基于激光焊接的定子铁芯叠片组批量焊接工装制造技术

本发明专利技术涉及基于激光焊接的定子铁芯叠片组批量焊接工装，涉及电机制造领域。包括夹具、多个定位销和至少一个隔板；所述的距离差使得隔板能够降温的同时为叠片组提供侧向的刚性支撑。所述熔点差与导热率差成反比，使得隔板与叠片组之间的存在散热差异或升温速率差异，要么使得隔板升温速度慢，而不容易熔化，要么使得隔板更易于散热，而不容易熔化。本发明专利技术的夹具结构，能够完成两个及两个以上铁芯的叠压焊接，且不易形成焊接粘连，且批量化生产，显著提高了制造的效率，节约了成本，降低了焊接粘连的发生频率。连的发生频率。连的发生频率。

【技术实现步骤摘要】
基于激光焊接的定子铁芯叠片组批量焊接工装


[0001]本专利技术涉及电机制造领域，具体提供基于激光焊接的定子铁芯叠片组批量焊接工装及其方法，特别涉及励磁机定子冲片叠压焊接。

技术介绍

[0002]在电机定子组件的制造过程中，定子铁心是由若干个励磁机定子冲片叠压后焊接而成。目前通常采用是定位键和心轴对定子铁心内圆及冲片角向的定位。但由于励磁机铁心组件叠压高度较小，冲片槽口尺寸大，采用一般的叠压夹具效率低，本专利技术提供了一种一个叠压夹具上完成两个及两个以上铁芯的叠压结构，提高生产效率的同时，节约了夹具的制造成本。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的：主要针对励磁机定子铁心叠压问题，提供定位销与心轴结合的定位方式，保证铁心槽口对齐要求，同时增加隔板，可实现两个及两个以上叠压定子铁心之间的焊接隔离和刚性支撑，提高了生产效率。
[0004]本专利技术的技术方案：提供基于激光焊接的定子铁芯叠片组批量焊接工装，包括夹具、多个定位销和至少一个隔板；每个定位销均贯穿多组定子铁芯叠片，每组定子铁芯叠片组之间设置有隔板，所述隔板的外缘相对于相邻的定子铁芯叠片组的外缘径向内凹；所述夹具将多组定子铁芯叠片与隔板夹紧为一体；
[0005]径向上，所述定子铁芯叠片组的外缘半径与所述隔板的外缘半径的距离差不大于5毫米；
[0006]隔板材料的熔点与定子铁芯叠片材料的熔点之差为熔点差；
[0007]隔板材料的导热率与定子铁芯叠片材料的导热率之差为导热率差，所述熔点差与导热率差成反比。
[0008]所述的距离差使得隔板能够降温的同时为叠片组提供侧向的刚性支撑。所述熔点差与导热率差成反比，使得隔板与叠片组之间的存在散热差异或升温速率差异，要么使得隔板升温速度慢，而不容易熔化，要么使得隔板更易于散热，而不容易熔化。
[0009]进一步的，所述隔板材料与定子铁芯叠片材料均为金属材料。
[0010]进一步的，所述隔板的外缘截面形状为U形、V形、倒梯形或矩形。
[0011]进一步的，所述熔点差大于-730℃。
[0012]进一步的，导热率差大于66w/m
·
k。
[0013]进一步的，所述隔板材料为黄铜、纯铜、钛合金、镍基合金或钛铝合金。优选为纯铜，所述定子铁芯叠片材料为软磁合金。
[0014]本技术方案的原理：
[0015]叠压焊接是通过加热的能量使冲片与冲片之间局部熔化形成熔池，熔池冷却凝固后便形成冲片与冲片的连接。
[0016]焊接时的能量密度为；式中，
[0017]P
d
——能量密度；
[0018]T
c
——被加热区中心点温度；
[0019]R
b
——光斑半径；
[0020]P
I
——输入功率；
[0021]λ——与材料相关的常量。
[0022]因此，被加热区的温度与光斑面积成反比。所述隔板呈径向内凹(例如，矩形或倒梯形)时，激光落在隔板边缘上的光斑面积会增大，中心点温度随之降低。
[0023]提供基于激光焊接的定子铁芯叠片组批量焊接工装，包括定位销、隔板和夹具；所述定位销贯穿多组定子铁芯叠片，每组定子铁芯叠片组之间间隔隔板，所述隔板的外缘与相邻的定子铁芯叠片组的外缘形成平滑过渡；所述夹具将多组定子铁芯叠片与隔板夹紧为一体；
[0024]所述隔板的外缘面为光滑面，光滑面的激光反射率与定子铁芯叠片组外缘面的激光反射率之比大于2。
[0025]进一步的，光滑面的粗糙度小于0.8。
[0026]进一步的，所述隔板材料与定子铁芯叠片材料均为金属材料。
[0027]进一步的，所述熔点差大于-730℃。
[0028]进一步的，导热率差大于66w/m
·
k。
[0029]进一步的，所述隔板材料为黄铜、纯铜、钛合金、镍基合金或钛铝合金。优选为纯铜，所述定子铁芯叠片材料为软磁合金。
