【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本申請屬于電池材料處理，特別是涉及一種泡沫金屬無損焊接方法。
技術介紹
1、泡沫鎳因其獨特的物理和化學性質，如多層孔狀結構、高比表面積和孔隙率，被廣泛應用于鎳氫、鎳鎘、鎳鋅等電池的正極填充材料中，作為骨架材料起到填充物質載體與電流集流的關鍵作用。此外，泡沫鎳還用于顆粒雜質過濾、催化反應載體、散熱傳導以及電磁屏蔽與吸能等領域。因此，泡沫鎳的應用領域非常廣泛，其在電池行業(yè)中占據(jù)主導地位。
2、然而，在泡沫鎳生產(chǎn)過程中，由于原材料長度限制、外觀缺陷剔除及包裝換卷等因素，不可避免地產(chǎn)生接頭問題。傳統(tǒng)的泡沫鎳接頭是通過模具進行人工或者設備對泡沫鎳堆疊處進行壓接或錘接，壓接和錘接方式的粘接原理主要是通過施加外部壓力或沖擊力，使兩份材料的接觸面積增大，并盡量減小它們之間的接觸距離，從而增加材料間分子或微觀結構的相互作用機會，這種物理接觸的增加，在一定程度上依賴于接觸面之間的摩擦力來初步保持接頭的穩(wěn)定性。然而，由于材料接觸面之間的摩擦力本質上是有限的，且主要依賴于表面的粗糙度和正壓力，因此這種方式實現(xiàn)的粘接強度相對有限。特別地，在垂直方向上，由于重力、振動或外力作用等因素，接頭更容易受到拉脫或剝離的力。此時，僅依賴摩擦力來維持粘接的穩(wěn)固性顯得尤為不足。此外，壓接和錘接過程中可能存在的材料不均勻變形、應力集中或接觸面未充分貼合等問題，也會進一步削弱接頭的粘接強度，特別是在垂直方向上的承載能力。
3、同時，壓接或錘接的接頭處電阻高于泡沫鎳產(chǎn)品，接頭處電阻的升高，在技術上會導致應用過程中出現(xiàn)電池內阻過大的缺陷甚至其無法應用至電
4、因此，傳統(tǒng)的壓接或錘接方式均存在粘接強度不均、接頭易脫落以及影響電池內阻的缺陷。鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N泡沫金屬無損焊接方法。
技術實現(xiàn)思路
1、本申請是鑒于上述技術問題進行的。目的是提供一種泡沫金屬無損焊接方法，用于解決現(xiàn)有壓接或錘接泡沫金屬接頭所存在的技術問題，用于增強泡沫金屬焊接接頭的整體強度和耐久性，并保證泡沫金屬接頭在水平方向和垂直方向均不易拉脫或剝離。
2、為解決上述技術問題，本申請?zhí)峁┮环N泡沫金屬無損焊接方法，所述方法包括：
3、通過超聲波所產(chǎn)生的高頻振動能量對兩段泡沫金屬材料的重疊區(qū)域進行超聲波焊接，以使兩段泡沫金屬材料的重疊區(qū)域產(chǎn)生摩擦熱并熔合，進而形成泡沫金屬接頭，實現(xiàn)泡沫金屬的無損焊接。
4、上述泡沫金屬無損焊接方法中，基于超聲波產(chǎn)生的高頻振動能量對兩段泡沫金屬材料進行超聲波焊接，進而得到無損焊接的泡沫金屬接頭，由于超聲波焊接是在靜壓力之下將泡沫金屬及其孔隙內空氣的動能轉化為熱能(因為泡沫金屬與空氣存在質量差，故同一個超聲波的高頻振動下，兩種材料會反映出不同的振動頻次，進而會產(chǎn)生空氣與泡沫金屬材料之間的相互摩擦，相互摩擦即實現(xiàn)了微觀下的動能轉化為熱能)，而且微觀下的泡沫金屬材料表面是粗糙的，壁厚很薄，又具備三維多孔形態(tài)，故局部接觸的泡沫金屬的筋絲也會因超聲波振動轉化的熱能實現(xiàn)筋絲與筋絲之間的接觸、摩擦和形變，在泡沫金屬筋絲接觸面由于超聲波高頻振動而產(chǎn)生的摩擦熱，以及在泡沫金屬極薄的壁厚的條件下可以實現(xiàn)筋絲之間局部的變形和筋絲之間的金屬原子的擴散、重結晶，從而實現(xiàn)動能轉化為熱能和形變能(形變能是指物體在外力作用下發(fā)生形變時所涉及的能量變化)，實現(xiàn)微觀條件下泡沫金屬筋絲的粘接及鎳金屬的熔合。雖然不發(fā)生明顯的熔化現(xiàn)象，但超聲波高頻振動和摩擦引起的局部加熱和塑性變形促進了泡沫金屬原子間的擴散和再結晶，從而在固態(tài)下實現(xiàn)泡沫金屬之間的冶金結合。因此，本申請?zhí)峁┑暮附臃椒ú粌H在水平方向上為泡沫金屬接頭提供了高強度的粘接效果，確保了該泡沫金屬接頭在平面內的穩(wěn)固性，同時在垂直方向上也能使泡沫金屬接頭實現(xiàn)良好的結合，從而有效增強了泡沫金屬接頭的整體強度和耐久性，使得焊接后的泡沫金屬接頭在水平方向和垂直方向均不易拉脫或剝離。
