权利要求
1.一种应用FSW焊接技术的水冷电池箱体，包括
铝合金箱体(1)，其特征在于：所述铝合金箱体(1)包括上壳体(101)、下壳体(102)、固定侧裙(103)、预定焊接槽(104)，所述上壳体(101)和下壳体(102)对称上下设置，所述上壳体(101)和下壳体(102)相对靠近一端的外侧面一体成型有固定侧裙(103)，上下两个所述固定侧裙(103)焊接固定，所述固定侧裙(103)的外侧面开设有预定焊接槽(104);
还包括以下水冷电池箱体的焊接过程：
S1：材料准备;
S2：焊接设备设置;
S3：焊接参数设定;
S4：焊接过程;
S5：冷却控制;
S6：焊接质量检测;
S7：后处理。
2.根据权利要求1所述的一种应用FSW焊接技术的水冷电池箱体，其特征在于：所述材料准备包括采用6061铝合金，厚度3mm至5mm，并进行表面处理，包括使用丙酮去除表面油污，和使用抛光机打磨焊接区域以去除氧化层。
3.根据权利要求1所述的一种应用FSW焊接技术的水冷电池箱体，其特征在于：所述焊接设备设置包括使用数控FSW焊接机，确保高精度控制，并采用钢材制造夹具，且通过螺栓和定位销固定电池箱体，确保其在焊接过程中不发生位移。
4.根据权利要求1所述的一种应用FSW焊接技术的水冷电池箱体，其特征在于：所述焊接参数设定包括设置焊接工具转速为800rpm至1200rpm，并根据材料厚度进行调整，且设定进给速度为60mm/min至80mm/min，确保焊接过程均匀，包括使用钨合金制成焊接工具，工具直径控制为6mm至8mm，工具肩宽控制为1.5mm至2mm。
5.根据权利要求1所述的一种应用FSW焊接技术的水冷电池箱体，其特征在于：所述焊接过程包括预热处理、焊接顺序、焊接位置，所述预热处理包括使用磁吸加底部加热板进行加热的方式将焊接区域加热至100℃至150℃，所述焊接顺序包括路径规划，即采用“Z”字形焊接路径，逐段焊接，且每段焊接长度控制在300mm至500mm，所述焊接位置包括从电池箱体的一端开始焊接，沿着预设路径向另一端推进。
6.根据权利要求1所述的一种应用FSW焊接技术的水冷电池箱体，其特征在于：所述冷却控制包括使用自然冷却方式，避免使用强制冷却方式，且需等待焊接接头温度降至室温，约25℃后，方可进行后续处理。
7.根据权利要求1所述的一种应用FSW焊接技术的水冷电池箱体，其特征在于：所述焊接质量检测视觉检查、超声波检测、拉伸测试，所述视觉检查包括检查焊接表面，确认无裂纹、气孔或其他明显缺陷，所述超声波检测包括使用超声波探伤仪检测焊缝内部缺陷，确保无气孔和夹杂物，所述拉伸测试包括根据焊接接头制备拉伸试样，且使用材料试验机进行拉伸测试，记录最大拉力和断裂位置。
8.根据权利要求1所述的一种应用FSW焊接技术的水冷电池箱体，其特征在于：所述后处理包括热处理和表面处理，所述热处理包括进行时效处理，温度控制在160℃，时间为8小时，所述表面处理包括阳极氧化和表面清洁，所述阳极氧化采用对焊接区域进行阳极氧化处理，提升耐腐蚀性，所述表面清洁采用清水冲洗去除表面残留物，干燥后存放。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于电池箱体焊接技术领域，具体为一种应用FSW焊接技术的水冷电池箱体。
背景技术
[0002]水冷电池箱体是一种采用水冷技术对电池进行冷却的箱体，它主要通过冷却液在电池箱体内的冷却流道中循环流动，将电池产生的热量带走，从而降低电池温度，提高电池的工作效率和使用寿命。常规的水冷箱体主要为金属制成，主要有钢板或铝合金等金属材料制成，在加工过程中需要使用焊接的方式来连接上下壳体。
