安裝有與所述限位柱配合的磁吸柱。

14、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括開設(shè)在所述支撐板上的第二斜槽，所述轉(zhuǎn)動(dòng)套筒上滑動(dòng)安裝有與所述導(dǎo)向套筒滑動(dòng)連接的第一活動(dòng)板，所述第一活動(dòng)板上固定有支撐柱，所述支撐柱與所述第二斜槽滑動(dòng)嵌合，所述轉(zhuǎn)動(dòng)套筒上設(shè)置有與所述第一活動(dòng)板連接的彈性組件。

15、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述彈性組件包括滑動(dòng)安裝在所述導(dǎo)向套筒上的第二活動(dòng)板，所述轉(zhuǎn)動(dòng)套筒上套設(shè)有第二彈簧和第三彈簧，所述第二彈簧的兩端分別與所述第一活動(dòng)板和所述第二活動(dòng)板抵接，所述第三彈簧與所述第二活動(dòng)板抵接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)套筒上設(shè)置有與所述第二活動(dòng)板連接的從動(dòng)結(jié)構(gòu)。

16、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述從動(dòng)結(jié)構(gòu)包括開設(shè)在所述轉(zhuǎn)動(dòng)套筒外壁的螺旋槽，所述轉(zhuǎn)動(dòng)套筒上滑動(dòng)安裝有與所述第二活動(dòng)板固定連接的活動(dòng)套筒，所述活動(dòng)套筒內(nèi)壁固定有與所述螺旋槽滑動(dòng)嵌合的限位塊。

17、一種新能源電池托盤的焊接方法，包括以下步驟：

18、步驟一：擠壓鋁型材，使得型材壁厚≥0.5mm，攪拌摩擦焊縫位置實(shí)心區(qū)域?qū)挾取?mm；

19、步驟二：根據(jù)具體零件尺寸，對原材料鋁型材進(jìn)行機(jī)加工，在邊框型材上加工出基準(zhǔn)定位面，主軸轉(zhuǎn)速根據(jù)切削速度和刀具直徑計(jì)算得出，加工過程采用油霧或者酒精冷卻；

20、步驟三：通過超聲波清洗，去除型材表面和型腔內(nèi)的油污和鋁屑，清洗溫度40-80℃，清洗時(shí)間2-10min，超聲波頻率10-100khz，超聲波功率密度0.2-1.0w/cm2，清洗劑選在專用的鋁型材清洗劑；

21、步驟四：將清洗干凈的底板鋁型材和邊框鋁型材，按照整套組合的位置順次擺放在自動(dòng)化工裝上，依靠氣缸或者油缸自動(dòng)正壓緊/側(cè)頂緊定位，機(jī)器人按照焊接軌跡程序，在焊縫位置處將底板鋁型材點(diǎn)固、將邊框與底板鋁型材點(diǎn)固，四周邊框與邊框之間進(jìn)行豎直方向上的縫焊連接；

22、步驟五：將電池托盤放置在雙面攪拌摩擦焊的自動(dòng)化工裝上，采用氣缸或者油缸自動(dòng)正壓緊/側(cè)頂緊定位，通過焊接設(shè)備先對底板焊縫依次進(jìn)行雙面攪拌摩擦焊接，再對一圈邊框焊縫進(jìn)行雙面攪拌摩擦焊，焊接邊框焊縫的過程中，自動(dòng)將留在邊框焊縫上的底板尾孔填平；

23、步驟六：通過自動(dòng)化機(jī)械/人工對焊縫兩側(cè)留有的飛邊毛刺進(jìn)行打磨去除。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本申請能夠通過逐漸增加焊接頭下壓力的方式，并在焊接頭下壓力達(dá)到一定值時(shí)，恒定對焊接頭的下壓力，以減小焊接頭的磨損，當(dāng)需要對電池托盤進(jìn)行攪拌摩擦焊接時(shí)，此時(shí)，在氣缸的作用下，控制焊接頭運(yùn)動(dòng)，并在驅(qū)動(dòng)組件的作用下，使得焊接頭轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)焊接頭與電池托盤貼合時(shí)，由于此時(shí)焊接頭下壓力較小，且與電池托盤摩擦產(chǎn)生的熱能較小，焊接頭的位置不再改變，此時(shí)，在壓力恒定機(jī)構(gòu)的作用下，逐漸增加對焊接頭的下壓力，直至焊接頭旋進(jìn)電池托盤內(nèi)，在隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的作用下，控制壓力恒定機(jī)構(gòu)的位置不再改變，以恒定焊接頭的下壓力，確保在降低焊接頭磨損的同時(shí)，保證對電池托盤焊接質(zhì)量最佳。

