温州从事发卡电机焊接原理

电机作为新能源汽车三电之一，是新能源汽车驱动系统的关键，能直接影响新能源汽车的整车动力性能。随着新能源车用电机的生产工艺及设备不断成熟，高功率、小体积、高转矩（高功率密度、高转矩密度）成为新能源汽车电机的发展方向，电机绕组也逐渐形成由圆铜线设计向扁铜线绕组设计过渡的趋势。

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。

发卡电机也是扁铜线电机，扁铜线电机很多行业都有应用，比如：大功率异步电机、矿山电机、直流电机、风力发电机、火力发电机、大功率的牵引机电机、8000磅以上的绞盘电机、机车电机等等，国内也做了很多年了，说起来也挺成熟的。

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。

发卡定子的制造工艺流程：插槽纸→制造发卡→穿发卡→端环定型→端环焊接→接星点→焊接处结缘处理。工序多，每一步精度要求高，容错性小。为了减小每槽导体数，一般槽数比较多，雷米电机60槽，增加了绕组制造的难度。

随着技术发展，目前扁线电机已在各个领域适用有；新能源汽车电机、风力发电机、火力发电机、机车电机等。其中新能源汽车电机追求高功率、小体积、高转矩、高转速等性能。也由以前的圆铜线设计转变为扁铜线设计，扁线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，扁线电机能做到70%左右；绕组表面积大，散热面积大；绕组每匝之间空隙小，热传导更好。

在组装过程中，会将各个铜制发卡绕组装载到定子槽中。然后，将相邻铜制发卡绕组的末端焊接在一起，实现电路连接。在焊接完整个电机后，像传统电机的绕组一样，所有发卡将形成一条较长的绞合导线。

在灵活性方面，弧焊需要设计不同的焊接设备来适应不同的电机尺寸，而激光焊接可以用视觉识别的方法，只需要更改识别程序即可；其次，激光焊接比弧焊的稳定性更强，弧焊焊接铜材料2mm深度左右工艺稳定性很强，但是超过2mm以后，焊接不稳定且热输入量大，激光可以比弧焊焊接的更深且热输入量更少。

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。