本发明属于搅拌摩擦焊接，特别是涉及一种用于动力电池箱注液孔密封的搅拌摩擦环缝点焊方法。
背景技术：
1、注液孔是预留在动力电池箱盖板上的一个圆形小孔，在动力电池壳体与盖板完成箱体连接后，通过注液孔向箱体内注入电解液，完成注液后，再利用焊接方式将密封钉封固在注液孔上，最终实现动力电池的密封。
2、注液孔是动力电池组的重要组成部分，若注液孔的密封性不良，会导致电解液泄漏、氧化、腐蚀等问题，严重影响动力电池组的性能和寿命。
3、目前，注液孔的焊接密封广泛采用激光焊接完成。由于电池箱盖板以铝合金材料为主，铝合金密度小且焊接难度相对较大，虽然激光焊接具有无接触、高精度、高效率等优点，其采用的高功率连续激光尽管解决了动力电池焊接要求的熔深和密封性问题，但受到熔化焊特性制约，在实际应用中，激光焊焊缝容易出现爆点、气孔、裂纹、焊缝不均匀等缺陷，这些缺陷会进一步引发焊接部件强度不足和密封性差等问题，甚者会导致焊接部件失效。从焊接后的实际结果来看，激光焊接后的焊缝都会有所凸起，导致产品尺寸超差，因此需要额外工序来去除超差部分，从而导致成本增加。
4、搅拌摩擦焊(fsw)是一种新型固相修补焊接技术，具有接头质量高、缺陷少、变形小等优点，特别适用于高强度铝合金的焊接，因此在航空航天、船舶、轨道列车及汽车工业等采用轻合金的结构制造领域越来越受到重视。
5、采用常规的搅拌摩擦焊工艺进行注液孔的焊接密封时，由于动力电池箱的铝合金盖板厚度一般在0.8mm左右，在搅拌摩擦焊接过程中，摩擦产生的高温以及搅拌头的顶锻力会导致焊点处产生较高的变形和残余应力，从而影响焊点质量和密封效果。
6、因此，优化搅拌摩擦焊工艺过程、匹配合理的焊接工艺参数，在保证密封性的前提下，提高动力电池注液孔的焊接强度、减小焊接热变形，成为提高电池箱的安全性和使用寿命的关键。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于动力电池箱注液孔密封的搅拌摩擦环缝点焊方法，能够有效避免注液孔处的焊接接头出现气孔、裂纹、焊缝不均匀等缺陷，提高焊接接头的成形质量，减小焊接热变形。
2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于动力电池箱注液孔密封的搅拌摩擦环缝点焊方法，包括如下步骤：
3、步骤一：预热阶段
4、在注液孔处设置密封钉或密封环台，先将搅拌头移动到注液孔正上方，再向下移动搅拌头，直到搅拌头下压接触密封钉或密封环台的上表面，之后旋转搅拌头，旋转速度设为ω0，通过旋转搅拌头对密封钉或密封环台进行摩擦预热；
5、步骤二：连接阶段
6、当摩擦预热结束后，将搅拌头的旋转速度调整为ω1，之后下压搅拌头，下压速度设为ν1，下压力设为f1，下压停留时间设为t，在搅拌头下压过程中，密封钉或密封环台通过塑性变形将注液孔完全封堵，进而形成环缝点焊接头；
7、步骤三：撤离阶段
8、当下压停留时间结束后，将搅拌头的旋转速度调整为ω2，同时向上移动搅拌头，使搅拌头脱离电池箱盖板，上移速度设为ν2，直到搅拌头上移到初始位置；
9、步骤四：打磨阶段
10、对环缝点焊接头的凸起部分进行打磨，直至环缝点焊接头与电池箱盖板的上表面相平齐。
11、搅拌头采用无针结构，在搅拌头的下端面设置有圆形凹槽，圆形凹槽的高度设为j，圆形凹槽的壁厚设为h，圆形凹槽的直径设为e；注液孔的直径设为k，注液孔的深度设为g；当采用密封钉时，密封钉的钉帽厚度设为a，密封钉的钉帽直径设为d，密封钉的塞柱直径设为c，密封钉的塞柱高度设为b；当采用密封环台时，密封环台的外径设为n，密封环台的高度设为f。
12、当采用密封钉时，圆形凹槽高度j的取值为a+0.1mm，圆形凹槽壁厚h的取值为1.5mm～2mm，圆形凹槽直径e的取值为d+0.1mm～d+2mm，密封钉钉帽厚度a的取值为0.8mm～3mm，密封钉钉帽直径d的取值为2k，密封钉塞柱直径c的取值为k-0.2mm，密封钉塞柱高度b的取值为0.5mm～g。
13、当采用密封环台时，圆形凹槽高度j的取值为f+0.1mm，圆形凹槽壁厚h的取值为1.5mm～2mm，圆形凹槽直径e的取值为n+0.1mm～n+2mm，密封环台的外径n的取值为2k，密封环台高度f的取值为0.75g。
14、在预热阶段，搅拌头的旋转速度ω0的取值为100rpm～2000rpm，通过旋转搅拌头对密封钉或密封环台进行摩擦预热的目标温度为50℃～300℃。
15、在连接阶段，当采用密封钉时，搅拌头下压停留时间t的取值为(a–0.1mm)/ν1～(a+0.1mm)/ν1；当采用密封环台时，搅拌头下压停留时间t的取值为(f–0.1mm)/ν1～(f+0.1mm)/ν1。
16、在连接阶段，搅拌头的旋转速度ω1的取值为500rpm～1000rpm，搅拌头的下压速度ν1的取值为0.05mm/min～5.0mm/min，搅拌头的下压力f1的取值为0.5kn～2.0kn。