[0003]电池箱体的焊接方法主要包括电弧焊(如MIG、CMT)等，电弧焊是一种通过电弧产生的高温使焊接材料熔化并连接在一起的方法。MIG焊和CMT焊是电弧焊的两种常见形式，它们在电池箱体焊接中具有较高的效率和稳定性，但采用常规的焊接方式对电池箱体进行焊接时，仍然存在一定的不足，例如，常规的焊接方式其电弧所产生的热量较高，由于电弧焊是局部加热的焊接方法，焊接过程中容易产生焊接变形和残余应力，这些变形和应力可能会对电池箱体的尺寸精度和性能产生不利影响，亟需进行改进。
发明内容
[0004]本发明的目的在于提供一种应用FSW焊接技术的水冷电池箱体，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用FSW焊接技术的水冷电池箱体，包括铝合金箱体，所述铝合金箱体包括上壳体、下壳体、固定侧裙、预定焊接槽，所述上壳体和下壳体对称上下设置，所述上壳体和下壳体相对靠近一端的外侧面一体成型有固定侧裙，上下两个所述固定侧裙焊接固定，所述固定侧裙的外侧面开设有预定焊接槽;
[0006]通过设置专用的固定侧裙用于上壳体和下壳体之间的固定焊接，通过固定侧裙来来避免上壳体和下壳体的直接受力，同时设置专用的预定焊接槽来确保焊接可以按照预定路径进行，确保焊接均匀性，避免出现焊缝不均的问题。
[0007]还包括以下水冷电池箱体的焊接过程：
[0008]S1：材料准备;
[0009]S2：焊接设备设置;
[0010]S3：焊接参数设定;
[0011]S4：焊接过程;
[0012]S5：冷却控制;
[0013]S6：焊接质量检测;
[0014]S7：后处理。
[0015]整个焊接过程涵盖材料准备、设备设置、参数设定、实际焊接、冷却控制、质量检测及后处理等关键步骤，确保焊接过程的高效、精确与安全。该焊接技术不仅提升了水冷电池箱体的整体强度与密封性，还显著提高了生产效率与产品质量，为电池系统的稳定运行提供了有力保障。
[0016]作为本发明进一步的技术方案，所述材料准备包括采用6061铝合金，厚度3mm至5mm，并进行表面处理，包括使用丙酮去除表面油污，和使用抛光机打磨焊接区域以去除氧化层。
[0017]材料准备阶段，采用6061铝合金作为水冷电池箱体的主要材料，其厚度控制在3mm至5mm之间，以保证箱体的强度和轻量化。同时，对铝合金表面进行细致处理，使用丙酮有效去除油污，再利用抛光机精心打磨焊接区域，彻底清除氧化层，为后续的焊接工作奠定坚实基础，确保焊接质量和箱体性能。
[0018]作为本发明进一步的技术方案，所述焊接设备设置包括使用数控FSW焊接机，确保高精度控制，并采用钢材制造夹具，且通过螺栓和定位销固定电池箱体，确保其在焊接过程中不发生位移。
[0019]焊接设备设置环节至关重要，通过选用数控FSW焊接机，以实现高精度的焊接控制。同时，采用坚固的钢材制造夹具，并通过螺栓和定位销将电池箱体牢牢固定，这一措施能确保箱体在焊接过程中保持绝对稳定，避免任何位移，为焊接的精准度和质量提供强有力的保障。
[0020]作为本发明进一步的技术方案，所述焊接参数设定包括设置焊接工具转速为800rpm至1200rpm，并根据材料厚度进行调整，且设定进给速度为60mm/min至80mm/min，确保焊接过程均匀，包括使用钨合金制成焊接工具，工具直径控制为6mm至8mm，工具肩宽控制为1.5mm至2mm。
[0021]焊接参数设定是确保焊接质量的关键。通过根据6061铝合金的材料特性和厚度，精心设置焊接工具的转速在800至1200转每分钟，进给速度在60至80毫米每分钟，同时选用钨合金制成的、直径6至8毫米、肩宽1.5至2毫米的焊接工具，以保证焊接过程的均匀性和稳定性，从而获得高质量的焊接接头。
[0022]作为本发明进一步的技术方案，所述焊接过程包括预热处理、焊接顺序、焊接位置，所述预热处理包括使用磁吸加底部加热板进行加热的方式将焊接区域加热至100℃至150℃，所述焊接顺序包括路径规划，即采用“Z”字形焊接路径，逐段焊接，且每段焊接长度控制在300mm至500mm，所述焊接位置包括从电池箱体的一端开始焊接，沿着预设路径向另一端推进。
