稳定高效高质量！联赢激光电机定子新型激光焊接解决方案

11月22日，工业和信息化部、市场监督管理总局联合印发《电机能效提升计划（2021-2023年）》。提出到2023年高效节能电机年产量达到1.7亿千瓦，在役高效节能电机占比达到20%以上，实现年节电量490亿千瓦时。业内预测，未来，在等效等级提升的过程中，工业高效电机将得到更快的增长。
凡需要将电能转化为机械能或将机械能转化为电能的地方都必须用到电机，尤其工业类的泵、风机、压缩机等产品在社会生活中应用极为广泛，是社会耗电量的重要组成部分。

（图片来源：摄图网）
回到近年火热的新能源行业，驱动电机是新能源汽车的动力中心，铁芯是驱动电机实现能量转换的关键部件。无取向硅钢是目前性价比最高、商业化应用最普遍的铁芯材料。随着对新能源汽车用驱动电机高能量转换效率、高功率密度、更小的体积、更轻的重量、抗冲击和耐高温的要求不断提出，具备低铁损、高磁感、高强度和导热性好的无取向硅钢，满足不同类电机的设计和应用需求，得到了广泛应用。

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。

（图片来源：摄图网）
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。

激光焊接技术应用在电机定子仅仅只是联赢激光在众多焊接案例中的一部分，在电机定子激光焊接领域，联赢激光拥有自主研发的自动装备设备、焊接头及相关配件，焊接工艺成熟且稳定。
联赢激光，焊接专家！秉承着“成为全球领先的激光焊接设备与智能制造解决方案主流供应商”的企业愿景，紧紧围绕激光焊接工序，不断开展工艺研究与拓展应用，致力于为客户提供更多优质的激光焊接及智能制造解决方案！