新能源汽車電機(jī)定子鐵心的焊接生產(chǎn)設(shè)備及其焊接工藝

宋建強(qiáng) 周燕紅

（南通通達(dá)矽鋼沖壓科技有限公司）

0 引言

隨著全球環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)和能源危機(jī)的加劇，新能源汽車逐漸成為汽車產(chǎn)業(yè)的熱點(diǎn)之一。作為新能源汽車的核心部件之一，電機(jī)定子鐵心的質(zhì)量對(duì)于電機(jī)的性能和壽命具有重要影響。而焊接作為電機(jī)定子鐵心生產(chǎn)過程中不可或缺的工藝環(huán)節(jié)，也是確保電機(jī)定子鐵心質(zhì)量的重要一環(huán)。本文旨在通過介紹新能源汽車電機(jī)定子鐵心的焊接生產(chǎn)設(shè)備及其焊接工藝，為讀者深入了解和掌握相關(guān)知識(shí)提供參考。

1 新能源汽車電機(jī)定子鐵心的焊接生產(chǎn)設(shè)備

（1）設(shè)備結(jié)構(gòu)

新能源汽車的興起帶來了電動(dòng)機(jī)的快速發(fā)展，而電機(jī)定子鐵心作為電動(dòng)機(jī)的核心部件，其質(zhì)量和工藝要求也越來越高。為了滿足電機(jī)生產(chǎn)的需求，焊接生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得至關(guān)重要。焊接生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)，一般包括焊接工作臺(tái)、焊接電源、焊接頭、焊接控制系統(tǒng)等組成部分。焊接工作臺(tái)是焊接生產(chǎn)設(shè)備的主體，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響著焊接的質(zhì)量和效率。一般來說，焊接工作臺(tái)采用堅(jiān)固的鋼結(jié)構(gòu)，具有穩(wěn)定的工作平臺(tái)和可靠的固定裝置，以保證焊接過程中的穩(wěn)定性和精確性。

焊接電源是焊接生產(chǎn)設(shè)備的核心部件之一，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接關(guān)系到焊接電流的穩(wěn)定性和輸出功率的精確性。現(xiàn)代焊接電源一般采用先進(jìn)的功率電子器件和控制技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的焊接過程。同時(shí)，合理的散熱設(shè)計(jì)和保護(hù)措施也是焊接電源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要考慮因素，以確保設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行和安全性[1]。焊接頭是焊接生產(chǎn)設(shè)備的另一個(gè)關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響著焊接接頭的質(zhì)量和牢固性。焊接頭一般由電極和夾具組成，電極是傳遞焊接電流的部件，而夾具用于固定焊件，以保證焊接的精確性和穩(wěn)定性。對(duì)于焊接電機(jī)定子鐵心來說，焊接頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮到定子鐵心的尺寸和形狀特點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的焊接操作。焊接控制系統(tǒng)是焊接生產(chǎn)設(shè)備的智能化部分，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)乎著設(shè)備的自動(dòng)化程度和操作的便捷性?，F(xiàn)代焊接控制系統(tǒng)通常采用計(jì)算機(jī)控制和自動(dòng)化技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)和監(jiān)控，提高焊接的準(zhǔn)確性和一致性。同時(shí)，焊接控制系統(tǒng)還能夠?qū)附舆^程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析，為生產(chǎn)管理提供參考依據(jù)。

（2）設(shè)備功能

在當(dāng)今科技發(fā)展迅猛的時(shí)代，焊接技術(shù)也逐漸成為工業(yè)制造中不可或缺的一環(huán)。而在新能源汽車領(lǐng)域，焊接生產(chǎn)設(shè)備更是發(fā)揮重要的作用，特別是在電機(jī)定子鐵心的焊接過程中。電機(jī)定子是新能源汽車的核心部件之一，其負(fù)責(zé)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)汽車的運(yùn)動(dòng)。而電機(jī)定子鐵心的焊接生產(chǎn)設(shè)備，則是確保電機(jī)定子鐵心的質(zhì)量和性能的關(guān)鍵工具。這一設(shè)備集合了現(xiàn)代科技的智慧與創(chuàng)造力，為新能源汽車的制造工藝提供了可靠的支持。