[0023]焊接过程涵盖了预热处理、焊接顺序与焊接位置等多个关键环节。通过采用磁吸加底部加热板的方式，将焊接区域预热至100℃至150℃，以减少焊接变形。在焊接顺序上，我们精心规划了“Z”字形路径，逐段进行焊接，每段长度控制在300至500毫米，确保焊接质量。同时，从电池箱体的一端开始，沿着预设路径向另一端稳步推进，保证了焊接的连续性和一致性，从而提升了整个焊接过程的效率与焊接接头的质量。
[0024]作为本发明进一步的技术方案，所述冷却控制包括使用自然冷却方式，避免使用强制冷却方式，且需等待焊接接头温度降至室温，约25℃后，方可进行后续处理。
[0025]冷却控制是焊接后处理的重要步骤。我们采用自然冷却的方式，耐心等待焊接接头温度缓慢降至室温(约25℃)，避免使用强制冷却可能带来的负面影响，如热应力、焊接接头脆化等。这一步骤确保了焊接接头的稳定性和可靠性，为后续的加工、装配和使用奠定了坚实的基础。
[0026]作为本发明进一步的技术方案，所述焊接质量检测视觉检查、超声波检测、拉伸测试，所述视觉检查包括检查焊接表面，确认无裂纹、气孔或其他明显缺陷，所述超声波检测包括使用超声波探伤仪检测焊缝内部缺陷，确保无气孔和夹杂物，所述拉伸测试包括根据焊接接头制备拉伸试样，且使用材料试验机进行拉伸测试，记录最大拉力和断裂位置。
[0027]焊接质量检测是确保焊接接头质量的关键环节。通过采用视觉检查、超声波检测和拉伸测试等多种方法，全面评估焊接接头的质量。视觉检查可以直观地发现焊接表面的裂纹、气孔等明显缺陷;超声波检测则能深入焊缝内部，检测潜在的气孔和夹杂物;拉伸测试则通过制备拉伸试样，使用材料试验机进行拉伸，记录最大拉力和断裂位置，进一步验证焊接接头的强度和可靠性。这些检测手段共同构成了焊接质量检测的完整体系。
[0028]作为本发明进一步的技术方案，所述后处理包括热处理和表面处理，所述热处理包括进行时效处理，温度控制在160℃，时间为8小时，所述表面处理包括阳极氧化和表面清洁，所述阳极氧化采用对焊接区域进行阳极氧化处理，提升耐腐蚀性，所述表面清洁采用清水冲洗去除表面残留物，干燥后存放。
[0029]后处理是焊接件质量保障的重要环节。热处理包括进行时效处理，确保焊接件在160℃下稳定8小时，以减少残余应力和提高材料的稳定性。表面处理则通过阳极氧化技术，对焊接区域进行特殊处理，增强其耐腐蚀性。同时，采用清水冲洗去除表面残留物，并进行干燥处理，确保焊接件表面的清洁度。这一系列后处理流程，旨在提升焊接件的整体质量和性能，为后续的存放和使用提供有力保障。
[0030]本发明的有益效果如下：
[0031]1、本发明通过采用FSW即搅拌摩擦焊技术，本发明有效解决了常规焊接方式中电弧热导致的焊接变形和残余应力问题。FSW技术利用搅拌头在焊接材料中的高速旋转和摩擦生热原理，实现了材料的塑性流动和连接，这一过程无需填充材料，且焊接温度相对较低，从而大幅减少了焊接变形和残余应力的产生，通过丙酮去除表面油污和使用抛光机打磨焊接区域以去除氧化层，进一步提高了焊接接头的质量。在焊接设备设置上，本发明采用数控FSW焊接机，确保了高精度控制，并通过钢材制造夹具和螺栓、定位销固定电池箱体，有效防止了焊接过程中的位移，保证了焊接精度和稳定性，同时在焊接参数设定上进行了精细调整，包括焊接工具转速、进给速度、工具直径和工具肩宽等，以确保焊接过程的均匀性和焊接接头的质量。在焊接过程中，本发明还采用了预热处理、合理的焊接顺序和焊接位置规划，进一步提高了焊接效率和接头质量。