5、在一些實施方式中，利用對齊夾具使兩段泡沫金屬材料對齊進而形成兩段泡沫金屬材料的重疊區(qū)域。
6、在一些實施方式中，兩段泡沫金屬材料重疊區(qū)域的寬度大于1mm。
7、在一些實施方式中，通過超聲波所產(chǎn)生的高頻振動能量對兩段泡沫金屬材料的重疊區(qū)域進行交錯焊接，以使所形成的泡沫金屬接頭表面交錯布設有若干凹槽和凸起，且凸起的頂面與泡沫金屬材料表面齊平。
8、在一些實施方式中，所述泡沫金屬接頭表面若干凹槽與凸起均勻交錯設置。
9、在一些實施方式中，所述超聲波由超聲波焊接機發(fā)出，且超聲波焊接機的振幅為20-150μm，頻率為20-100khz，壓力為100-500n。
10、在一些實施方式中，所述超聲波焊接機上安裝有與兩段泡沫金屬材料重疊區(qū)域相匹配的焊接頭，焊接頭的寬度大于等于1mm。
11、在一些實施方式中，所述超聲波焊接機發(fā)出的超聲波對兩段泡沫金屬材料重疊區(qū)域的焊接時間大于等于3s。
12、在一些實施方式中，還包括：對所形成的泡沫金屬接頭進行合格檢查。
13、本申請的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本申請的實踐了解到。
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1.一種泡沫金屬無損焊接方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的泡沫金屬無損焊接方法，其特征在于，利用對齊夾具使兩段泡沫金屬材料對齊進而形成兩段泡沫金屬材料的重疊區(qū)域。
3.根據(jù)權利要求2所述的泡沫金屬無損焊接方法，其特征在于，兩段泡沫金屬材料重疊區(qū)域的寬度大于1mm。
4.根據(jù)權利要求3所述的泡沫金屬無損焊接方法，其特征在于，通過超聲波所產(chǎn)生的高頻振動能量對兩段泡沫金屬材料的重疊區(qū)域進行交錯焊接，以使所形成的泡沫金屬接頭表面交錯布設有若干凹槽和凸起，且凸起的頂面與泡沫金屬材料表面齊平。
5.根據(jù)權利要求4所述的泡沫金屬無損焊接方法，其特征在于，所述泡沫金屬接頭表面若干凹槽與凸起均勻交錯設置。
6.根據(jù)權利要求5所述的泡沫金屬無損焊接方法，其特征在于，所述超聲波由超聲波焊接機發(fā)出，且超聲波焊接機的振幅為20-150μm，頻率為20-100kHz，壓力為100-500N。
7.根據(jù)權利要求6所述的泡沫金屬無損焊接方法，其特征在于，所述超聲波焊接機上安裝有與兩段泡沫金屬材料重疊區(qū)域相匹配的焊接頭
8.根據(jù)權利要求7所述的泡沫金屬無損焊接方法，其特征在于，所述超聲波焊接機發(fā)出的超聲波對兩段泡沫金屬材料重疊區(qū)域的焊接時間大于等于3s。
9.根據(jù)權利要求1所述的泡沫金屬無損焊接方法，其特征在于，還包括：對所形成的泡沫金屬接頭進行合格檢查。
...【技術特征摘要】
1.一種泡沫金屬無損焊接方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的泡沫金屬無損焊接方法，其特征在于，利用對齊夾具使兩段泡沫金屬材料對齊進而形成兩段泡沫金屬材料的重疊區(qū)域。
3.根據(jù)權利要求2所述的泡沫金屬無損焊接方法，其特征在于，兩段泡沫金屬材料重疊區(qū)域的寬度大于1mm。
4.根據(jù)權利要求3所述的泡沫金屬無損焊接方法，其特征在于，通過超聲波所產(chǎn)生的高頻振動能量對兩段泡沫金屬材料的重疊區(qū)域進行交錯焊接，以使所形成的泡沫金屬接頭表面交錯布設有若干凹槽和凸起，且凸起的頂面與泡沫金屬材料表面齊平。
5.根據(jù)權利要求4所述的泡沫金屬無損焊接方法，其特征在于，所述泡沫金屬接頭表面若干凹槽...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：鐘發(fā)平，彭海青，鄒超，肖進春，羅曉峰，陳利，
申請(專利權)人：常德力元新材料有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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