在焊接生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，自動(dòng)化集成技術(shù)已經(jīng)取得了巨大的突破和進(jìn)步。例如，焊接設(shè)備不僅能夠進(jìn)行焊接操作，還可以配備CCD 檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接過程的質(zhì)量監(jiān)控。通過這種技術(shù)，設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)焊接接頭的質(zhì)量，并及時(shí)報(bào)警或進(jìn)行修復(fù)。這樣，不僅可以大大提高生產(chǎn)效率，還可以避免因焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)而帶來的質(zhì)量問題。除了CCD 檢測(cè)技術(shù)，光學(xué)拍照異物對(duì)比也是焊接生產(chǎn)設(shè)備中常見的功能之一。在焊接過程中，往往會(huì)有一些異物或者不良狀況出現(xiàn)。通過光學(xué)拍照技術(shù)，設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)識(shí)別并對(duì)比焊接過程中的異物，從而及時(shí)采取措施進(jìn)行排除和修復(fù)。這種技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效減少異物對(duì)焊接質(zhì)量的影響，保證產(chǎn)品的一致性和可靠性。另外，焊接生產(chǎn)設(shè)備還具備二維碼掃碼與讀取收集功能。通過將二維碼標(biāo)識(shí)與設(shè)備綁定，可以輕松實(shí)現(xiàn)焊接產(chǎn)品的信息記錄和追蹤。一旦出現(xiàn)問題或者質(zhì)量糾紛，只需掃描二維碼，就能追溯到焊接設(shè)備和操作的具體情況，從而快速解決問題，提高售后服務(wù)的質(zhì)量和效率。此外，風(fēng)淋處理也是現(xiàn)代焊接生產(chǎn)設(shè)備的一個(gè)重要功能，有效地保證了焊接件的產(chǎn)品質(zhì)量。

2 新能源汽車電機(jī)定子鐵心的焊接工藝

（1）焊接前的準(zhǔn)備工作

首先，在使用新能源汽車電機(jī)電子鐵心激光焊接技術(shù)前，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面的檢查和維護(hù)。包括檢查激光焊接設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)是否正常，如激光功率、激光束質(zhì)量等；同時(shí)還要檢查焊接機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)、傳感器的準(zhǔn)確度和焊接工具的完好性。只有確保設(shè)備正常運(yùn)行，才能保證焊接過程的穩(wěn)定性和焊接質(zhì)量的可靠性。

其次，在進(jìn)行新能源汽車電機(jī)電子鐵心激光焊接技術(shù)前，需要進(jìn)行充分的材料準(zhǔn)備。包括選擇適合的硅鋼材料、工具和輔助材料，并對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和處理。在選擇焊接材料時(shí)，需要考慮其導(dǎo)電性、熱導(dǎo)率和耐腐蝕性等因素，以確保焊接接頭的穩(wěn)定性和可靠性。同時(shí)，還要配備合適的工具和輔助材料，如夾具、鎢針、保護(hù)氣體等，以便在焊接過程中進(jìn)行輔助固定和保護(hù)。除此之外，在進(jìn)行新能源汽車電機(jī)電子鐵心激光焊接技術(shù)前，需要進(jìn)行詳細(xì)的工藝規(guī)程制定和優(yōu)化。包括確定焊接參數(shù)、設(shè)定焊接路徑和規(guī)定焊接順序等。焊接參數(shù)的確定需要考慮到焊接材料的性質(zhì)、焊接接頭的形狀和尺寸等因素，以確保焊接過程的穩(wěn)定性和焊接接頭的質(zhì)量。焊接路徑的設(shè)定需要充分考慮焊接接頭的形狀、尺寸和定位，以確保焊接路徑的合理性和焊接接頭的完整性。焊接順序的規(guī)定需要考慮到焊接產(chǎn)品與工裝連接處的熔合關(guān)系，一般工裝與激光焊連接處鑲上紫銅接頭，由于熔點(diǎn)不一致，有效避免與工裝的熔合問題，保證焊接接頭的可靠性。

（2）焊接過程中的參數(shù)控制

參數(shù)控制方法在新能源汽車電機(jī)電子鐵心激光焊接技術(shù)的運(yùn)用中起著重要的作用。通過合理的參數(shù)控制方法，可以達(dá)到精確控制焊接質(zhì)量的目的，提高焊接效率、降低能源消耗，減少氣孔的產(chǎn)生從而推動(dòng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

首先，要實(shí)現(xiàn)新能源汽車電機(jī)電子鐵心激光焊接技術(shù)的參數(shù)控制，需要對(duì)焊接過程中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量和控制。這些參數(shù)包括激光功率、焊接速度、激光束直徑等。激光功率是影響焊接質(zhì)量的重要參數(shù)之一，過高或過低的激光功率都會(huì)導(dǎo)致焊接缺陷的產(chǎn)生。因此，在參數(shù)控制方法中，需要通過精確的功率測(cè)量?jī)x器來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)激光功率，并根據(jù)焊接要求進(jìn)行調(diào)整。焊接速度也是非常關(guān)鍵的參數(shù)，過快或過慢的焊接速度都會(huì)對(duì)焊接質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。因此，在參數(shù)控制方法中需要通過精確的速度控制裝置來實(shí)時(shí)調(diào)整焊接速度，以保證焊接質(zhì)量的穩(wěn)定。同時(shí)，激光束直徑也需要通過光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行精確控制，以確保焊接點(diǎn)的精確位置和焊接線的質(zhì)量。

