CN105324204A - 制造铁芯损耗降低且强度增加的电工钢片叠片铁芯的方法及通过该方法生产的叠片铁芯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于制造铁芯损耗降低且强度提高的电工钢片叠片铁芯的方法以及通过该制造方法生产的叠片铁芯。该方法包括：将电工钢片堆叠以获得叠片部；以及焊接叠片部的外表面，其中在焊接期间，被用作焊接材料的焊丝具有6.5×10-7Ωm或更大的电阻率、小于1.02的相对磁导率和比电工钢片的熔点低的熔点。

Description

制造铁芯损耗降低且强度增加的电工钢片叠片铁芯的方法及通过该方法生产的叠片铁芯
技术领域
本发明涉及一种铁芯损耗降低和强度提高的电工钢片叠片铁芯的制造方法以及通过该方法生产的叠片铁芯。
背景技术
电工钢片包括硅(Si)并具有良好的磁性。这种电工钢片被用于形成诸如马达和发电机等旋转机械的铁芯，在这些铁芯的制造过程中，具有圆形中央开口的圆形电工钢片被依次堆叠并焊接在一起。
用于形成这种叠片铁芯的电工钢片涂覆有绝缘材料以降低叠片铁芯中的涡流损耗，并且，由于其冲压工艺特性，具有有机物质和无机物质组合在其中的有机-无机复合涂层材料被广泛用于涂覆电工钢片。
这种电工钢片叠片铁芯是通过诸如铆接方法或焊接方法等机械接合方法进行加工，以便防止当叠片铁芯在被搬运时堆叠的电工钢片的分离或在制造过程期间铜线被插入叠片铁芯钢片。特别是，当焊接用于家用电器或电动车的小叠片铁芯时，使用未用填充金属的钨极惰性气体保护(TIG)焊接方法。
然而，这种机械接合方法或焊接方法导致由于机械应变/热应变造成的磁损和由于堆叠电工钢片之间的短路造成的铁芯损耗。
虽然非专利文献1说明了在铆接方法中由短路导致的损耗比焊接方法低，但是铆接方法无法保证用于在混合动力汽车或电动汽车的高功率/高效率马达中使用的大(高)叠片铁芯的足够的接合力。因此，焊接方法仍在使用。
据报道，因焊接导致的叠片铁芯的特性退化是与受焊接热输入量或焊接点数量影响的焊缝的宽度和深度成比例的。因此，焊接热输入量或焊接点的数量必须被最小化以降低性能的劣化。然而，在使用大铁芯以增加诸如马达等产品的输出功率的情况下，对减小焊接热输入量或焊接点的数量存在限制。另外，虽然已提出等离子体或激光焊接以减小焊接热输入量，但是这种方法在牢固地接合电工钢片方面具有限制。
涂覆在电工钢片上用于绝缘的有机-无机复合材料可在焊接过程期间分解并产生气体，当熔融金属凝固时，这种气体会渗入金属引起焊缝中的疏松缺陷，并因此减小接合力。
[现有技术文献]
[非专利文献]
(文献1)IEEJ.TransactionsonFundamentalsandMaterials,123(9),857(2003)
发明内容
技术问题
本发明的一方面可包括一种通过堆叠和焊接电工钢片用于制造铁芯损耗降低和强度提高的铁芯的方法以及通过该方法制造的叠片铁芯。
解决方案
根据本发明的一方面，一种电工钢片叠片铁芯的制造方法，其可包括：将电工钢片堆叠以获得叠片部；焊接所述叠片部的外表面，其中在焊接期间，被用作焊接材料的焊丝具有6.5×10-7Ωm或更大的电阻率、小于1.02的相对磁导率和比电工钢片的熔点低的熔点。
根据本发明的另一方面，电工钢片叠片铁芯可包括：叠片部，电工钢片堆叠在其中；焊缝，其形成在叠片部的外表面，其中焊缝具有6.5×10-7Ωm或更大的电阻率和小于1.02的相对磁导率。
本发明的有益效果
如上所陈述，根据本发明的一方面，提供了一种电工钢片叠片铁芯的制造方法。根据该方法，当控制焊缝的磁性和由焊接导致的短路部分的电阻时，可通过控制焊接热输入速率减小热应力/热应变而无需减小焊缝的接合力，也可提高叠片铁芯的磁性。
另外，因为焊缝的固化点被降低，所以通过绝缘涂层分解产生的气体能被容易地排放，从而可防止诸如气孔和凹陷等焊接缺陷。
