新型激光焊接解决方案 解决电机定子焊接难题

何为硅钢？含硅1.0～4.5%，含碳量小于0.08%的硅合金钢叫做硅钢，又名电工钢，具有导磁率高、矫顽力低、电阻系数大等特性，磁滞损失和涡流损失非常小，是电力、电器工业不可缺少的重要软磁合金，广泛应用于制造发电机、电动机、变压器、互感器等设备，尤其在电力工业、轨道交通、电器工业、新能源汽车等新兴产业中发挥着十分重要的作用。硅钢以铁芯损耗(简称：铁损)和磁感应强度(简称:磁感)作为产品磁性保证值。铁损低可节省大量电能，延长电机和变压器工作运转时间和简化冷却系统。在实际电机制造时，为满足冲剪加工需要，还需要具备一定的塑性。因此，为了提高磁感性能，降低磁滞损耗，还要求其有害杂质含量越低越好，且板型平整，表面质量好。关于电机定子及其焊接难点电机的结构由定子和转子两大部分组成。运行时静止不动的部分称为定子，主要作用是产生磁场。运行时转动的部分则称为转子，主要作用是产生电磁转矩和感应电动势。电机定子由导磁的定子铁心、导电的电枢绕组及固定铁心和绕组用的一些零部件、绝缘材料、引出部分等组成，如机壳、绝缘片、槽楔、引出线及环氧树脂等，其中，电机定子主要是由0.5mm厚的硅钢片一层一层叠加而组成，因此需要通过焊接，将硅钢片连接起来。电机定子焊接难点①

材料表面有绝缘层，焊接时产生的杂质，导致焊缝脆化；②

材料表面有模具上带出的油污，导致焊缝脆化；③

焊接后变形量大，导致内应力很大；④

焊缝截面形状影响大，不同截面形状导致应力集中的程度不一样；⑤

焊缝内部气泡多，影响焊接强度；⑥

焊接时压力的大小影响内应力。以上难点将导致：产生裂纹、焊缝凸起、焊缝鼓包。电机定子焊接工艺先后采用过焊条电弧焊、CO2气体保护焊、氩弧焊、激光焊等。其中，手工电弧焊电弧热量小焊缝热影响区大、焊缝不光滑且无法实现自动化、效率低，很少采用。而钨极氩弧焊尽管具备弧长稳定、电弧弹性好、不加填充金属、焊接参数容易控制等优势，但由于硅钢片的含硅量高，因此可焊性极差，焊接后容易开裂，焊接难度大。相较而言，具备能量集中、密度高、加热效率高、速度快等优势的激光焊接应用到电机定子焊接上，能有效提高生产率，同时，还能改善生产环境的卫生安全条件，根除氩弧焊时的强弧光和臭氧及其它不良氧化物对人身的危害。除此之外，还可以采用计算机控制双机或四机或单机多头输出激光束，分置于定子外圆壁周围，这样定子紧定所需的焊缝数，焊机运行一次或两次即可完成，大幅减少变形量的同时，节省加工时间。UW新型激光焊接焊接工艺目前，激光焊接在电机定子上的焊接方式主要分为以下三大类：从上表可看出，尽管普通出射头焊接、摆动头焊接及复合焊焊接在各自应用领域均表现不俗，但用在硅钢电机定子焊接上也有其局限性。联赢激光工艺研发中心针对硅钢电机在各行业的应用、电机激光焊接工艺及配套焊接头升级研究，在大量实验验证中，综合考虑‎各方面的因素，总结出一套应用联赢激光自主研发SFH出射头的行业最优电机定子激光焊接解决方案。稳定高效高质量①四个出射头同时焊接四面，提高焊接效率；②

焊接速度10~15mm/s，高于市场现有效率；良品率可达100%①预热除污，清除油污与绝缘层减少杂质的影响；②淬火细化晶粒，焊缝截面平整，应力分散，基本无气泡，结合强度高，不易产生裂纹；③缓冷改善气孔，增加焊接焊缝强度，改善产品外观；④配合合适的焊接参数，优化焊接截面形状，降低焊接内应力；⑤焊接产生的烟尘与飞溅少；⑥

焊缝表面平整，均匀光滑；⑦

采取特有的镜片保护措施，减少保护镜片的污染，降低维护成本。激光焊接技术