17、在撤离阶段，搅拌头的旋转速度ω2的取值为300rpm～800rpm，搅拌头的上移速度ν2的取值为0.2mm/min～2mm/min。
18、在打磨阶段，打磨区域需要进行降温处理，防止打磨产生的高温影响环缝点焊接头的性能。
19、在焊接过程中，预热阶段的搅拌头旋转速度ω0、连接阶段的搅拌头旋转速度ω1、撤离阶段的搅拌头旋转速度ω2、所有阶段的搅拌头旋转方向、连接阶段的搅拌头下压力f1、撤离阶段的搅拌头上移速度ν2均可根据实际焊接工艺进行调整。
20、本发明的有益效果：
21、本发明的用于动力电池箱注液孔密封的搅拌摩擦环缝点焊方法，与常规的搅拌摩擦焊工艺相比，搅拌头采用“低速+低压力”协同控制的工艺参数，能够在减少因搅拌头下扎速度和压力过大导致的电池箱盖板注液孔局部位置凹陷变形；同时，在连接阶段，搅拌头采用“低转速+低停留时间”协同控制的工艺参数，能够减小焊接过程中因高温造成的焊缝热变形和残余应力，提高焊缝连接质量。
22、本发明的用于动力电池箱注液孔密封的搅拌摩擦环缝点焊方法，与常规的搅拌摩擦焊工艺相比，优化了搅拌头与密封钉/密封凸台的配合结构，密封钉/密封凸台的材料体积大于注液孔的待密封体积，可增大焊缝内部塑性金属的内压力，有利于避免孔洞的产生，进而提高焊缝连接强度；同时，可以弥补焊接过程因材料损失形成的匙孔缺陷，焊后通过对焊缝位置多余金属材料进行打磨处理，能够保证焊后焊缝不产生减薄，进而保证电池盖板表面的平整，从而提高密封性。
1.一种用于动力电池箱注液孔密封的搅拌摩擦环缝点焊方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于动力电池箱注液孔密封的搅拌摩擦环缝点焊方法，其特征在于：搅拌头采用无针结构，在搅拌头的下端面设置有圆形凹槽，圆形凹槽的高度设为j，圆形凹槽的壁厚设为h，圆形凹槽的直径设为e；注液孔的直径设为k，注液孔的深度设为g；当采用密封钉时，密封钉的钉帽厚度设为a，密封钉的钉帽直径设为d，密封钉的塞柱直径设为c，密封钉的塞柱高度设为b；当采用密封环台时，密封环台的外径设为n，密封环台的高度设为f。
3.根据权利要求2所述的一种用于动力电池箱注液孔密封的搅拌摩擦环缝点焊方法，其特征在于：当采用密封钉时，圆形凹槽高度j的取值为a+0.1mm，圆形凹槽壁厚h的取值为1.5mm～2mm，圆形凹槽直径e的取值为d+0.1mm～d+2mm，密封钉钉帽厚度a的取值为0.8mm～3mm，密封钉钉帽直径d的取值为2k，密封钉塞柱直径c的取值为k-0.2mm，密封钉塞柱高度b的取值为0.5mm～g。
4.根据权利要求2所述的一种用于动力电池箱注液孔密封的搅拌摩擦环缝点焊方法，其特征在于：当采用密封环台时，圆形凹槽高度j的取值为f+0.1mm，圆形凹槽壁厚h的取值为1.5mm～2mm，圆形凹槽直径e的取值为n+0.1mm～n+2mm，密封环台的外径n的取值为2k，密封环台高度f的取值为0.75g。
5.根据权利要求1所述的一种用于动力电池箱注液孔密封的搅拌摩擦环缝点焊方法，其特征在于：在预热阶段，搅拌头的旋转速度ω0的取值为100rpm～2000rpm，通过旋转搅拌头对密封钉或密封环台进行摩擦预热的目标温度为50℃～300℃。
6.根据权利要求2所述的一种用于动力电池箱注液孔密封的搅拌摩擦环缝点焊方法，其特征在于：在连接阶段，当采用密封钉时，搅拌头下压停留时间t的取值为(a–0.1mm)/ν1～(a+0.1mm)/ν1；当采用密封环台时，搅拌头下压停留时间t的取值为(f–0.1mm)/ν1～(f+0.1mm)/ν1。
7.根据权利要求1所述的一种用于动力电池箱注液孔密封的搅拌摩擦环缝点焊方法，其特征在于：在连接阶段，搅拌头的旋转速度ω1的取值为500rpm～1000rpm，搅拌头的下压速度ν1的取值为0.05mm/min～5.0mm/min，搅拌头的下压力f1的取值为0.5kn～2.0kn。
8.根据权利要求1所述的一种用于动力电池箱注液孔密封的搅拌摩擦环缝点焊方法，其特征在于：在撤离阶段，搅拌头的旋转速度ω2的取值为300rpm～800rpm，搅拌头的上移速度ν2的取值为0.2mm/min～2mm/min。
9.根据权利要求1所述的一种用于动力电池箱注液孔密封的搅拌摩擦环缝点焊方法，其特征在于：在打磨阶段，打磨区域需要进行降温处理，防止打磨产生的高温影响环缝点焊接头的性能。
10.根据权利要求1所述的一种用于动力电池箱注液孔密封的搅拌摩擦环缝点焊方法，其特征在于：在焊接过程中，预热阶段的搅拌头旋转速度ω0、连接阶段的搅拌头旋转速度ω1、撤离阶段的搅拌头旋转速度ω2、所有阶段的搅拌头旋转方向、连接阶段的搅拌头下压力f1、撤离阶段的搅拌头上移速度ν2均可根据实际焊接工艺进行调整。