另外，因为通过该方法制造的叠片铁芯具有高强度和低铁芯损耗，所以叠片铁芯可用在小型或中型产品以及诸如大型马达和发电机等大型产品中。
附图说明
图1是说明在通用钨极惰性气体保护(TIG)自熔焊接方法中铁芯损耗和焊接电流之间关系的曲线图。
图2是说明在TIG自熔焊接方法中焊接强度和焊接电流之间关系的曲线图。
图3A和图3B是解释根据本发明的实施例的电工钢片叠片铁芯的制造方法的透视图和剖视图。
图4A-图4D是解释根据本发明的实施例制造的叠片铁芯样品中形成的气孔的图像：分别为比较样品2、本发明样品1、比较样品4、本发明样品1。
具体实施方式
发明人已经进行研究以发现用于解决在使用焊接工艺制造电工钢片堆叠在其中的铁芯期间磁性退化的问题的方法钢片铁芯。由此，发明人发现薄电工钢片堆叠在其中的叠片铁芯的磁性受诸如当焊接叠片铁芯的外表面时出现的短路、内部气孔和热应力/热应变等因素的影响。
图1是说明在通用钨极惰性气体保护(TIG)自熔焊接方法中铁芯损耗和焊接电流之间关系的曲线图。在图1中示出的数据通过环形铁芯测试标准IEC60404-06测量，其中W15/50表示1.5T的磁通量和50Hz的频率，W10/200表示1.0T的磁通量和200Hz的频率，W10/400表示1.0T的磁通量和400Hz的频率以及W8/800表示0.8T的磁通量和800Hz的频率
如在图1中所说明的，铁芯损耗(磁芯损耗)与影响焊接热输入量的焊接电流成比例，具体地说，铁芯损耗在高频，即高旋转速度时高。换言之，当减小焊接热输入量时，铁芯损耗可下降。其原因是由于在焊接期间热应力(应变)减小和通过减小短路焊缝的截面积而增大电阻引起的。
图2是说明在TIG自熔焊接方法中焊接强度和焊接电流之间关系的曲线图。焊接强度是通过测量铁芯的每一块电工钢片的强度来获得。焊接强度以表明测量值的平均值和标准偏差的箱线图的形式被说明。在曲线图中的每一个箱线图中，上侧和下侧表示第三四分位数和第一四分位数，中间线表示中位值。另外，箱线图中的点表示平均值，上部线和下部线表示最大值和最小值。焊接速度为300mm/min，拉伸试验机的拉伸速度为5mm/min。如图2所说明的，当焊接电流被降低以减小焊接热输入量时，焊接强度降低。也就是说，当如图1中说明，焊接热输入量被减小以降低铁芯损耗，焊接强度也被降低，当马达铁芯等叠片铁芯被搬运或在下一个工艺中被加工时会导致焊缝的断裂，从而导致安全问题或额外的修理费用。
也就是说，当焊接热输入量被减小以降低铁芯损耗时，必须设定焊接热输入量的下限值以保证一定程度的焊接强度。换言之，所需要的是利用小的焊接热输入量制造强度高且铁芯损耗低的叠片铁芯的方法。
因此，发明人提出了一种使由焊接导致的叠片铁芯的铁芯损耗最小化的方法，其利用诸如以焊丝为焊接材料的TIG焊接方法等方法而不是利用通用的焊丝焊接方法。在以焊丝为焊接材料的TIG焊接方法中，焊接热输入量可被减小至不降低焊接强度但是降低热应力/热应变和增加焊缝的短路电阻的程度。
本发明的实施例提供了电工钢片叠片铁芯的制造方法。该方法包括：将电工钢片堆叠以获得叠片部；焊接叠片部的外表面，其中在焊接期间，被用作焊接材料的焊丝具有6.5×10-7Ωm或更大的电阻率、小于1.02的相对磁导率和比电工钢片的熔点低的熔点。
图3A和图3B是解释根据本发明的实施例的电工钢片叠片铁芯的制造方法的透视图和剖视图。以下将参照图3A和图3B详细地描述本发明的实施例。然而，形式和细节的各种变化可在本发明的精神和范围内做出，本发明的精神和范围不限于下面描述的实施例。实施例被提供以为本领域技术人员清楚地解释本发明的精神。
如图3A和图3B中说明，为了形成叠片铁芯，叠片部10首先通过将电工钢片1堆叠形成。电工钢片1可通过根据诸如马达、变压器等最终产品所需的形状冲压钢片带形成。在本发明的实施例中，电工钢片1并不限于特定类型。即，现有技术中使用的各种钢片可用作电工钢片1。在根据本发明的实施例的电工钢片叠片铁芯的制造方法中，可使用不包括昂贵合金的电工钢片。即，低级别电工钢片可代替昂贵的高级别电工钢片使用以便降低成本。必要时也可使用包括昂贵合金元素的电工钢片以增加强度和降低铁芯损耗。
