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深圳市聯(lián)贏激光股份有限公司
閱讀:31發(fā)布時(shí)間:2023-8-12
11月22日,、聯(lián)合印發(fā)《電機(jī)能效提升計(jì)劃(2021-2023年)》。提出到2023年高效節(jié)能電機(jī)年產(chǎn)量達(dá)到1.7億千瓦,在役高效節(jié)能電機(jī)占比達(dá)到20%以上,實(shí)現(xiàn)年節(jié)電量490億千瓦時(shí)。業(yè)內(nèi)預(yù)測(cè),未來,在等效等級(jí)提升的過程中,工業(yè)高效電機(jī)將得到更快的增長(zhǎng)。
凡需要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的地方都必須用到電機(jī),尤其工業(yè)類的泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等產(chǎn)品在社會(huì)生活中應(yīng)用極為廣泛,是社會(huì)耗電量的重要組成部分。
回到近年火熱的新能源行業(yè),驅(qū)動(dòng)電機(jī)是新能源汽車的動(dòng)力中心,鐵芯是驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件。無取向硅鋼是目前、商業(yè)化應(yīng)用的鐵芯材料。隨著對(duì)新能源汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)高能量轉(zhuǎn)換效率、高功率密度、更小的體積、更輕的重量、抗沖擊和耐高溫的要求不斷提出,具備低鐵損、高磁感、高強(qiáng)度和導(dǎo)熱性好的無取向硅鋼,滿足不同類電機(jī)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用需求,得到了廣泛應(yīng)用。
一、何為硅鋼?
含硅1.0~4.5%,含碳量小于0.08%的硅合金鋼叫做硅鋼,又名電工鋼,具有導(dǎo)磁率高、矯頑力低、電阻系數(shù)大等特性,磁滯損失和渦流損失非常小,是電力、電器工業(yè)的重要軟磁合金,廣泛應(yīng)用于制造發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器、互感器等設(shè)備,尤其在電力工業(yè)、軌道交通、電器工業(yè)、新能源汽車等新興產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著十分重要的作用。
硅鋼以鐵芯損耗(簡(jiǎn)稱:鐵損)和磁感應(yīng)強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱:磁感)作為產(chǎn)品磁性保證值。鐵損低可節(jié)省大量電能,延長(zhǎng)電機(jī)和變壓器工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間和簡(jiǎn)化冷卻系統(tǒng)。在實(shí)際電機(jī)制造時(shí),為滿足沖剪加工需要,還需要具備一定的塑性。因此,為了提高磁感性能,降低磁滯損耗,還要求其有害雜質(zhì)含量越低越好,且板型平整,表面質(zhì)量好。
電機(jī)的結(jié)構(gòu)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱為定子,主要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)。運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分則稱為轉(zhuǎn)子,主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
電機(jī)定子由導(dǎo)磁的定子鐵心、導(dǎo)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(jī)殼、絕緣片、槽楔、引出線及環(huán)氧樹脂等,其中,電機(jī)定子主要是由0.5mm厚的硅鋼片一層一層疊加而組成,因此需要通過焊接,將硅鋼片連接起來。
電機(jī)定子焊接難點(diǎn)
① 材料表面有絕緣層,焊接時(shí)產(chǎn)生的雜質(zhì),導(dǎo)致焊縫脆化;
② 材料表面有模具上帶出的油污,導(dǎo)致焊縫脆化;
③ 焊接后變形量大,導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力很大;
④ 焊縫截面形狀影響大,不同截面形狀導(dǎo)致應(yīng)力集中的程度不一樣;
⑤ 焊縫內(nèi)部氣泡多,影響焊接強(qiáng)度;
⑥ 焊接時(shí)壓力的大小影響內(nèi)應(yīng)力。
以上難點(diǎn)將導(dǎo)致:產(chǎn)生裂紋、焊縫凸起、焊縫鼓包。
電機(jī)定子焊接工藝先后采用過焊條電弧焊、CO2氣體保護(hù)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(qū)大、焊縫不光滑且無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、效率低,很少采用。而鎢極氬弧焊盡管具備弧長(zhǎng)穩(wěn)定、電弧彈性好、不加填充金屬、焊接參數(shù)容易控制等優(yōu)勢(shì),但由于硅鋼片的含硅量高,因此可焊性極差,焊接后容易開裂,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(yōu)勢(shì)的激光焊接應(yīng)用到電機(jī)定子焊接上,能有效提高生產(chǎn)率,同時(shí),還能改善生產(chǎn)環(huán)境的衛(wèi)生安全條件,氬弧焊時(shí)的強(qiáng)弧光和臭氧及其它不良氧化物對(duì)人身的危害。除此之外,還可以采用計(jì)算機(jī)控制雙機(jī)或四機(jī)或單機(jī)多頭輸出激光束,分置于定子外圓壁周圍,這樣定子緊定所需的焊縫數(shù),焊機(jī)運(yùn)行一次或兩次即可完成,大幅減少變形量的同時(shí),節(jié)省加工時(shí)間。
目前,激光焊接在電機(jī)定子上的焊接方式主要分為以下三大類:
從上表可看出,盡管普通出射頭焊接、擺動(dòng)頭焊接及復(fù)合焊焊接在各自應(yīng)用領(lǐng)域均表現(xiàn)不俗,但用在硅鋼電機(jī)定子焊接上也有其局限性。
聯(lián)贏激光工藝研發(fā)中心針對(duì)硅鋼電機(jī)在各行業(yè)的應(yīng)用、電機(jī)激光焊接工藝及配套焊接頭升級(jí)研究,在大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中,綜合考慮各方面的因素,總結(jié)出一套應(yīng)用聯(lián)贏激光自主研發(fā)SFH出射頭的行業(yè)電機(jī)定子激光焊接解決方案。
穩(wěn)定高效高質(zhì)量
①四個(gè)出射頭同時(shí)焊接四面,提高焊接效率;
② 焊接速度10~15mm/s,高于市場(chǎng)現(xiàn)有效率;
良品率可達(dá)99%
① 預(yù)熱除污,清除油污與絕緣層減少雜質(zhì)的影響;
② 淬火細(xì)化晶粒,焊縫截面平整,應(yīng)力分散,基本無氣泡,結(jié)合強(qiáng)度高,不易產(chǎn)生裂紋;
③ 緩冷改善氣孔,增加焊接焊縫強(qiáng)度,改善產(chǎn)品外觀;
④ 配合合適的焊接參數(shù),優(yōu)化焊接截面形狀,降低焊接內(nèi)應(yīng)力;
⑤ 焊接產(chǎn)生的煙塵與飛濺少;
⑥ 焊縫表面平整,均勻光滑;
⑦ 采取的鏡片保護(hù)措施,減少保護(hù)鏡片的污染,降低維護(hù)成本。
激光焊接技術(shù)應(yīng)用在電機(jī)定子僅僅只是聯(lián)贏激光在眾多焊接案例中的一部分,在電機(jī)定子激光焊接領(lǐng)域,聯(lián)贏激光擁有自主研發(fā)的自動(dòng)裝備設(shè)備、焊接頭及相關(guān)配件,焊接工藝成熟且穩(wěn)定。
聯(lián)贏激光,焊接專家!秉承著“成為的激光焊接設(shè)備與智能制造解決方案主流供應(yīng)商”的企業(yè)愿景,緊緊圍繞激光焊接工序,不斷開展工藝研究與拓展應(yīng)用,致力于為客戶提供更多優(yōu)質(zhì)的激光焊接及智能制造解決方案!
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