CN113245704B - 一种电机定子激光焊接装置的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电机定子激光焊接装置的焊接方法。主要包括：两个摆动焊接头、用于驱动摆动焊接头运动的驱动组件以及治具，所述两个摆动焊接头用于对电机定子的两侧同步进行焊接，每个摆动焊接头上设置有同轴保护气体吹气装置以及吸尘装置，所述同轴保护气体吹气装置用于对待焊部位的周边空间吹入保护气体，所述治具用于对电机定子进行定位。该装置可有效避免电机定子端部的焊接缺陷的出现。

Description

一种电机定子激光焊接装置的焊接方法
技术领域
本发明涉及激光焊接领域，特别是涉及电机定子激光焊接方法及焊接装置。
背景技术
电机定子的原材料大多为硅钢，且每件产品由若干硅钢片堆叠而成。目前，传统的焊接方法使用摆动焊接头来对电机定子进行焊接。
但传统的焊接方法焊接出的电机定子的质量不稳定，定子的上下两端位置处经常出现漏焊、焊缝不完整、粘连、塌陷、毛刺、飞边等缺陷。由于影响焊接质量的因素有很多，如何改善焊接质量成为一个难题。
发明内容
基于此，有必要针对传统焊接方法缺陷较多的问题，提供一种电机定子激光焊接方法。
一种电机定子激光焊接方法，包括两个摆动焊接头、用于驱动摆动焊接头运动的驱动组件以及治具，所述两个摆动焊接头用于对电机定子的两侧同步进行焊接，每个摆动焊接头上设置有同轴保护气体吹气装置以及吸尘装置，所述同轴保护气体吹气装置用于对待焊部位的周边空间吹入保护气体，所述治具用于对电机定子进行定位，
所述治具包括用于对电机定子内部进行支撑的内撑件、用于放置在电机定子下方的下衬板、用于放置在电机定子上方的上盖板，
所述上盖板与所述下衬板的结构相同，所述下衬板包括环形中心部以及沿环形中心部周向布置的多个块体，所述块体的一部分与中心部相连，所述块体相对电机定子的外缘向外凸出15-20mm，所述块体与焊缝位置对应设置，
使摆动焊接头从上盖板处开始出光，焊接速度控制在20mm/s，设置缓升时间为t1，
使摆动焊接头在下衬板与电机定子交界位置的上方1mm处关光，设置缓降时间为t2，
使摆动焊接头再往下移动2mm后停住不动，延时0.5s后，使摆动焊接头上升至焊接等待位置。
本申请通过对焊接过程的各个参数和工艺进行深入研究，偶然发现了造成定子两端位置处焊接缺陷的相关影响因素，这些影响因素不仅仅是一个工艺步骤或一个工艺参数的改进可以消除的，是需要对整体工艺及相关参数进行改进，才可以在本质上对焊接质量进行改进。基于上述思路，本申请将对应的工艺进行了改进，对相应参数进行了优化，使得最终对电机定子焊接后，不再出现漏焊、焊缝不完整、粘连、塌陷、毛刺、飞边等缺陷。
在其中一个实施例中，摆动焊接头的激光功率为1200w时，缓升时间t1为0.4s，缓降时间t2为0.6s。
一种电机定子激光焊接装置，包括：两个摆动焊接头、用于驱动摆动焊接头运动的驱动组件以及治具，所述两个摆动焊接头用于对电机定子的两侧同步进行焊接，每个摆动焊接头上设置有同轴保护气体吹气装置以及吸尘装置，所述同轴保护气体吹气装置用于对待焊部位的周边空间吹入保护气体，所述治具用于对电机定子进行定位。
在其中一个实施例中，所述治具包括用于对电机定子内部进行支撑的内撑件、用于放置在电机定子下方的下衬板、用于放置在电机定子上方的上盖板。
在其中一个实施例中，
所述上盖板与所述下衬板的结构相同，所述下衬板包括环形中心部以及沿环形中心部周向布置的多个块体，所述块体的一部分与中心部相连，所述块体的另一部分向外侧凸出。
在其中一个实施例中，所述中心部的材料为高强钢，所述块体的材料为紫铜。
在其中一个实施例中，所述上盖板和下衬板的厚度都为10-15mm。
在其中一个实施例中，所述块体的数量为4个，所述4个块体沿周向均布。
在其中一个实施例中，所述块体相对电机定子的外缘向外凸出15-20mm。
附图说明
图1为本申请的实施例的电机定子激光焊接装置的示意图。
图2为本申请的实施例的上盖板的结构示意图。
其中：
110、摆动焊接头 120、同轴保护气体吹气装置 130、吸尘装置
140、上盖板 150、下衬板 160、电机定子
141、中心部 142、块体。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
如图1和图2所示，本申请的实施例提供了一种电机定子激光焊接方法。该方法包括两个摆动焊接头110、用于驱动摆动焊接头110运动的驱动组件以及治具。
上述摆动焊接头110可应用现有的激光摆动焊接头110来实现。在现有的激光摆动焊接头110的基础上，本申请增加了同轴保护气体吹气装置120以及吸尘装置130。
具体的，所述两个摆动焊接头110对称设置在电机定子160的两侧，两个摆动焊接头110用于对电机定子160的两侧同步进行焊接。每个摆动焊接头110上设置有同轴保护气体吹气装置120以及吸尘装置130，所述同轴保护气体吹气装置120用于对待焊部位的周边空间吹入保护气体，所述治具用于对电机定子160进行定位。
上述同轴保护气体吹气装置120的吹气方向与激光同轴。上述同轴保护气体吹气装置120可应用现有的吹气装置实现。
上述同轴保护气体吹气装置120吹出的气体可以是99.99%的氩气，流量控制在20-25L/min。