接下来，叠片部10和铜垫片20放置在连接至按压柱体30的夹紧杆40之间，叠片部10和铜垫片20通过夹紧杆40被按压。当叠片部10和铜垫片20在恒定压力下被按压后，叠片部10利用焊枪50被焊接。此时，焊丝60可以恒定的速率在焊丝60的移动方向被供给至焊枪50的前侧。焊枪50可向上或向下移动，焊丝60可在焊枪50的移动方向被供给至焊枪50的前侧或后侧。焊弧起始并结束于铜垫片20，其用于在叠片部10的起始和结束位置稳定地形成焊缝。铜垫片20可由代替铜的何其他材料构成。然而，铜垫片20可由铜构成以防止铜垫片20在叠片部10上熔化。按压柱体30可连接至电动机或用于接收压力的液压源。
在根据本发明的叠片铁芯的制造方法中，焊丝60被用作焊接材料以减少由焊接导致的热应变和形成降低增加铁芯损耗的短路的影响的具有高电阻率的非磁焊缝。特别是，根据本发明的实施例，可在与自熔焊接方法的焊接条件相同的焊接条件下保证高强度和低铁芯损耗。换言之，因为焊接强度甚至在与自熔焊接方法的情况相比使用低焊接电流的情况下也是高的，所以可额外地获得降低热应变的效果。为此目的，优选地是，焊丝60具有6.5×10-7Ωm或更大的电阻率和小于1.02的相对磁导率。如果焊丝60的电阻率小于6.5×10-7Ωm，则由于短路对焊缝的巨大影响会增加铁芯损耗，如果焊丝60的相对磁导率为1.02或更大，则不会获得非磁性。更优选地，焊丝60的电阻率可为6.9×10-7Ωm或更大，更优选地，7.2×10-7Ωm或更大，最优选地7.8×10-7Ωm或更大。更优选地，焊丝60的相对磁导率可为1.01或更小，更优选地，1.005或更小，最优选地1.003或更小。因为铁芯损耗随着焊丝60的电阻率增加和焊丝的相对磁导率减小的而变得越低，所以焊丝60的电阻率的上限值和相对磁导率的下限值并不限于本发明的实施例。焊丝60的相对磁导率是相对于空气磁导率的值，因此它是无量纲的。
另外，焊丝60可具有比电工钢片1的熔点低的熔点。通常，电工钢片1的熔点在约1466℃-1501℃的范围内，在焊接期间，焊缝被焊接电弧加热至约3000℃。如上所述，如果焊丝60的熔点低于电工钢片1的熔点，即，如果焊丝60的熔点低于1466℃，则可能需要更多的时间直到焊缝在被熔化后凝固。即，可保证足够的时间段以用于排放在焊接期间由有机材料分解产生的气体，从而可有效地防止在焊缝中形成气孔。优选地，焊丝60的熔点可为1454℃或更少，更优选地1420℃以下，最优选地1410℃以下。因为当焊丝60的熔点低时有效地防止气孔的形成，焊丝60的熔点的下限值不限于本发明的实施例。
因为叠片铁芯的铁芯损耗是由焊接期间的短路引起的，所以焊丝60可由具有高电阻率、诸如含奥氏体材料等的非磁性材料构成。例如，焊丝60可包括诸如含Fe-Cr-Ni合金、含Fe-Cr-Mn合金、Ni、含Ni合金和TWIP钢等材料。含Fe-Cr-Ni合金可以是300系列不锈钢。含Fe-Cr-Mn合金可以是200系列不锈钢。200系列不锈钢和300系列不锈钢是含奥氏体钢，在本发明的实施例中，焊丝60可包括这种含奥氏体钢。在本发明的实施例中，焊丝60并不限于特定类型的200系列不锈钢或300系列不锈钢。例如，可使用韩国工业标准KSBIS014343中列出的作为200系列不锈钢的STS201、STS202和STS205和韩国工业标准KSBIS014343中列出的STS308、STS309和STS310。在本发明的实施例中，优选地，含Ni合金可具有大于25wt％的Ni含量以具有上述范围的电阻率、相对磁导率和熔点。更优选地，含Ni合金的Ni含量可大于40wt％，更优选地大于50wt％。上述自熔方法是只有两部分被熔化和接合在一起而不使用诸如焊丝等焊接材料的焊接方法。
