激光聚焦在兩根相鄰的銅線上。在這種情況下,梁不需要振蕩或“擺動(dòng)”。兩條光束可以同時(shí)打開。銅的溫度越低,吸收的激光就越少。因此,初,只能熔化中心點(diǎn)區(qū)域的銅。初始熔池形成后,周圍材料的溫度上升,環(huán)形束的功率被更強(qiáng)烈地吸收。
發(fā)卡電機(jī),因其定子繞組的形狀像“發(fā)卡”而得名。定子制造過程中,繞組被做成像發(fā)卡一樣的形狀,一端穿進(jìn)定子槽內(nèi),另外一端按設(shè)計(jì)把發(fā)卡的端部焊接起來。發(fā)卡的端部焊接是發(fā)卡電機(jī)生產(chǎn)中為關(guān)鍵的工序之一,焊接質(zhì)量與產(chǎn)品的終性能密切相關(guān)。發(fā)卡電機(jī)端部焊接的傳統(tǒng)焊接方法一般為TIG焊,因其效率低,熱影響大等緣故,近年來也有廠家嘗試采用高功率光纖激光焊接的方式來替代TIG焊。高功率光纖激光的運(yùn)用,使得焊接效率得到大幅提升,但同時(shí)伴有設(shè)備成本增加等問題。光纖激光波段屬于近紅外,對于銅材焊接吸收率較低,焊接過程極易產(chǎn)生飛濺,并附于產(chǎn)品內(nèi)部,導(dǎo)致產(chǎn)品性能下降。
在藍(lán)光復(fù)合焊接過程中,紅外激光和藍(lán)光激光同時(shí)作用于材料,由于材料對藍(lán)光的吸收率高,能使溫度迅速上升進(jìn)而形成液態(tài)熔池,紅外激光的吸收率也因?yàn)椴牧蠣顟B(tài)改變而進(jìn)一步提高,在達(dá)到焊接效果同時(shí),大幅降低光纖激光的功率,減少成本。藍(lán)光激光因其持續(xù)作用于熔池表面,能維持匙孔及熔池的穩(wěn)定性,大幅減少焊接飛濺的產(chǎn)生,從而使產(chǎn)品性能達(dá)到更優(yōu)效果。
發(fā)卡定子的制造工藝流程:插槽紙→制造發(fā)卡→穿發(fā)卡→端環(huán)定型→端環(huán)焊接→接星點(diǎn)→焊接處結(jié)緣處理。工序多,每一步精度要求高,容錯(cuò)性小。為了減小每槽導(dǎo)體數(shù),一般槽數(shù)比較多,雷米電機(jī)60槽,增加了繞組制造的難度。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)是新能源汽車的核心部件之一。為了實(shí)現(xiàn)更高的電機(jī)效率,目前新能源車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的設(shè)計(jì)多傾向于使用一種扁線來替代傳統(tǒng)圓線充當(dāng)繞組。這種硬質(zhì)不易彎曲的銅線,因“U”型外觀而被稱為“發(fā)卡”(Hairpin)。
Hairpin 接頭焊接難點(diǎn)
◆接頭焊接質(zhì)量包括了焊接表面質(zhì)量、焊接深度、焊接一致性等評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),不同的焊接質(zhì)量對電導(dǎo)率的影響都是的,而電導(dǎo)率跟電機(jī)冷卻及性能是直接相關(guān)的;
◆焊接節(jié)拍指的是一個(gè)未焊接的電機(jī)放入工位到焊接完成所需要花費(fèi)的時(shí)間,過低的生產(chǎn)節(jié)拍對制造商來說將是的成本投入,在一定生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)獲得越多的產(chǎn)品,才能獲得越多的利潤;
◆焊接穩(wěn)定性包括焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性,產(chǎn)品一致性及設(shè)備穩(wěn)定性等指標(biāo),良好的焊接穩(wěn)定性是一致性的;
◆接頭電阻是評(píng)價(jià)整個(gè)焊接工藝的一個(gè)決定性指標(biāo),接頭電阻越高,發(fā)熱越嚴(yán)重,電導(dǎo)率越低,所以控制接頭電阻的數(shù)值在一定范圍內(nèi)并維持穩(wěn)定是整個(gè)焊接過程的終目標(biāo);
◆夾具定位精度指的是Hairpin裝夾以后的重復(fù)位置精度,如果每次裝夾的位置出入較大,則容易出現(xiàn)很大的焊接缺陷,對于焊接靈活性較差的設(shè)備,成品率可能大大降低;
◆焊接飛濺過大容易形成焊接缺陷,同時(shí)也表示焊接過程不穩(wěn)定;
◆生產(chǎn)復(fù)雜度指的是整個(gè)生產(chǎn)流程的復(fù)雜程度,復(fù)雜程度越高,生產(chǎn)出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)也隨之升高,維修和工人上手的難度也是成正相關(guān);
◆焊接熱輸入是需要控制的一個(gè)重要因素,因?yàn)镠airpin銅條上除了接頭區(qū)域,其他區(qū)域都覆蓋了一層絕緣涂層,過高的熱輸入將會(huì)燒損絕緣層,從而影響電機(jī)的性能。
在靈活性方面,弧焊需要設(shè)計(jì)不同的焊接設(shè)備來適應(yīng)不同的電機(jī)尺寸,而激光焊接可以用視覺識(shí)別的方法,只需要更改識(shí)別程序即可;其次,激光焊接比弧焊的穩(wěn)定性更強(qiáng),弧焊焊接銅材料2mm深度左右工藝穩(wěn)定性很強(qiáng),但是超過2mm以后,焊接不穩(wěn)定且熱輸入量大,激光可以比弧焊焊接的更深且熱輸入量更少。
激光在焊接Hairpin接頭時(shí),容易出現(xiàn)如圖6中的五種缺陷,分別是:焊縫不規(guī)則,焊縫凹陷,焊縫咬邊,焊瘤,氣孔及缺陷。這五種缺陷屬于第三步?jīng)]有控制好的缺陷,可以通過改善焊接的功率、速度、振蕩頻率來改善工藝參數(shù)匹配,能夠得到良好的焊接結(jié)果。如果當(dāng)前的激光頭不能焊接出較好的焊縫,則可以通過選擇光束質(zhì)量更好的激光器,或者傳輸光束質(zhì)量更穩(wěn)定的激光頭來進(jìn)行焊接,例如,有時(shí)激光頭冷卻不穩(wěn)定也容易影響焊接質(zhì)量。
目前,激光焊接是焊接Hairpin電機(jī)的具有發(fā)展?jié)摿Φ姆桨福鞘芟抻诔杀驹?,激光焊接的推廣還是需要時(shí)間。激光焊接相對于其他焊接方式有的優(yōu)勢,但是也有其自身的一些焊接難點(diǎn),大部分的焊接參數(shù)缺陷是可以解決的,只需要克服一些難點(diǎn)。