[0032]2、本发明通过采用自然冷却方式，避免了强制冷却可能带来的负面影响，如热应力、焊接接头脆化等，确保了焊接接头的稳定性和可靠性。同时，本发明还进行了严格的焊接质量检测，包括视觉检查、超声波检测和拉伸测试，全面评估了焊接接头的质量。视觉检查能够直观地发现焊接表面的裂纹、气孔等明显缺陷;超声波检测则能深入焊缝内部，检测潜在的气孔和夹杂物;拉伸测试则通过制备拉伸试样，使用材料试验机进行拉伸，记录了最大拉力和断裂位置，进一步验证了焊接接头的强度和可靠性，同时还进行了热处理和表面处理。时效处理通过控制温度和时间，有效减少了焊接接头中的残余应力，提高了材料的稳定性和使用寿命。阳极氧化处理则进一步提升了焊接区域的耐腐蚀性，使其能够更好地适应复杂的使用环境。
附图说明
[0033]图1为本发明电池箱体的整体示意图;
[0034]图2为本发明上壳体和下壳体结构的分解示意图;
[0035]图3为本发明预定焊接槽结构的单独示意图;
[0036]图4为本发明焊接流程的整体框图;
[0037]图5为本发明焊接过程的整体框图;
[0038]图6为本发明焊接质量检测的整体框图;
[0039]图7为本发明后处理的整体框图。
[0040]图中：1、铝合金箱体;101、上壳体;102、下壳体;103、固定侧裙;104、预定焊接槽。
具体实施方式
[0041]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042]如图1至图7所示，本发明实施例中，一种应用FSW焊接技术的水冷电池箱体，包括铝合金箱体1，铝合金箱体1包括上壳体101、下壳体102、固定侧裙103、预定焊接槽104，上壳体101和下壳体102对称上下设置，上壳体101和下壳体102相对靠近一端的外侧面一体成型有固定侧裙103，上下两个固定侧裙103焊接固定，固定侧裙103的外侧面开设有预定焊接槽104;
[0043]通过设置专用的固定侧裙103用于上壳体101和下壳体102之间的固定焊接，通过固定侧裙来103来避免上壳体101和下壳体102的直接受力，同时设置专用的预定焊接槽104来确保焊接可以按照预定路径进行，确保焊接均匀性，避免出现焊缝不均的问题。
[0044]还包括以下水冷电池箱体的焊接过程：
[0045]S1：材料准备;
[0046]S2：焊接设备设置;
[0047]S3：焊接参数设定;
[0048]S4：焊接过程;
[0049]S5：冷却控制;
[0050]S6：焊接质量检测;
[0051]S7：后处理。
[0052]整个焊接过程涵盖材料准备、设备设置、参数设定、实际焊接、冷却控制、质量检测及后处理等关键步骤，确保焊接过程的高效、精确与安全。该焊接技术不仅提升了水冷电池箱体的整体强度与密封性，还显著提高了生产效率与产品质量，为电池系统的稳定运行提供了有力保障。
[0053]其中，材料准备包括采用6061铝合金，厚度3mm至5mm，并进行表面处理，包括使用丙酮去除表面油污，和使用抛光机打磨焊接区域以去除氧化层。
[0054]材料准备阶段，采用6061铝合金作为水冷电池箱体的主要材料，其厚度控制在3mm至5mm之间，以保证箱体的强度和轻量化。同时，对铝合金表面进行细致处理，使用丙酮有效去除油污，再利用抛光机精心打磨焊接区域，彻底清除氧化层，为后续的焊接工作奠定坚实基础，确保焊接质量和箱体性能。
[0055]其中，焊接设备设置包括使用数控FSW焊接机，确保高精度控制，并采用钢材制造夹具，且通过螺栓和定位销固定电池箱体，确保其在焊接过程中不发生位移。
[0056]焊接设备设置环节至关重要，通过选用数控FSW焊接机，以实现高精度的焊接控制。同时，采用坚固的钢材制造夹具，并通过螺栓和定位销将电池箱体牢牢固定，这一措施能确保箱体在焊接过程中保持绝对稳定，避免任何位移，为焊接的精准度和质量提供强有力的保障。
[0057]其中，焊接参数设定包括设置焊接工具转速为800rpm至1200rpm，并根据材料厚度进行调整，且设定进给速度为60mm/min至80mm/min，确保焊接过程均匀，包括使用钨合金制成焊接工具，工具直径控制为6mm至8mm，工具肩宽控制为1.5mm至2mm。