在本发明的实施例中，电工钢片1可具有用于降低涡流损耗的在其上的绝缘涂层。在焊接过程期间，包括在绝缘涂层中的有机材料会分解从而产生气体，当熔融金属凝固时，气体可渗入金属从而在焊缝中引起疏松缺陷，并且因此减小接合力。然而，根据本发明的实施例，因为含有奥氏体的焊丝60用作焊接材料，所以可减小焊接热输入量以抑制有机材料的分解和气孔在焊缝的形成。具体地，焊丝60可由与电工钢片1相比具有大量合金元素的含有奥氏体不锈钢构成，使得焊丝60的熔点可具有比电工钢片1的熔点低的熔点。因此，在焊接期间，焊缝可在较长时间内停留在熔融状态，由焊接热产生的气体可在焊接凝固之前充分地从焊缝离开，从而减少焊缝中的气孔。在本发明的实施例中，绝缘涂层并不限于特定类型。在本发明的实施例中，绝缘涂层可以是用于有效地抑制气孔形成的无铬绝缘涂层。通常，铬绝缘涂层具有高耐热性并在高温下分解成气体，因此气体可能不容易被排出。然而，根据本发明的实施例，熔融的部分具有低熔点，因此，可存在足够的时间段直到熔融的部分固化。因此，气体可被有效地排出。
在本发明的实施例，可使用在现有技术中广泛使用的低成本TIG焊接法。然而，也可使用诸如激光焊接或等离子体焊接等不使用焊丝的其他焊接方法。
如上所述，当电工钢片1被堆叠在其中的叠片部10利用含奥氏体的焊丝60焊接时，可容易地获得本发明的实施例的上述效果。除此之外，可控制焊接热输入量。
例如，在使用TIG焊接法的情况下，焊接热输入速率可被调节至0.9KJ/cm-2.88KJ/cm。如果焊接热输入速率小于0.9KJ/cm，则焊丝60由于焊接热输入量不足而不能充分地熔化或电工钢片1在自熔焊接过程中不能充分地熔化。因此，焊缝的接合力可能不足。如果焊接热输入速率大于2.88KJ/cm，则热应变可能由于过量的焊接热输入量会高，从而叠片部10可能会有缺陷地变形而不能用于制造诸如马达等产品。因此，焊接热输入速率可优选地维持在0.9KJ/cm-2.88KJ/cm的范围内，更优选地，在0.9KJ/cm-2.4KJ/cm的范围内。因为由焊接引起的磁劣化随着热应力增加和短路电阻与焊接热输入速率成比例减小而增加，所以可更优选地是焊接热输入速率维持在0.9KJ/cm-1.53KJ/cm的范围内。在现有技术的自熔焊接方法中，焊接热输入速率被设定在1.53KJ/cm-2.88KJ/cm的范围内以用于获得等于或大于预定水平的强度。然而，根据本发明的实施例，即使在焊接电流低于现有技术的焊接电流的情况下，仍可获得较高的强度同时显著降低铁芯损耗。
在本发明的实施例中，只要焊接热输入速率在上述范围内，可使用任何焊接电流和焊接速率条件而无需限制。然而，为了有效地控制焊接热输入速率，可优选的是，焊接电流被设定在50A-120A的范围内。如果焊接电流小于50A，则焊缝的接合力可能不足，并且在一些情况下，焊缝可断裂。如果焊接电流大于120A，则由于过量的焊接热输入量，热应力(热变形)可能增大或内部气孔的形成不能被安全地抑制。因此，不能有效地减少铁芯损耗。因此，焊接电流可优选地维持在50A-120A的范围内，更优选，50A-90A的范围内。焊接电流与焊接热输入速率直接相关。即，当焊接电流减小时，焊接热输入速率也减小。因此，焊接电流可保持在低值。因此，可更优选的是，焊接电流维持在50A-小于85A的范围内。
另外，可优选的是，焊接速度在300mm/min-1,000mm/min的范围内。因为焊接速度也与焊接热输入速率有关，焊接速度可适当地被调节以用于控制焊接热输入速率。如果焊接速度大于1,000mm/min，则因为焊接速度过高气孔可在焊缝中形成，并且因此铁芯损耗可能会增加。另外，足够的焊接热输入量不被施加至焊缝，则焊缝不能充分地形成。可增加焊接电流以解决这一情况。然而，在这种情况下，相关的成本可能会增加。另一方面，如果焊接速度低于300mm/min，可显著降低生产线的生产率，焊接热输入速率也可由于焊接速度过低而增大。为了稳定地供给焊丝60，焊接速度可更优选地在300mm/min-700mm/min的范围内，更优选的在300mm/min-500mm/min的范围内。
