本发明属于焊接,尤其涉及一种超声焊接方法。
背景技术:
1、超声金属焊接是一种在压力和高频超声振动作用下,工件结合面产生剧烈塑性变形从而形成界面连接的固相焊接技术。由于超声焊接过程产热少,非常适合热导性高的同种、异种有色金属的焊接,已成为锂电池行业极片及极片–导电条焊接的主要焊接技术。
2、超声金属焊接技术锂电池电极焊接方面虽然具有显著的优越性,但也存在一些局限性。由于超声金属焊接是一种固相焊接技术,焊接接头的强度和导电性能主要取决于焊接界面的有效连接面积,为了增大焊接界面的有效连接面积,通常需要增点焊点的面积。由于焊点面积的增大,需要更大功率的超声焊接设备,增大输入界面的能量。然而输入界面能量的增大,一方面使焊接接头变形增大,产生加大的残余应力,另一方面易使异种金属界面金属间化合物快速生长,这些因素会严重影响焊接接头强度及导电能性能的提升,制约了超声焊接工艺的在锂电池电极焊接的应用。
3、因此,现需要提供一种可有效增大超声焊接有效面积并抑制金属间化合物快速增长,进而提升焊接质量的焊接工艺方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一超声焊接方法,旨在解决有效增加超声焊接有效面积且抑制金属间化合物快速增长的问题。
2、为解决上述技术问题,提供一种超声焊接方法,其特征在于,包括步骤:
3、对第一待焊工件进行固定,所述第一待焊工件设有第一焊接部;
4、对第二待焊工件进行固定,所述第二待焊工件设有第二焊接部;
5、加工所述第一焊接部和所述第二焊接部形成相互配设的牙口;
6、分别对所述牙口进行去氧化清洗;
7、将所述第一焊接部和所述第二焊接部通过所述牙口压合;
8、对所述第一焊接部和所述第二焊接部进行超声焊接形成自锁结构。
9、进一步地,所述第一待焊工件和所述第二待焊工件均为导热性金属。
10、进一步地,加工所述第一焊接部和所述第二焊接部形成相互配设的牙口包括:
11、通过机械打磨所述第一焊接部和所述第二焊接部形成相互配设的牙口,所述牙口为矩形、三角形和梯形等;或,
12、通过模具冲压所述第一焊接部和所述第二焊接部形成相互配设的牙口,所述牙口为矩形、三角形和梯形等;或,
13、通过激光切割所述第一焊接部和所述第二焊接部形成相互配设的牙口,所述牙口为矩形、三角形和梯形等。
14、进一步地,所述第一焊接部和所述第二焊接部分别形成多个间隔设置的所述牙口,且所述第一焊接部的所述牙口与所述第二焊接部的所述牙口两两之间相对咬合。
15、进一步地,将所述第一焊接部和所述第二焊接部通过所述牙口压合包括:记所述第一焊接部和所述第二焊接部牙口咬合的方向为第一方向,沿所述第一方向施加压力,以使所述第二焊接部抵接于所述第一焊接部上方。
16、进一步地,对所述第一焊接部和所述第二焊接部进行超声焊接形成自锁结构包括:记超声振动方向为第二方向,且所述第二方向垂直于所述第一方向,以使所述第一焊接部的牙口和所述第二焊接部的牙口之间高频往复挤压形成自锁结构。
17、进一步地,所述第一焊接部的牙口形成有多个间隔设置的第一根部和多个间隔设置的第一端部,且所述第一根部与所述第一端部相连;所述第二焊接部的牙口形成有多个间隔设置的第二根部和多个间隔设置的第二端部,且所述第二根部与所述第二端部相连,其中,至少所述第一根部压合于所述第二端部或所述第一端部压合于所述第二根部,当所述第一焊接部和所述第二焊接部之间产生超声振动时,所述第二端部产生倾斜沿所述第二方向嵌入所述第一根部中,或所述第一端部产生倾斜沿所述第二方向嵌入所述第二根部中形成自锁结构。
18、进一步地,当所述牙口为矩形时,所述第一根部或所述第二根部为第一槽底,所述第一端部或所述第二端部为第一槽面,记所述第一焊接部和所述第二焊接部的厚度为d,所述牙口的深度为h和宽度b,满足关系式:h=(0.1~0.25)d;b=(0.1~0.25)d。
19、进一步地,当所述牙口为三角形时,所述第一根部或所述第二根部为谷尖,所述第一端部或所述第二端部为锋尖,当所述第一焊接部和所述第二焊接部之间产生超声振动时,所述锋尖倾斜嵌入至所述谷尖中,且所述锋尖和所述谷尖逐渐圆滑相嵌形成自锁结构。