技術(shù)特征：

1.一種新能源電池托盤的焊接設(shè)備，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源電池托盤的焊接設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)組件包括固定安裝在所述防護(hù)箱(1)頂部的電機(jī)(4)，所述防護(hù)箱(1)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有與所述電機(jī)(4)輸出軸連接的傳動(dòng)套筒(5)，所述傳動(dòng)套筒(5)內(nèi)滑動(dòng)嵌合有轉(zhuǎn)動(dòng)桿(6)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)桿(6)與所述承接板(27)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且與所述焊接頭(7)固定連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源電池托盤的焊接設(shè)備，其特征在于，所述支撐組件包括轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在所述滑動(dòng)板(2)上且呈對稱設(shè)置的轉(zhuǎn)動(dòng)套筒(8)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)套筒(8)內(nèi)滑動(dòng)安裝有支撐桿(9)，所述支撐桿(9)與所述承接板(27)固定連接，所述支撐桿(9)上套設(shè)有與所述轉(zhuǎn)動(dòng)套筒(8)抵接的第一彈簧(12)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新能源電池托盤的焊接設(shè)備，其特征在于，所述壓力恒定機(jī)構(gòu)包括開設(shè)在所述轉(zhuǎn)動(dòng)套筒(8)外壁且呈圓周等距分布的多個(gè)導(dǎo)向槽，所述支撐桿(9)上固定有與所述導(dǎo)向槽滑動(dòng)嵌合的凸出柱(13)和限位柱(14)，所述滑動(dòng)板(2)上設(shè)置有與所述限位柱(14)連接的導(dǎo)向組件。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新能源電池托盤的焊接設(shè)備，其特征在于，所述導(dǎo)向組件包括固定安裝在所述滑動(dòng)板(2)上的導(dǎo)向套筒(10)，所述導(dǎo)向套筒(10)內(nèi)滑動(dòng)安裝有導(dǎo)向桿(11)，所述導(dǎo)向桿(11)與所述承接板(27)固定連接，所述導(dǎo)向套筒(10)上固定有支撐導(dǎo)軌(22)，所述支撐導(dǎo)軌(22)上設(shè)置有與所述限位柱(14)連接的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新能源電池托盤的焊接設(shè)備，其特征在于，所述引導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括滑動(dòng)安裝在所述支撐導(dǎo)軌(22)上的支撐板(23)，所述支撐板(23)上開設(shè)有引導(dǎo)槽，所述引導(dǎo)槽與所述限位柱(14)滑動(dòng)嵌合，所述支撐板(23)上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有與所述限位柱(14)配合的引導(dǎo)桿(25)，所述支撐板(23)上固定有與所述引導(dǎo)桿(25)抵觸配合的固定塊(26)，所述支撐板(23)上滑動(dòng)安裝有與所述限位柱(14)配合的磁吸柱(28)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種新能源電池托盤的焊接設(shè)備，其特征在于，所述隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括開設(shè)在所述支撐板(23)上的第二斜槽(24)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)套筒(8)上滑動(dòng)安裝有與所述導(dǎo)向套筒(10)滑動(dòng)連接的第一活動(dòng)板(15)，所述第一活動(dòng)板(15)上固定有支撐柱(16)，所述支撐柱(16)與所述第二斜槽(24)滑動(dòng)嵌合，所述轉(zhuǎn)動(dòng)套筒(8)上設(shè)置有與所述第一活動(dòng)板(15)連接的彈性組件。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種新能源電池托盤的焊接設(shè)備，其特征在于，所述彈性組件包括滑動(dòng)安裝在所述導(dǎo)向套筒(10)上的第二活動(dòng)板(20)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)套筒(8)上套設(shè)有第二彈簧(17)和第三彈簧(21)，所述第二彈簧(17)的兩端分別與所述第一活動(dòng)板(15)和所述第二活動(dòng)板(20)抵接，所述第三彈簧(21)與所述第二活動(dòng)板(20)抵接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)套筒(8)上設(shè)置有與所述第二活動(dòng)板(20)連接的從動(dòng)結(jié)構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種新能源電池托盤的焊接設(shè)備，其特征在于，所述從動(dòng)結(jié)構(gòu)包括開設(shè)在所述轉(zhuǎn)動(dòng)套筒(8)外壁的螺旋槽(804)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)套筒(8)上滑動(dòng)安裝有與所述第二活動(dòng)板(20)固定連接的活動(dòng)套筒(18)，所述活動(dòng)套筒(18)內(nèi)壁固定有與所述螺旋槽(804)滑動(dòng)嵌合的限位塊(19)。

10.一種新能源電池托盤的焊接方法，采用如權(quán)利要求1所述的新能源電池托盤的焊接設(shè)備，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及攪拌摩擦焊技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種新能源電池托盤的焊接設(shè)備及焊接方法,包括：防護(hù)箱，以及開設(shè)在所述防護(hù)箱內(nèi)壁的滑槽，所述滑槽內(nèi)滑動(dòng)安裝有滑動(dòng)板，所述防護(hù)箱頂部固定有與所述滑動(dòng)板固定連接的氣缸；驅(qū)動(dòng)組件，設(shè)置在所述防護(hù)箱上，所述驅(qū)動(dòng)組件上連接有承接板和焊接頭，所述驅(qū)動(dòng)組件能夠驅(qū)動(dòng)所述焊接頭轉(zhuǎn)動(dòng)；支撐組件，設(shè)置在所述滑動(dòng)板上且與所述承接板連接；壓力恒定機(jī)構(gòu)，設(shè)置在所述滑動(dòng)板上且與所述支撐組件連接，所述滑動(dòng)板上還設(shè)置有與所述壓力恒定機(jī)構(gòu)連接的隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，本申請能夠在焊接時(shí)逐漸增加對焊接頭提供的下壓力，并在焊接頭達(dá)到所需熔深后，恒定提供給焊接頭的下壓力，以實(shí)現(xiàn)減小焊接頭磨損的效果。

技術(shù)研發(fā)人員：趙大龍,王前花,王園園,高麗娟,王文光
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京中科瀚達(dá)新材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9