焊丝60的直径可没有特别的限制。然而，因为短路电阻与焊缝的大小成反比，所以焊丝60可具有小的直径。例如，可优选的是，焊丝60的直径为0.3mm-2.0mm的范围内。如果焊丝60的直径小于0.3mm，则焊丝60的制造成本可能会增加。如果焊丝60的直径大于2.0mm，则因为焊丝60的直径过大短路电阻可能会减小，并且因此铁芯损耗可能会增加。另外，因为当诸如焊接速度和焊丝60的供给速率等其他条件相等时，必须增加焊接热输入速率，因为热应变可通过焊接速率的增加而增大所以会增大铁芯损耗。因此，焊丝60的直径可优选地为0.3mm-2.0mm的范围内。焊丝60的直径的下限值可更优选地为0.5mm，更优选地为0.8mm。另外，焊丝60的直径的上限值可更优选地为1.6mm，更优选地为1.0mm。
另外，焊丝60的供给速度根据焊接热输入速率、特别是根据焊接速度来确定。如果焊丝60的供给速度与焊接速度相比过低，则不连续的焊珠可被形成，特别是在本发明的实施例提出的低焊接热输入速率条件下，局部低强度区域可被形成，并在叠片铁芯中产生由叠片铁芯的重量导致的开裂。如果焊丝60的供给速度与焊接速度相比过高，则焊丝60不能被充分地熔化，因此焊缝不能稳定地形成。因此，焊丝60的供给速度可优选地为焊接速度的1.5倍-3.0倍。焊丝60的供给速度可更优选地为焊接速度的1.5倍-2.0倍。
在焊接期间，叠片部10在叠片部10的高度方向上被挤压以稳定地在叠片部10的电工钢片1上进行焊接并且增加叠片铁芯的电工钢片的数量(叠片铁芯的堆叠因子)以提高利用叠片铁芯的马达的性能。挤压压力可优选地为0.5MPa至3MPa的范围内。如果挤压压力小于0.5MPa，则最终产品的性能会由于低堆叠因子而低。如果挤压压力高于3MPa，则在焊接期间由绝缘涂层的分解产生的气体可在焊缝中形成许多气孔以使焊缝的外观和强度劣化。挤压压力的下限值可更优选地为0.8MPa，更优选地为1.2MPa。另外，挤压压力的上限值可更优选地为2MPa，更优选地为1.5MPa。
如上所述，根据本发明的实施例的电工钢片叠片铁芯的制造方法，即使焊接输入速率等于自熔焊接方法中的焊接输入速率，短路电阻也可以被控制，并且因此可获得降低铁芯损耗的效果。此外，即使当焊接热输入速率低于自熔焊接方法中的焊接输入速率时，也可在减少热应力/应变和控制短路电阻的同时获得更高的强度，并且因此可获得良好的磁性。
本发明的实施例提供了由上述制造方法制造的叠片铁芯，叠片铁芯包括电工钢片被堆叠在其中的叠片部和形成在叠片部的外表面的焊缝，其中焊缝通过使用含奥氏体焊丝作为焊接材料形成。
通过制造方法生产的叠片铁芯的焊缝具有6.5×10-7Ωm或更大的电阻率和小于1.02的相对磁导率。因为焊缝具有6.5×10-7Ωm或更大的电阻率和小于1.02的相对磁导率，所以可增大焊缝的短路电阻以降低涡流损耗。在本发明的实施例中，因为焊缝的电阻率优选地是尽可能地大，所以焊缝的电阻率的上限值没有限制。
叠片铁芯的焊缝可具有满足下列公式1和公式2的合金成分：
[公式1]：y≥-0.8×x+2.8
[公式2]：y≥x-10
其中x是Cr+2.5Si+1.8Mo+2Nb，y是Ni+0.5Mn+30C，并且Cr、Si、Mo、Nb、Ni、Mn、C以重量百分比示出。
如果叠片铁芯的焊缝不满足公式1和公式2(即y<-0.8×x+2.8或y<X-10)，则在焊缝中具有磁性的铁素体含量可为10面积％或更多，因此铁芯损耗降低的效果可被抵消。
即，在本发明的实施例中，叠片铁芯的焊缝可满足公式1和公式2，焊缝的微观结构可优选地包括小于10面积％的作为主要组织的铁素体和奥氏体。铁素体的含量可更优选地小于5面积％，更优选，小于3面积％。最优选地，焊缝可具有奥氏体单相组织。
