江苏镇江发卡电机焊接原理

在蓝光复合焊接过程中，红外激光和蓝光激光同时作用于材料，由于材料对蓝光的吸收率高，能使温度迅速上升进而形成液态熔池，红外激光的吸收率也因为材料状态改变而进一步提高，在达到焊接效果同时，大幅降低光纤激光的功率，减少成本。蓝光激光因其持续作用于熔池表面，能维持匙孔及熔池的稳定性，大幅减少焊接飞溅的产生，从而使产品性能达到更优效果。

发卡电机有效铜的面积可以提高20%以上，传统电机有效铜槽满率只有45%左右，发卡电机能做到70%左右。永磁电机损耗由绕组铜耗、铁耗、风磨杂散、磁钢涡流损耗，其中绕组铜耗占比50%以上，铜耗大小又和绕组电阻成正比，减小绕组电阻能直接降低铜耗、提升电机效率和功率密度。

驱动电机是新能源汽车的核心部件之一。为了实现更高的电机效率，目前新能源车驱动电机的设计多倾向于使用一种扁线来替代传统圆线充当绕组。这种硬质不易弯曲的铜线，因“U”型外观而被称为“发卡”（Hairpin）。

激光聚焦在两个相邻的铜线上。在这种情况下，光束无需振荡或“摆动”。两条光束可同时开启。铜的温度越低，能够吸收的激光就越少。因此，初只有中心点区域的铜才能熔化（即使中心光束和环形光束的功率相同，但较小中心光束的功率密度要高得多）。初始熔池形成后，周围材料的温度升高，环形光束的功率也因此被更强烈地吸收。

激光焊接在铜材焊接上，考虑到的是材料对激光的吸收率问题。在1060nm（CO2激光器）激光波长下，铜材对激光的吸收率只有10%左右，在激光波长为500nm的绿光波段范围内，铜材对激光的吸收率较高，目前的技术尚达不到很深的熔深。但是铜在熔化状态下，对激光的吸收率能够达到较高的水平，于是使用高功率固体激光器来达到破孔效应，能够使得激光焊接铜材成为可能。

激光焊接目前比较常见的方案是使用激光头匹配相应的视觉识别系统。激光头部分是带X，Y两个维度的振镜系统，能够在焊接平面上实现多种图形的焊接轨迹。另外也需要具有比较高频的振荡功能，在焊接过程中能够对熔池进行搅拌，有利于熔池中的气体排出同时优化焊接质量。视觉识别系统，需要能够识别出各种Hairpin接头的形状，同时也需要有一定的误差容许范围。

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。

在自动化生产线中，发生三维装夹误差的概率是比较常见的。目前的视觉识别技术只能识别平面的一个间隙，但是对于高度方向上的误差是不能识别的，这个也是导致目前激光焊接缺陷率较高的一个原因。针对这种情况，目前只有以下几种解决方案：，提高夹具装夹的精度；第二，提高Hairpin零件生产的精度；第三，提升视觉识别的能力。

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。