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新能源紅利市時代到來,如何抓住風口乘風破浪?激光焊接來保駕護航

發布:2022-03-29 11:35作者:www.yattendonparish.com點擊:1048次

新能源紅利市時代到來,如何抓住風口乘風破浪?激光焊接來保駕護航。激光焊接、激光切割和激光打標合稱激光加工技術的“三種”形式,廣泛應用于工業領域。其中,激光焊接具有精度高、清潔環保、材料加工種類多、效率高等優點,廣泛應用于新能源汽車等先進精密制造領域。
與激光切割和打標相比,激光焊接的發展時間相對較短,技術上也比激光切割和打標復雜。在激光切割和打標中,材料的表面結構或整體結構被激光破壞,而在激光焊接中,激光加工、熔化和恢復材料的結構。與簡單地分解材料結構相比,材料科學對激光和工藝提出了更高的要求。激光焊接是一種使用高能量密度激光束作為熱源的高效精密焊接工藝。
激光焊接是應用激光材料加工技術最重要的方面之一。 1970年代主要用于薄壁材料的焊接和低速焊接。焊接方式為熱絲,即工件表面通過激光??輻射加熱,表面熱量通過激光脈沖的峰值熱功率和重復頻率等參數向內消散,使預制件熔化,形成規定的熔體水池。由于其獨特的優勢,它成功地用于微型和小型零件的精密焊接。
電機設計由兩部分組成:定子和轉子。運行過程中的固體部分稱為定子,其主要功能是產生磁場。運轉時轉動的部分稱為轉子,其主要作用是產生電磁轉矩和感應電動勢轉矩。
電動機的定子由導磁定子鐵芯、導電電樞繞組及鐵芯和繞組的一些固定件、絕緣材料、配件等組成,如機體、絕緣板、楔形剖分、導線和環氧樹脂。電機定子主要由0.5mm厚的硅鋼片層層疊疊而成,因此需要通過焊接將硅鋼片連接起來。
焊接電機定子的復雜性
①材料表面有絕緣層,焊接時形成的雜質導致焊縫脆化; ②材料表面會有模具油漬,導致焊縫脆化; ③ 焊后變形大,內應力大 ④ 焊縫截面形狀受到強烈影響,截面形狀不同導致應力集中度不同 ⑤ 焊縫中氣泡較多,影響焊縫強度; ⑥ 焊接時的壓力水平影響內部負荷。
上述困難導致:裂紋、焊接凸點和焊接凸點。
電機定子焊接工藝隨后采用電弧焊、CO2 保護氣焊、氬弧焊和激光焊。其中,手工電弧焊電弧發熱小,焊縫熱影響面積大,焊縫不平整,不能自動化,效率低,所以很少使用。鎢極氬弧焊雖然具有電弧長度穩定、電弧彈性好、無需填充金屬、焊接參數容易控制等優點。焊接時,由于硅鋼片含硅量高,焊接性極差,易斷裂。焊后焊接困難。
相比之下,激光焊接具有能量集中、密度高、加熱效率高、速度快等優點,用于焊接電機定子,可有效提高生產率,同時提高健康和安全性。生產環境和消除電弧。焊接過程中不需要的氧化物對人體有害。此外,也可以使用激光束
目前,激光定子焊接方法主要分為以下幾類:
振動頭焊接:用于覆蓋大表面的振動焊接。為了優化扁平銅線的焊接工藝并獲得更好的焊縫,有必要優化激光焊接光束的振動軌跡。如果要連接短邊的扁銅線,特別推薦直線振蕩焊接路徑;如果您想連接長邊,請選擇圓形或橢圓形擺動焊接路徑。在這個過程中,我們獲得了飛濺和孔隙率最小的高速焊縫,從而產生了具有高抗拉強度和良好熔深的焊縫,以實現扁平銅線的最佳導電性。此外,激光焊接點幾乎完全沒有突起,可以接近中間凹槽和扁平銅線。結果是具有固定電機安裝空間的更緊湊的電機設計。
混合焊接:激光混合焊接通常由兩種不同的模式(位置、光束質量、點、光束能量、光波長、曝光時間等)組成,不同的光束組合在一起,在焊接位置同時工作。
中梁:能量密度高,表面積小,焊接深,提供主要焊接能量。
邊束:能量密度低,面積大,主要用于緩沖墊預熱和冷卻,提高中心束吸收和輔助焊接。
目前,從激光主機到光學加工頭、發射器、功率計、焊接監控和精加工,整個激光行業仍處于國外技術和設備的前沿。焊接檢測、TCP校準器等先進配件全方面。當地企業正在竭盡全力迎頭趕上。在激光焊接應用領域,我國比較接近國際最高水平。
隨著能源和資源效率變得越來越重要,材料和光束技術研究所。 Fraunhofer IWS 與其合作伙伴合作,最近開發了一種傳統鋼結構的替代品,其中還包括基本的激光設備和安全性。該解決方案可以更高效地加工堅固材料,顯著降低能耗和成本,并顯著提高加工速度。與傳統焊接工藝相比,零件所需的能量最多可減少 80%。此外,工件的后續定心完全排除在該過程之外。創新的焊接工藝在 2022 年漢諾威工業博覽會的預覽中展示。
許多設計項目使用某種形式的結構鋼。無論是集裝箱船、鐵路車輛、橋梁還是風塔,這些結構都可以有數百英尺的焊縫。傳統工業過程中會出現問題,例如金屬的主動氣焊或埋弧焊:由于電弧電阻低,消耗的大部分能量不是用于該過程,而是用于散熱。配置。完成所需的能量通常對應于焊接過程本身所需的能量。 “這些能源密集型工藝會對材料造成嚴重的熱損傷和嚴重的結構變形,然后進行非常昂貴的維修,”弗勞恩霍夫 IWS 激光焊接團隊的負責人 Dirk Dittrich 博士解釋說。
卓越的激光焊接工藝
由 Dittrich 博士領導的研究小組與行業合作伙伴合作,開發了一種節能替代 VE-MES-Energy Efficient 和 Low Distortion 多發射窄激光焊接項目。窄級多級激光焊接(使用市售的高功率激光器)是傳統方法所獨有的,因為它需要更少的層數和更少的焊接力。報告博士。這種 Dittrich 焊接工藝的主要優點是:
“根據零件的不同,與傳統的電弧工藝相比,我們可以將焊接過程中的部分能耗降低多達 80%,水泥消耗降低多達 85%,”Dittrich 博士說。 “此外,測試的部件不需要調整過程。因此,我們可以減少生產時間和成本,加工高強度鋼并顯著改善生產鏈的碳平衡。這在德國和西班牙非常有用. 全球范圍內的高激光束使周圍零件保持相對涼爽 “焊接時間也減少了 50-70%,”Dittrich 說。
新工藝在接縫質量上也更勝一籌:接縫更細,邊緣幾乎相同,而傳統焊接工藝的接縫呈V形。 “如果在鋼結構工藝中使用激光焊接,這將是德國中型企業的獨特優勢,并將加強它們在國際競爭中的市場地位,”迪特里希說。 “我們通過具有成本效益的應用和資源節約型制造工藝為行業提供代表鋼結構創新的出色焊接技術?!?/div>
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