根据本发明的实施例，叠片铁芯的电工钢片可具有在其上用于降低涡流损耗的绝缘涂层。具体地说，绝缘涂层可以是无铬绝缘涂层。在这种情况下，也可更有效地抑制气孔的形成。
发明示例
以下将通过示例更具体地描述本发明的实施例。然而，作为示例被提供用于清楚地解释本发明的实施例并不旨在限制本发明的精神和范围。
(示例1)
涂覆有含铬绝缘材料和具有3wt％的硅(Si)的0.35mm厚电工钢片带被冲压以形成电工钢片，电工钢片被堆叠以形成用于马达定子的叠片部。当叠片部被按压柱体挤压在2MPa压力的状态下，叠片部通过以焊丝为焊接材料的TIG方法焊接。具有7.8×10-7Ωm的电阻率、1.003的相对磁导率、1450℃的熔点和0.9mm直径的STS310实心丝被用作焊丝。比较样品的焊接丝利用具有1.8×10-7Ωm的电阻率、1000的相对磁导率和1529℃的熔点的50kgf级的碳素钢丝制作。因为叠片铁芯的磁性依赖于叠片铁芯的叠片因子，所以相同数量的电工钢片被堆叠在每一个叠片部中。以90度间隔分隔开的每一个叠片部的外表面的四个位置在表1中说明的焊接电流条件下焊接。此时，焊接速度为300mm/min，焊丝的供给速率为700mm/min，作为保护气体的氩(Ar)以12.5L/min的速度被供给。如上所述制作的叠片铁芯通过环形铁芯测试标准IEC60404-06进行测试以测量铁芯损耗值，测量的铁芯损耗值被示于表1中。另外，从每一个叠片铁芯样品分离15块电工钢片，并测量每一块电工钢片的焊接强度。其结果示于表1中。
表1
*CS：比较样品，**IS：本发明样品
如表1中说明，根据本发明的制造条件制作的本发明样品1-3具有比未焊接的比较样品的铁芯损耗值稍大的铁芯损耗值。然而，本发明样品1-3具有500N或更高的高焊接强度，并且本发明样品1-3的铁芯损耗值处于低水平。特别是，与通过现有技术的自熔焊接方法焊接的比较样品2-5相比，本发明样品1-3在相同的焊接电流条件下，铁芯损耗降低而强度显着增加2.5倍或更多倍。另外，本发明样品1-3的铁芯损耗比使用碳钢焊丝焊接的比较样品的铁芯损耗小。
图4A-图4D是叠片铁芯样品中形成的气孔的图像：分别为比较样品2、本发明样品1、比较样品4、本发明样品2。如图4A-图4D所说明的，当焊接电流不相等时，内部气孔在根据本发明的实施例的利用含奥氏体焊丝作为焊接材料焊接的叠片铁芯中的形成与通过自熔焊接方法焊接的叠片铁芯相比显著降低。
即，如在本发明的实施例中提出，当使用非磁性/高电阻含奥氏体焊丝时，可提高焊缝的强度同时降低由于焊丝的电特性的铁芯损耗，铁芯损耗可通过降低焊接电流进一步减小。另外，因为内部气孔的形成与现有技术中使用自熔焊接方法的情况相比显著降低，所以也可防止焊接缺陷。
(示例2)
涂覆有无铬绝缘材料和具有3wt％的硅(Si)的0.30mm厚电工钢片带被冲压以形成电工钢片，电工钢片被堆叠以形成用于马达定子的叠片部。当叠片部被按压柱体挤压在0.5MPa压力的状态下，叠片部通过与示例1相同的以焊丝为焊接材料的TIG方法焊接。具有7.8×10-7Ωm的电阻率、1.003的相对磁导率、1450℃的熔点和0.9mm直径的STS310实心丝和具有7.2×10-7Ωm的电阻率、1.004的相对磁导率、1419℃的熔点和0.9mm直径的STS308L实心丝被用作焊丝。焊接电流为50A，焊接速度为300mm/min，焊丝的供给速率为700mm/min，作为保护气体的氩(Ar)以12.5L/min的速度被供给。如上所述制作的叠片铁芯通过环形铁芯测试标准IEC60404-06进行测试以测量铁芯损耗值，测量的铁芯损耗值被示于表2中。
表2
