薄壁电池壳体焊缝部位配合间隙对电子束焊接的影响

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1、焊接技术WELDINGTECHNOLOGY薄壁电池壳体焊缝部位配合间隙对电子束焊接的影响InfluenceofWeldSeamGapofThinCellCaseonElectronBeamWelding中国电子科技集团公司第十八研究所陈军周春亮魏乃达张洪凯【摘要】空间锂离子电池现基本采用薄壁电池壳体，材质为LF21铝合金，用电子柬焊接进行壳体封装。电子束焊接焊出的铝合金焊缝强度好，I级焊缝合格率高，故空间产品大多采用电子束焊接。但由于电子束焊接属于精密高能束焊接方法，对被焊工件焊缝的配合间隙有着严格的要求，所以通过一些列试验来研究薄壁电池壳体焊缝部位配合间隙对电子柬焊接的影响，

2、得到了相应的结论，以此来指导实际生产中零部件k-Y-g．寸的设计和检验，提高产品可靠性。关键词：薄壁电池壳体LF21铝合金电子束焊接配合间隙【ABSTRACT】Spacelithium—ioncellnowbasicallyusesthincellcasewhichismadeofLF21aluminuma1．10y,packedbyelectronbeamwelding．TheEBWjointofaluminumisstrong，withhighIgraderate，SOspaceprod-uctsusuallyuseelectronbeamwelding．However,b

3、ecauseEBWbelongstotheprecisehighenergybeamweldingmethod，ithasstrictrequirementsonweldingseamgap，therefore，aseriesexperimentsaremadetostudytheinflu—enceofseamgapofspacelithium-ionthincellcaseonelectronbeamwelding．CorrespondingconclusionsaregoRen，inordertoguidethedesignandtestingofpansmachinin

4、gdimensionsinactualproduction，andproductreliabilityisimproved．Keywords：ThincellcaseLF21aluminumal-loyElectronbeamweldingSeamgapDOI：10．16080巧．issnl671．833x．2015．S1．004电子束焊接起源于20世纪20年代，是由德国物理学家斯太格瓦耳德博士根据原子能工业需要提出的一种高能束焊接方法，20世纪60年代初期作为一种先进的特种焊接技术开始应用于工业生产中，具有能量密度高、焊接深宽比大、焊接变形小、可控精度高、在真空环境下焊缝纯净

5、等突出优点。我国从20世纪60年代开始电子束焊机的研制，到20世纪80年代中后期，国内电子束焊接装置开始从实验室研究过渡到生产应用[i-31。影响电子束焊接质量的因素很多，配合间隙是影响电子束焊接质量的一个重要因素。对于空间锂离子电4航空制造技术·2015年增刊s1池的薄壁壳体，配合间隙的控制更显得尤为重要。1验证试验准备1．1焊件本试验采用模拟真实电池壳体焊接结构的焊件进行试验，该焊件具有如下特质(图1o(1)材质：LF21铝合金；(2)数量：13套；(3)焊接结构：模拟电池焊接结构，焊接部位薄板厚度简化为lmm，带有锁底；(4)对接间隙通过螺纹及顶丝结构可调。焊件在焊接前均

6、按照单体电池工艺进行碱洗。(a)锁底端(b)lmm厚度端图1焊件照片Fig．1Weldmentphotos1．2工装为保证焊接面平整及焊件良好定位，采用压板固定工装。1．3配合间隙调整方式使用塞尺来调整焊缝的配合间隙，然后通过螺纹顶丝结构来固定配合间隙。2验证试验要求2．1观察焊缝成形观察焊缝成形是否良好，焊缝应连续、均匀，无明显咬边和飞溅，无气孔、夹杂物和断点等缺陷，与母材面相比不应明显下陷。2．2焊缝截面形貌观察对焊缝进行横向剖切、打磨和腐蚀，对比不同配合间隙焊件与紧密配合间隙焊件焊后焊缝底部形貌。焊缝应圆滑过渡，无顶尖状，否则间隙值为不合理。2．3平均熔深偏差率WELDI

7、NGTECHNOLOGY焊接技术在本试验中，紧密配合试样的熔深值称为标准熔深，其他配合间隙值的试样熔深取平均熔深。对比不同配合间隙焊件与紧密配合间隙的平均熔深偏差率：平均熔深偏差率=(平均熔深一标准熔深)，标准熔深，偏差率值≤5％为合理，否则间隙值不合理。3验证试验3．1试验流程3．1．1流程图对每一个焊件，试验流程如图2所示。3．1．2间隙值及焊接数量分别对5种间隙类型进行验证，具体间隙值及焊件数量见表1。3．1．3焊接参数表1中13个焊件均按照表2中的焊接参数进行焊接。3．2取样方法焊后