[0058]焊接参数设定是确保焊接质量的关键。通过根据6061铝合金的材料特性和厚度，精心设置焊接工具的转速在800至1200转每分钟，进给速度在60至80毫米每分钟，同时选用钨合金制成的、直径6至8毫米、肩宽1.5至2毫米的焊接工具，以保证焊接过程的均匀性和稳定性，从而获得高质量的焊接接头。
[0059]其中，焊接过程包括预热处理、焊接顺序、焊接位置，预热处理包括使用磁吸加底部加热板进行加热的方式将焊接区域加热至100℃至150℃，焊接顺序包括路径规划，即采用“Z”字形焊接路径，逐段焊接，且每段焊接长度控制在300mm至500mm，焊接位置包括从电池箱体的一端开始焊接，沿着预设路径向另一端推进。
[0060]焊接过程涵盖了预热处理、焊接顺序与焊接位置等多个关键环节。通过采用磁吸加底部加热板的方式，将焊接区域预热至100℃至150℃，以减少焊接变形。在焊接顺序上，我们精心规划了“Z”字形路径，逐段进行焊接，每段长度控制在300至500毫米，确保焊接质量。同时，从电池箱体的一端开始，沿着预设路径向另一端稳步推进，保证了焊接的连续性和一致性，从而提升了整个焊接过程的效率与焊接接头的质量。
[0061]其中，冷却控制包括使用自然冷却方式，避免使用强制冷却方式，且需等待焊接接头温度降至室温，约25℃后，方可进行后续处理。
[0062]冷却控制是焊接后处理的重要步骤。我们采用自然冷却的方式，耐心等待焊接接头温度缓慢降至室温(约25℃)，避免使用强制冷却可能带来的负面影响，如热应力、焊接接头脆化等。这一步骤确保了焊接接头的稳定性和可靠性，为后续的加工、装配和使用奠定了坚实的基础。
[0063]其中，焊接质量检测视觉检查、超声波检测、拉伸测试，视觉检查包括检查焊接表面，确认无裂纹、气孔或其他明显缺陷，超声波检测包括使用超声波探伤仪检测焊缝内部缺陷，确保无气孔和夹杂物，拉伸测试包括根据焊接接头制备拉伸试样，且使用材料试验机进行拉伸测试，记录最大拉力和断裂位置。
[0064]焊接质量检测是确保焊接接头质量的关键环节。通过采用视觉检查、超声波检测和拉伸测试等多种方法，全面评估焊接接头的质量。视觉检查可以直观地发现焊接表面的裂纹、气孔等明显缺陷;超声波检测则能深入焊缝内部，检测潜在的气孔和夹杂物;拉伸测试则通过制备拉伸试样，使用材料试验机进行拉伸，记录最大拉力和断裂位置，进一步验证焊接接头的强度和可靠性。这些检测手段共同构成了焊接质量检测的完整体系。
[0065]其中，后处理包括热处理和表面处理，热处理包括进行时效处理，温度控制在160℃，时间为8小时，表面处理包括阳极氧化和表面清洁，阳极氧化采用对焊接区域进行阳极氧化处理，提升耐腐蚀性，表面清洁采用清水冲洗去除表面残留物，干燥后存放。
[0066]后处理是焊接件质量保障的重要环节。热处理包括进行时效处理，确保焊接件在160℃下稳定8小时，以减少残余应力和提高材料的稳定性。表面处理则通过阳极氧化技术，对焊接区域进行特殊处理，增强其耐腐蚀性。同时，采用清水冲洗去除表面残留物，并进行干燥处理，确保焊接件表面的清洁度。这一系列后处理流程，旨在提升焊接件的整体质量和性能，为后续的存放和使用提供有力保障。
[0067]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
说明书附图(7)
声明：
“应用FSW焊接技术的水冷电池箱体” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：江苏铭智新能源科技股份有限公司
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2025年03月20日 ~ 22日 