20、进一步地,当所述牙口为梯形时,所述第一根部或所述第二根部为第二槽底,所述第一端部或所述第二端部为第二槽面,且所述第二槽底和所述第二槽面之间形成有倾斜面,以增加所述第一焊接部和所述第二焊接部的接触面积。
21、实施本发明实施例,将具有如下有益效果:
22、1、本实施例中的超声焊接方法,由于第一焊接部和第二焊接部之间形成相互配设的牙口,然后第一焊接部和第二焊接部通过牙口压合,从而第一焊接部和第二焊接部进行超声焊接形成自锁结构,进而有效增大超声焊接的有效面积降低焊接间的电阻,克服现有技术中需要增大输入界面的能量导致金属间化合物快速增长的难题;
23、2、本实施例中的超声焊接方法,由于第一焊接部和第二焊接部分别形成多个间隔设置的牙口,从而使得第一焊接部的牙口与第二焊接部的牙口两两之间相互咬合,进而有效增加第一接触部和第二接触部之间的接触面积;
24、3、本实施例中的超声焊接方法,由于超声振动方向为第二方向,且第二方向垂直于第一方向,从而第一焊接部的牙口和第二焊接部的牙口之间高频往复挤压形成自锁结构,进而使得牙口的界面通过塑性流变形成“机械互锁”结构;
25、4、本实施例中的超声焊接方法,由于第一焊接部的牙口形成有多个间隔设置的第一根部和多个间隔设置的第一端部;第二焊接部的牙口形成有多个间隔设置的第二根部和多个间隔设置的第二端部,且第二根部与第二端部相连,从而至少第一根部压合于第二端部或第一端部压合于第二根部,进而当第一焊接部和第二焊接部之间产生超声振动时,第二端部产生倾斜沿第二方向嵌入第一根部中,或第一端部产生倾斜沿第二方向嵌入第二根部中形成自锁结构。
1.一种超声焊接方法,其特征在于,包括步骤:
2.根据权利要求1所述的超声焊接方法,其特征在于,所述第一待焊工件和所述第二待焊工件均为导热性金属。
3.根据权利要求1所述的超声焊接方法,其特征在于,加工所述第一焊接部和所述第二焊接部形成相互配设的牙口包括:
4.根据权利要求3所述的超声焊接方法,其特征在于,所述第一焊接部和所述第二焊接部分别形成多个间隔设置的所述牙口,且所述第一焊接部的所述牙口与所述第二焊接部的所述牙口两两之间相对咬合。
5.根据权利要求4所述的超声焊接方法,其特征在于,将所述第一焊接部和所述第二焊接部通过所述牙口压合包括:记所述第一焊接部和所述第二焊接部牙口咬合的方向为第一方向,沿所述第一方向施加压力,以使所述第二焊接部抵接于所述第一焊接部上方。
6.根据权利要求5所述的超声焊接方法,其特征在于,对所述第一焊接部和所述第二焊接部进行超声焊接形成自锁结构包括:记超声振动方向为第二方向,且所述第二方向垂直于所述第一方向,以使所述第一焊接部的牙口和所述第二焊接部的牙口之间高频往复挤压形成自锁结构。
7.根据权利要求6所述的超声焊接方法,其特征在于,所述第一焊接部的牙口形成有多个间隔设置的第一根部和多个间隔设置的第一端部,且所述第一根部与所述第一端部相连;所述第二焊接部的牙口形成有多个间隔设置的第二根部和多个间隔设置的第二端部,且所述第二根部与所述第二端部相连,其中,至少所述第一根部压合于所述第二端部或所述第一端部压合于所述第二根部,当所述第一焊接部和所述第二焊接部之间产生超声振动时,所述第二端部产生倾斜沿所述第二方向嵌入所述第一根部中,或所述第一端部产生倾斜沿所述第二方向嵌入所述第二根部中形成自锁结构。
8.根据权利要求7所述的超声焊接方法,其特征在于,当所述牙口为矩形时,所述第一根部或所述第二根部为第一槽底,所述第一端部或所述第二端部为第一槽面,记所述第一焊接部和所述第二焊接部的厚度为d,所述牙口的深度为h和宽度b,满足关系式:
9.根据权利要求7所述的超声焊接方法,其特征在于,当所述牙口为三角形时,所述第一根部或所述第二根部为谷尖,所述第一端部或所述第二端部为锋尖,当所述第一焊接部和所述第二焊接部之间产生超声振动时,所述锋尖倾斜嵌入至所述谷尖中,且所述锋尖和所述谷尖逐渐圆滑相嵌形成自锁结构。
10.根据权利要求7所述的超声焊接方法,其特征在于,当所述牙口为梯形时,所述第一根部或所述第二根部为第二槽底,所述第一端部或所述第二端部为第二槽面,且所述第二槽底和所述第二槽面之间形成有倾斜面,以增加所述第一焊接部和所述第二焊接部的接触面积。