如表2中说明，根据本发明的制造条件制作的本发明样品4和5具有与比较样品7的铁芯损耗稍大的铁芯损耗，其原因是由焊接引起的短路。然而，本发明样品4和5的铁芯损耗值显著低于利用自熔焊接方法的比较样品8的铁芯损耗值。

Claims (19)

1.一种制造电工钢片叠片铁芯的方法，其包括：
堆叠电工钢片以获得叠片部；以及
焊接所述叠片部的外表面，
其中在焊接期间，被用作焊接材料的焊丝具有6.5×10-7Ωm或更大的电阻率、小于1.02的相对磁导率和比电工钢片的熔点低的熔点。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述焊丝包括选自由含Fe-Cr-Ni合金、含Fe-Cr-Mn合金、Ni、含Ni合金和TWIP(孪生诱发塑性)钢组成的组中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述含Fe-Cr-Ni合金是300系列不锈钢。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述含Fe-Cr-Mn合金是200系列不锈钢。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述电工钢片包含在其上的无铬绝缘涂层。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述焊接是通过选自由TIG(钨极惰性气体保护)焊接、激光焊接和等离子焊接组成的组中的焊接方法进行。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述焊接是在0.9KJ/cm至2.88KJ/cm的焊接热输入速率下通过TIG焊接方法进行。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述焊接是在50A至120A的焊接电流下通过TIG焊接方法进行。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述焊接是在300mm/min至1000mm/min的焊接速度下通过TIG焊接方法进行。
10.根据权利要求1所述的方法，其中在所述焊接期间，所述叠片部在其厚度方向被挤压。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述叠片部通过0.5MPa至3MPa的压力被挤压。
12.一种电工钢片叠片铁芯，其包括：
叠片部，电工钢片被堆叠在其中；以及
焊缝，其形成在所述叠片部的外表面，
其中所述焊缝具有6.5×10-7Ωm或更大的电阻率和小于1.02的相对磁导率。
13.根据权利要求12所述的电工钢片叠片铁芯，其中所述焊缝具有满足下列公式的合金成分：
[公式1]：y≥-0.8×x+2.8
[公式2]：y≥x-10
其中x是Cr+2.5Si+1.8Mo+2Nb，y是Ni+0.5Mn+30C，并且Cr、Si、Mo、Nb、Ni、Mn、C以重量百分比示出。
14.根据权利要求12所述的电工钢片叠片铁芯，其中所述焊缝具有包含小于10％的铁素体的微观结构。
15.根据权利要求12所述的电工钢片叠片铁芯，其中所述焊缝是由焊丝形成，所述焊丝具有比所述电工钢片的熔点低的熔点。
16.根据权利要求15所述的电工钢片叠片铁芯，其中所述焊丝包含选自由含Fe-Cr-Ni合金、含Fe-Cr-Mn合金、Ni、含Ni合金和TWIP钢组成的组中的至少一种。
17.根据权利要求16所述的电工钢片叠片铁芯，其中所述含Fe-Cr-Ni合金是300系列不锈钢。
18.根据权利要求16所述的电工钢片叠片铁芯，其中所述含Fe-Cr-Mn合金是200系列不锈钢。
19.根据权利要求12所述的电工钢片叠片铁芯，其中所述电工钢片包含在其上的无铬绝缘涂层。
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