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解決方案

新型激光焊接解決方案 解決電機定子焊接難題

來源:聯贏激光2021-12-20 我要評論(0 )   

11月22日,工業(ye) 和信息化部、市場監督管理總局聯合印發《電機能效提升計劃(2021-2023年)》。提出到2023年高效節能電機年產(chan) 量達到1.7億(yi) 千瓦,在役高效節能電機占比達到2...

11月22日,工業(ye) 和信息化部、市場監督管理總局聯合印發《電機能效提升計劃(2021-2023年)》。提出到2023年高效節能電機年產(chan) 量達到1.7億(yi) 千瓦,在役高效節能電機占比達到20%以上,實現年節電量490億(yi) 千瓦時。業(ye) 內(nei) 預測,未來,在等效等級提升的過程中,工業(ye) 高效電機將得到更快的增長。

凡需要將電能轉化為(wei) 機械能或將機械能轉化為(wei) 電能的地方都必須用到電機,尤其工業(ye) 類的泵、風機、壓縮機等產(chan) 品在社會(hui) 生活中應用極為(wei) 廣泛,是社會(hui) 耗電量的重要組成部分。

回到近年火熱的新能源行業(ye) ,驅動電機是新能源汽車的動力中心,鐵芯是驅動電機實現能量轉換的關(guan) 鍵部件。無取向矽鋼是目前性價(jia) 比最高、商業(ye) 化應用最普遍的鐵芯材料。隨著對新能源汽車用驅動電機高能量轉換效率、高功率密度、更小的體(ti) 積、更輕的重量、抗衝(chong) 擊和耐高溫的要求不斷提出,具備低鐵損、高磁感、高強度和導熱性好的無取向矽鋼,滿足不同類電機的設計和應用需求,得到了廣泛應用。

何為(wei) 矽鋼?

含矽1.0~4.5%,含碳量小於(yu) 0.08%的矽合金鋼叫做矽鋼,又名電工鋼,具有導磁率高、矯頑力低、電阻係數大等特性,磁滯損失和渦流損失非常小,是電力、電器工業(ye) 不可缺少的重要軟磁合金,廣泛應用於(yu) 製造發電機、電動機、變壓器、互感器等設備,尤其在電力工業(ye) 、軌道交通、電器工業(ye) 、新能源汽車等新興(xing) 產(chan) 業(ye) 中發揮著十分重要的作用。

矽鋼以鐵芯損耗(簡稱:鐵損)和磁感應強度(簡稱:磁感)作為(wei) 產(chan) 品磁性保證值。鐵損低可節省大量電能,延長電機和變壓器工作運轉時間和簡化冷卻係統。在實際電機製造時,為(wei) 滿足衝(chong) 剪加工需要,還需要具備一定的塑性。因此,為(wei) 了提高磁感性能,降低磁滯損耗,還要求其有害雜質含量越低越好,且板型平整,表麵質量好。

關(guan) 於(yu) 電機定子及其焊接難點

電機的結構由定子和轉子兩(liang) 大部分組成。運行時靜止不動的部分稱為(wei) 定子,主要作用是產(chan) 生磁場。運行時轉動的部分則稱為(wei) 轉子,主要作用是產(chan) 生電磁轉矩和感應電動勢。

電機定子由導磁的定子鐵心、導電的電樞繞組及固定鐵心和繞組用的一些零部件、絕緣材料、引出部分等組成,如機殼、絕緣片、槽楔、引出線及環氧樹脂等,其中,電機定子主要是由0.5mm厚的矽鋼片一層一層疊加而組成,因此需要通過焊接,將矽鋼片連接起來。

電機定子焊接難點

① 材料表麵有絕緣層,焊接時產(chan) 生的雜質,導致焊縫脆化;

② 材料表麵有模具上帶出的油汙,導致焊縫脆化;

③ 焊接後變形量大,導致內(nei) 應力很大;

④ 焊縫截麵形狀影響大,不同截麵形狀導致應力集中的程度不一樣;

⑤ 焊縫內(nei) 部氣泡多,影響焊接強度;

⑥ 焊接時壓力的大小影響內(nei) 應力。

以上難點將導致:產(chan) 生裂紋、焊縫凸起、焊縫鼓包。

電機定子焊接工藝先後采用過焊條電弧焊、CO2氣體(ti) 保護焊、氬弧焊、激光焊等。其中,手工電弧焊電弧熱量小焊縫熱影響區大、焊縫不光滑且無法實現自動化、效率低,很少采用。而鎢極氬弧焊盡管具備弧長穩定、電弧彈性好、不加填充金屬、焊接參數容易控製等優(you) 勢,但由於(yu) 矽鋼片的含矽量高,因此可焊性極差,焊接後容易開裂,焊接難度大。

相較而言,具備能量集中、密度高、加熱效率高、速度快等優(you) 勢的激光焊接應用到電機定子焊接上,能有效提高生產(chan) 率,同時,還能改善生產(chan) 環境的衛生安全條件,根除氬弧焊時的強弧光和臭氧及其它不良氧化物對人身的危害。除此之外,還可以采用計算機控製雙機或四機或單機多頭輸出激光束,分置於(yu) 定子外圓壁周圍,這樣定子緊定所需的焊縫數,焊機運行一次或兩(liang) 次即可完成,大幅減少變形量的同時,節省加工時間。

UW新型激光焊接焊接工藝

目前,激光焊接在電機定子上的焊接方式主要分為(wei) 以下三大類:

從(cong) 上表可看出,盡管普通出射頭焊接、擺動頭焊接及複合焊焊接在各自應用領域均表現不俗,但用在矽鋼電機定子焊接上也有其局限性。

聯贏激光工藝研發中心針對矽鋼電機在各行業(ye) 的應用、電機激光焊接工藝及配套焊接頭升級研究,在大量實驗驗證中,綜合考慮‎各方麵的因素,總結出一套應用聯贏激光自主研發SFH出射頭的行業(ye) 最優(you) 電機定子激光焊接解決(jue) 方案。

穩定高效高質量

①四個(ge) 出射頭同時焊接四麵,提高焊接效率;

② 焊接速度10~15mm/s,高於(yu) 市場現有效率;

良品率可達100%

① 預熱除汙,清除油汙與(yu) 絕緣層減少雜質的影響;

② 淬火細化晶粒,焊縫截麵平整,應力分散,基本無氣泡,結合強度高,不易產(chan) 生裂紋;

③ 緩冷改善氣孔,增加焊接焊縫強度,改善產(chan) 品外觀;

④ 配合合適的焊接參數,優(you) 化焊接截麵形狀,降低焊接內(nei) 應力;

⑤ 焊接產(chan) 生的煙塵與(yu) 飛濺少;

⑥ 焊縫表麵平整,均勻光滑;

⑦ 采取特有的鏡片保護措施,減少保護鏡片的汙染,降低維護成本。

激光焊接技術應用在電機定子僅(jin) 僅(jin) 隻是聯贏激光在眾(zhong) 多焊接案例中的一部分,在電機定子激光焊接領域,聯贏激光擁有自主研發的自動裝備設備、焊接頭及相關(guan) 配件,焊接工藝成熟且穩定。


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