其次，新能源汽車電機(jī)電子鐵心激光焊接技術(shù)的參數(shù)控制方法還需要考慮熔池形成與穩(wěn)定的問題。熔池形成與穩(wěn)定是焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。為了實(shí)現(xiàn)熔池的準(zhǔn)確形成與穩(wěn)定，需要在參數(shù)控制方法中加入適當(dāng)?shù)暮附铀俣群凸β士刂撇呗浴Ｍㄟ^控制焊接速度和功率，可以有效控制熔池的形成深度和寬度，并且保持熔池的穩(wěn)定狀態(tài)。同時(shí)，在參數(shù)控制方法中還需要考慮焊接機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制，以確保焊接路徑的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，從而進(jìn)一步優(yōu)化焊接質(zhì)量。

最后，新能源汽車電機(jī)電子鐵心激光焊接技術(shù)的參數(shù)控制方法還需要考慮材料的性質(zhì)和焊接環(huán)境的影響。不同材料的熔點(diǎn)、導(dǎo)熱系數(shù)等性質(zhì)差異很大，因此在參數(shù)控制方法中需要考慮這些因素，并根據(jù)材料的特性進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。同時(shí)，焊接環(huán)境中的溫度、濕度等因素也會(huì)對(duì)焊接質(zhì)量產(chǎn)生較大影響，因此需要在參數(shù)控制方法中加入溫濕度監(jiān)測(cè)和控制裝置，以保證焊接環(huán)境的穩(wěn)定和適宜。

（3）焊接后的質(zhì)量檢測(cè)

焊接后質(zhì)量檢測(cè)是為了確保焊接接頭的完整性、牢固性和耐久性，以及材料的均勻性和內(nèi)部缺陷的檢測(cè)。介紹幾種常見的焊接后質(zhì)量檢測(cè)方法：

1）外觀檢測(cè)。外觀檢測(cè)是最常見也是最簡(jiǎn)單的一種方法。通過目視觀察焊接接頭的外觀，檢測(cè)是否存在焊縫未焊透、焊接接頭存在明顯缺陷、焊接位置偏移、上料旋轉(zhuǎn)疊壓的角度等情況。外觀檢測(cè)采用拍照追蹤對(duì)比技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)豐富的焊接工人檢查即可完成[3]。

2）尺寸檢測(cè)。尺寸檢測(cè)是通過測(cè)量焊接接頭的尺寸，來判斷焊接是否符合設(shè)計(jì)要求。尺寸檢測(cè)可以使用各種測(cè)量工具，如自動(dòng)線CCD 與三坐標(biāo)結(jié)合。通過對(duì)焊接接頭的幾何尺寸進(jìn)行測(cè)量和比較，可以判斷焊接接頭是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

3）無損檢測(cè)。無損檢測(cè)是一種通過檢測(cè)材料內(nèi)部缺陷的方法，它不會(huì)對(duì)材料的完整性造成破壞。常見的無損檢測(cè)方法有超聲波檢測(cè)、射線檢測(cè)和磁粉檢測(cè)等。這些方法可以檢測(cè)焊接接頭中可能存在的裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，提高焊接接頭的質(zhì)量。

4）機(jī)械性能測(cè)試。機(jī)械性能測(cè)試是通過對(duì)焊接接頭進(jìn)行拉伸、彎曲、壓縮等力學(xué)性能測(cè)試，來評(píng)估焊接接頭的強(qiáng)度和可靠性。機(jī)械性能測(cè)試需要使用專門的測(cè)試設(shè)備，如萬能試驗(yàn)機(jī)等。通過對(duì)焊接接頭進(jìn)行機(jī)械性能測(cè)試，可以確定焊接接頭是否能夠承受額定的工作載荷。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文主要介紹了新能源汽車電機(jī)定子鐵心的焊接生產(chǎn)設(shè)備及其焊接工藝。通過合理的焊接設(shè)備和可靠的焊接工藝，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)定子鐵心的高質(zhì)量焊接，提高電機(jī)的性能和壽命。但是，目前的焊接工藝還存在一些問題，如焊接速度較慢、焊接接頭強(qiáng)度不均勻等。因此，今后的研究應(yīng)該致力于提高焊接速度和焊接接頭的強(qiáng)度均勻性，進(jìn)一步提高電機(jī)定子鐵心的焊接質(zhì)量。