新能源红利市时代到来，如何抓住风口乘风破浪？激光焊接来保驾护航

新能源红利市时代到来，如何抓住风口乘风破浪？激光焊接来保驾护航。激光焊接、激光切割和激光打标合称激光加工技术的“三种”形式，广泛应用于工业领域。其中，激光焊接具有精度高、清洁环保、材料加工种类多、效率高等优点，广泛应用于新能源汽车等先进精密制造领域。

与激光切割和打标相比，激光焊接的发展时间相对较短，技术上也比激光切割和打标复杂。在激光切割和打标中，材料的表面结构或整体结构被激光破坏，而在激光焊接中，激光加工、熔化和恢复材料的结构。与简单地分解材料结构相比，材料科学对激光和工艺提出了更高的要求。激光焊接是一种使用高能量密度激光束作为热源的高效精密焊接工艺。

激光焊接是应用激光材料加工技术最重要的方面之一。 1970年代主要用于薄壁材料的焊接和低速焊接。焊接方式为热丝，即工件表面通过激光​​辐射加热，表面热量通过激光脉冲的峰值热功率和重复频率等参数向内消散，使预制件熔化，形成规定的熔体水池。由于其独特的优势，它成功地用于微型和小型零件的精密焊接。

电机设计由两部分组成：定子和转子。运行过程中的固体部分称为定子，其主要功能是产生磁场。运转时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势转矩。

电动机的定子由导磁定子铁芯、导电电枢绕组及铁芯和绕组的一些固定件、绝缘材料、配件等组成，如机体、绝缘板、楔形剖分、导线和环氧树脂。电机定子主要由0.5mm厚的硅钢片层层叠叠而成，因此需要通过焊接将硅钢片连接起来。

焊接电机定子的复杂性

①材料表面有绝缘层，焊接时形成的杂质导致焊缝脆化； ②材料表面会有模具油渍，导致焊缝脆化； ③ 焊后变形大，内应力大 ④ 焊缝截面形状受到强烈影响，截面形状不同导致应力集中度不同 ⑤ 焊缝中气泡较多，影响焊缝强度； ⑥ 焊接时的压力水平影响内部负荷。

上述困难导致：裂纹、焊接凸点和焊接凸点。

电机定子焊接工艺随后采用电弧焊、CO2 保护气焊、氩弧焊和激光焊。其中，手工电弧焊电弧发热小，焊缝热影响面积大，焊缝不平整，不能自动化，效率低，所以很少使用。钨极氩弧焊虽然具有电弧长度稳定、电弧弹性好、无需填充金属、焊接参数容易控制等优点。焊接时，由于硅钢片含硅量高，焊接性极差，易断裂。焊后焊接困难。

相比之下，激光焊接具有能量集中、密度高、加热效率高、速度快等优点，用于焊接电机定子，可有效提高生产率，同时提高健康和安全性。生产环境和消除电弧。焊接过程中不需要的氧化物对人体有害。此外，也可以使用激光束

目前，激光定子焊接方法主要分为以下几类：

振动头焊接：用于覆盖大表面的振动焊接。为了优化扁平铜线的焊接工艺并获得更好的焊缝，有必要优化激光焊接光束的振动轨迹。如果要连接短边的扁铜线，特别推荐直线振荡焊接路径；如果您想连接长边，请选择圆形或椭圆形摆动焊接路径。在这个过程中，我们获得了飞溅和孔隙率最小的高速焊缝，从而产生了具有高抗拉强度和良好熔深的焊缝，以实现扁平铜线的最佳导电性。此外，激光焊接点几乎完全没有突起，可以接近中间凹槽和扁平铜线。结果是具有固定电机安装空间的更紧凑的电机设计。

混合焊接：激光混合焊接通常由两种不同的模式（位置、光束质量、点、光束能量、光波长、曝光时间等）组成，不同的光束组合在一起，在焊接位置同时工作。

中梁：能量密度高，表面积小，焊接深，提供主要焊接能量。

边束：能量密度低，面积大，主要用于缓冲垫预热和冷却，提高中心束吸收和辅助焊接。

目前，从激光主机到光学加工头、发射器、功率计、焊接监控和精加工，整个激光行业仍处于国外技术和设备的前沿。焊接检测、TCP校准器等先进配件全方面。当地企业正在竭尽全力迎头赶上。在激光焊接应用领域，我国比较接近国际最高水平。

随着能源和资源效率变得越来越重要，材料和光束技术研究所。 Fraunhofer IWS 与其合作伙伴合作，最近开发了一种传统钢结构的替代品，其中还包括基本的激光设备和安全性。该解决方案可以更高效地加工坚固材料，显着降低能耗和成本，并显着提高加工速度。与传统焊接工艺相比，零件所需的能量最多可减少 80%。此外，工件的后续定心完全排除在该过程之外。创新的焊接工艺在 2022 年汉诺威工业博览会的预览中展示。

许多设计项目使用某种形式的结构钢。无论是集装箱船、铁路车辆、桥梁还是风塔，这些结构都可以有数百英尺的焊缝。传统工业过程中会出现问题，例如金属的主动气焊或埋弧焊：由于电弧电阻低，消耗的大部分能量不是用于该过程，而是用于散热。配置。完成所需的能量通常对应于焊接过程本身所需的能量。 “这些能源密集型工艺会对材料造成严重的热损伤和严重的结构变形，然后进行非常昂贵的维修，”弗劳恩霍夫 IWS 激光焊接团队的负责人 Dirk Dittrich 博士解释说。

卓越的激光焊接工艺

由 Dittrich 博士领导的研究小组与行业合作伙伴合作，开发了一种节能替代 VE-MES-Energy Efficient 和 Low Distortion 多发射窄激光焊接项目。窄级多级激光焊接（使用市售的高功率激光器）是传统方法所独有的，因为它需要更少的层数和更少的焊接力。报告博士。这种 Dittrich 焊接工艺的主要优点是：

“根据零件的不同，与传统的电弧工艺相比，我们可以将焊接过程中的部分能耗降低多达 80%，水泥消耗降低多达 85%，”Dittrich 博士说。 “此外，测试的部件不需要调整过程。因此，我们可以减少生产时间和成本，加工高强度钢并显着改善生产链的碳平衡。这在德国和西班牙非常有用. 全球范围内的高激光束使周围零件保持相对凉爽 “焊接时间也减少了 50-70%，”Dittrich 说。

新工艺在接缝质量上也更胜一筹：接缝更细，边缘几乎相同，而传统焊接工艺的接缝呈V形。 “如果在钢结构工艺中使用激光焊接，这将是德国中型企业的独特优势，并将加强它们在国际竞争中的市场地位，”迪特里希说。 “我们通过具有成本效益的应用和资源节约型制造工艺为行业提供代表钢结构创新的出色焊接技术。”