发卡电机扁铜线激光焊接-Hairpin扁铜线焊接方法:在焊接前,使用激光器剥离发卡上的绝缘漆层,然后,采用激光对发卡进行焊接,焊接过程中通过CCD图像处理系统进行监测,在正确位置上实现持久的焊接。由于激光焊接的高重复性,能实现具有良好导电性的高强度连接。
发卡电机,因其定子绕组的形状像“发卡”而得名。定子制造过程中,绕组被做成像发卡一样的形状,一端穿进定子槽内,另外一端按设计把发卡的端部焊接起来。发卡的端部焊接是发卡电机生产中为关键的工序之一,焊接质量与产品的终性能密切相关。发卡电机端部焊接的传统焊接方法一般为TIG焊,因其效率低,热影响大等缘故,近年来也有厂家尝试采用高功率光纤激光焊接的方式来替代TIG焊。高功率光纤激光的运用,使得焊接效率得到大幅提升,但同时伴有设备成本增加等问题。光纤激光波段属于近红外,对于铜材焊接吸收率较低,焊接过程极易产生飞溅,并附于产品内部,导致产品性能下降。
Hairpin电机相对于传统的铜线绕线组电机有三个主要优势。,Hairpin电机的槽满率高,在同样的插槽空间中,使用铜条会比使用铜线填充的面积更多,使得插槽的填充铜导体更多,从而提升了电机的效率。第二,Hairpin电机因为槽满率更高,铜条之间充分接触,能够更有效的冷却。而铜线电机,由于铜线之间还有空气,空气的冷却效率比直接接触的冷却效率更低,不利于电机的散热。第三,Hairpin电机的体积比铜线电机更小,性价比更高,更有助于车身轻量化。
Hairpin 接头焊接难点
◆接头焊接质量包括了焊接表面质量、焊接深度、焊接一致性等评价标准,不同的焊接质量对电导率的影响都是的,而电导率跟电机冷却及性能是直接相关的;
◆焊接节拍指的是一个未焊接的电机放入工位到焊接完成所需要花费的时间,过低的生产节拍对制造商来说将是的成本投入,在一定生产时间内获得越多的产品,才能获得越多的利润;
◆焊接稳定性包括焊接质量的稳定性,产品一致性及设备稳定性等指标,良好的焊接稳定性是一致性的;
◆接头电阻是评价整个焊接工艺的一个决定性指标,接头电阻越高,发热越严重,电导率越低,所以控制接头电阻的数值在一定范围内并维持稳定是整个焊接过程的终目标;
◆夹具定位精度指的是Hairpin装夹以后的重复位置精度,如果每次装夹的位置出入较大,则容易出现很大的焊接缺陷,对于焊接灵活性较差的设备,成品率可能大大降低;
◆焊接飞溅过大容易形成焊接缺陷,同时也表示焊接过程不稳定;
◆生产复杂度指的是整个生产流程的复杂程度,复杂程度越高,生产出错的风险也随之升高,维修和工人上手的难度也是成正相关;
◆焊接热输入是需要控制的一个重要因素,因为Hairpin铜条上除了接头区域,其他区域都覆盖了一层绝缘涂层,过高的热输入将会烧损绝缘层,从而影响电机的性能。
激光在焊接Hairpin接头时,容易出现如图6中的五种缺陷,分别是:焊缝不规则,焊缝凹陷,焊缝咬边,焊瘤,气孔及缺陷。这五种缺陷属于第三步没有控制好的缺陷,可以通过改善焊接的功率、速度、振荡频率来改善工艺参数匹配,能够得到良好的焊接结果。如果当前的激光头不能焊接出较好的焊缝,则可以通过选择光束质量更好的激光器,或者传输光束质量更稳定的激光头来进行焊接,例如,有时激光头冷却不稳定也容易影响焊接质量。
目前,激光焊接是焊接Hairpin电机的具有发展潜力的方案,但是受限于成本原因,激光焊接的推广还是需要时间。激光焊接相对于其他焊接方式有的优势,但是也有其自身的一些焊接难点,大部分的焊接参数缺陷是可以解决的,只需要克服一些难点。