杨浦周边发卡电机焊接工艺参数

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。

Hairpin 接头焊接难点



◆接头焊接质量包括了焊接表面质量、焊接深度、焊接一致性等评价标准，不同的焊接质量对电导率的影响都是的，而电导率跟电机冷却及性能是直接相关的；



◆焊接节拍指的是一个未焊接的电机放入工位到焊接完成所需要花费的时间，过低的生产节拍对制造商来说将是的成本投入，在一定生产时间内获得越多的产品，才能获得越多的利润；



◆焊接稳定性包括焊接质量的稳定性，产品一致性及设备稳定性等指标，良好的焊接稳定性是一致性的；



◆接头电阻是评价整个焊接工艺的一个决定性指标，接头电阻越高，发热越严重，电导率越低，所以控制接头电阻的数值在一定范围内并维持稳定是整个焊接过程的终目标；



◆夹具定位精度指的是Hairpin装夹以后的重复位置精度，如果每次装夹的位置出入较大，则容易出现很大的焊接缺陷，对于焊接灵活性较差的设备，成品率可能大大降低；



◆焊接飞溅过大容易形成焊接缺陷，同时也表示焊接过程不稳定；



◆生产复杂度指的是整个生产流程的复杂程度，复杂程度越高，生产出错的风险也随之升高，维修和工人上手的难度也是成正相关；



◆焊接热输入是需要控制的一个重要因素，因为Hairpin铜条上除了接头区域，其他区域都覆盖了一层绝缘涂层，过高的热输入将会烧损绝缘层，从而影响电机的性能。

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。