[0030]进一步的，隔板外缘表面为机床加工而成的光滑表面。
[0031]本技术方案的原理：
[0032]叠压焊接时的能量密度，作用于铁芯冲片的能量P
焊接
，反射的能量为P
反射
，总能量为P0。
[0033]焊接时，P
焊接
＝P
0-P
反射
；
[0034]定子铁芯叠片组中，各个叠片的外缘存在径向轮廓存在客观的差别，叠在一起形成了凸凹不平的外缘表面，即该表面的粗糙度要高于加工平面的。隔板外缘表面为机床加工而成的光滑表面，粗糙度小于上述定子铁芯叠片组的外缘表面，隔板光滑表面相对于铁芯组件外缘表面激光的反射率高。
[0035]另外，当隔板材质为纯铜时，具有更优良的激光反射能力。激光反射率会更高。
[0036]当然上述两种技术方案进行结合，及存在径向内凹，又存在粗糙度差异，效果更好。
[0037]提供基于激光焊接的定子铁芯叠片组批量焊接工装，包括夹具、多个定位销和至少一个隔板；每个定位销均贯穿多组定子铁芯叠片，每组定子铁芯叠片组之间设置有隔板，所述隔板的外缘相对于相邻的定子铁芯叠片组的外缘径向内凹；所述夹具将多组定子铁芯叠片与隔板夹紧为一体；
[0038]径向上，所述定子铁芯叠片组的外缘半径与所述隔板的外缘半径的距离差不大于5毫米；
[0039]隔板材料的熔点与定子铁芯叠片材料的熔点之差为熔点差；
[0040]隔板材料的导热率与定子铁芯叠片材料的导热率之差为导热率差，所述熔点差与导热率差成反比。
[0041]所述隔板的外缘面为光滑面，光滑面的激光反射率与定子铁芯叠片组外缘面的激光反射率之比大于2。
[0042]进一步的，光滑面的粗糙度小于0.8。
[0043]例如，使用YAG1.06μm激光器，1J22材料对激光器反射能量为纯铜的三分之一，焊接能量P
焊接
更大；室温下，纯铜隔板光滑表面相对于铁芯组件外缘表面激光的反射率高。
[0044]本专利技术的有益效果：本专利技术的夹具结构，能够完成两个及两个以上铁芯的叠压焊接，且不易形成焊接粘连，且批量化生产，显著提高了制造的效率，节约了成本，降低了焊接粘连的发生频率。
附图说明
[0045]当结合附图阅读时，通过参考以下对本专利技术示例的详细描述，将最好地理解例示性示例以及优选的使用模式、其他目的及其描述，其中：
[0046]图1为本申请的结构装配示意图；
[0047]图2为叠片与隔板之间的位置关系透视图；
[0048]图3为隔板外缘表面径向内凹的工作原理图；
[0049]图4为隔板外缘表面反射激光的工作原理图；
[0050]图5为隔板外缘表面径向内凹和反射激光的工作原理图；
[0051]其中，1-支撑环；2-心轴；3-下压板；4-隔板；5-半圆形定位销；6-上压板；7-固定板；8-螺钉；9-压头。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于激光焊接的定子铁芯叠片组批量焊接工装，其特征在于：包括夹具、多个定位销和至少一个隔板；每个定位销均贯穿多组定子铁芯叠片，每组定子铁芯叠片组之间设置有隔板，所述隔板的外缘相对于相邻的定子铁芯叠片组的外缘径向内凹；所述夹具将多组定子铁芯叠片与隔板夹紧为一体；径向上，所述定子铁芯叠片组的外缘半径与所述隔板的外缘半径的距离差不大于5毫米；隔板材料的熔点与定子铁芯叠片材料的熔点之差为熔点差；隔板材料的导热率与定子铁芯叠片材料的导热率之差为导热率差，所述熔点差与导热率差成反比。2.基于激光焊接的定子铁芯叠片组批量焊接工装，其特征在于：包括定位销、隔板和夹具；所述定位销贯穿多组定子铁芯叠片，每组定子铁芯叠片组之间间隔隔板，所述隔板的外缘与相邻的定子铁芯叠片组的外缘形成平滑过渡；所述夹具将多组定子铁芯叠片与隔板夹紧为一体；所述隔板的外缘面为光滑面，光滑面的激光反射率与定子铁芯叠片组外缘面的激光反射率之比大于2。3.根据权利要求2所述的基于激光焊接的定子铁芯叠片组批量焊接工装，其特征在于：光滑面的粗糙度小于0.8。4.根据权利要求1或2所述的基于激光焊接的定子铁芯叠片组批量焊接工装，其特征在于：所述隔板材料与定子铁芯叠片材料均为金属材料。5.根据权利要求1或2所述的基于激光焊接的定子铁芯叠片组批量焊接工装，其特征在于：所述隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄薇，金云，李天，张瑞文，
申请(专利权)人：北京曙光航空电气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：