具体的，上述同轴保护气体吹气装置120可分为上段、中段和下段。上段的材质可为铝合金，上段通过螺钉固定在摆动焊接头110最下端。中段材质为铝合金，中段可通过螺纹与上段相连接，且可以相对上段进行滑动以调整长度。下段的材质为紫铜，通过螺纹与中段固定。
上述同轴保护气体吹气装置120使用时，对待焊部位及熔池的周边空间吹入保护气，一方面吹走了焊接烟尘，保护了光学镜片，减少损耗，另一方面，更好地保护焊接熔池，有利于使焊缝质量得到改善。此外，对于电机定子160两端的焊接质量的控制也起到了一定作用。
上述吸尘装置130可应用现有的吸尘装置130来实现。上述吸尘装置130主要是抽走烟尘，减少电机定子160上烟尘的附着，这对于控制电机定子160端部的缺陷也有一定的作用。
所述治具包括用于对电机定子160内部进行支撑的内撑件、用于放置在电机定子160下方的下衬板150、用于放置在电机定子160上方的上盖板140。
所述上盖板140与所述下衬板150的结构相同，所述下衬板150包括环形中心部141以及沿环形中心部141周向布置的多个块体142，所述块体142的一部分与中心部141相连，所述块体142相对电机定子160的外缘向外凸出15-20mm，所述块体142与焊缝位置对应设置。
上述块体142由于向外凸出了足够多的距离，使得激光的聚焦位置有明显突变，这样可有效阻止焊缝与块体142粘连的问题。这对于电机定子160的端部的焊接缺陷的控制起到了比较重要的作用。
上述中心部141由高强钢制成，避免下衬板150由于长时间高压力下而变形。上述块体142由紫铜制成，并嵌在中心部141内，这样可避免在激光作用下损坏。
焊接时，电机定子160竖直放置，两个摆动焊接头110在驱动组件的驱动下进行上下同步运动。
采用摆动焊接头110进行焊接，焊缝宽度可调范围更广，改善了焊缝截面形状。同时由于是两个摆动焊接头110同步运动，电机定子160由于焊接过程引起的变形量显著减小，这对于电机定子160两端的缺陷的控制比较重要。
具体的，使两个摆动焊接头110对称的同步的从上盖板140处开始出光，焊接速度控制在20mm/s，设置激光的缓升时间为t1。
使两个摆动焊接头110在下衬板150与电机定子160交界位置的上方1mm处关光，设置激光的缓降时间为t2。
使两个摆动焊接头110再往下移动2mm后停住不动，延时0.5s后，使摆动焊接头110上升至焊接等待位置。
本申请通过大量研究发现，通过上述焊接步骤以及上述相关参数进行具体优化后，并结合上述采取的各种结构上的改进措施，对于电机定子160的端部出现的漏焊、焊缝不完整、毛刺、飞边、塌陷等缺陷可有效避免。外观质量显著提升。
本实施例中，摆动焊接头110的激光功率为1200w时，缓升时间t1为0.4s，缓降时间t2为0.6s。上述缓升时间t1和缓降时间t2可根据具体的激光功率的大小进行设定。该时间的精确优化对于缺陷的避免也起到一定作用。
如图1所示，本申请的实施例还提供了一种电机定子激光焊接装置，该装置包括：两个摆动焊接头110、用于驱动摆动焊接头110运动的驱动组件以及治具，所述两个摆动焊接头110用于对电机定子160的两侧同步进行焊接，每个摆动焊接头110上设置有同轴保护气体吹气装置120以及吸尘装置130，所述同轴保护气体吹气装置120用于对待焊部位的周边空间吹入保护气体，所述治具用于对电机定子160进行定位。
本实施例中，所述治具包括用于对电机定子160内部进行支撑的内撑件、用于放置在电机定子160下方的下衬板150、用于放置在电机定子160上方的上盖板140。上盖板140与压机直接接触。压机用于对上盖板140施加一定压力，从而使电机定子160进行定位。
本实施例中，所述上盖板140与所述下衬板150的结构相同，所述下衬板150包括环形中心部141以及沿环形中心部141周向布置的多个块体142，所述块体142的一部分与中心部141相连，所述块体142的另一部分向外侧凸出。
本实施例中，所述中心部141的材料为高强钢，所述块体142的材料为紫铜。
本实施例中，所述上盖板140和下衬板150的厚度都为10-15mm。例如，可为10mm,12mm，15mm等。
本实施例中，所述块体142的数量为4个，所述4个块体142沿周向均布。
本实施例中，所述块体142相对电机定子160的外缘向外凸出15-20mm。例如，可为15mm,18mm,20mm等。
本申请的上述装置使用后，可有效避免电机定子160焊接后端部出现缺陷。这可以省去后续人工打磨处理的工序，降低了人工成本，提高了整体生产效率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种电机定子激光焊接装置的焊接方法，其特征在于，
包括电机定子激光焊接装置，所述电机定子激光焊接装置包括两个摆动焊接头、用于驱动摆动焊接头运动的驱动组件以及治具，
所述两个摆动焊接头用于对电机定子的两侧同步进行焊接，每个摆动焊接头上设置有同轴保护气体吹气装置以及吸尘装置，所述同轴保护气体吹气装置用于对待焊部位的周边空间吹入保护气体，所述治具用于对电机定子进行定位，
所述治具包括用于对电机定子内部进行支撑的内撑件、用于放置在电机定子下方的下衬板、用于放置在电机定子上方的上盖板，
所述上盖板与所述下衬板的结构相同，所述下衬板包括环形中心部以及沿环形中心部周向布置的多个块体，所述块体的一部分与中心部相连，所述块体相对电机定子的外缘向外凸出15-20mm，所述块体与焊缝位置对应设置，
使摆动焊接头从上盖板处开始出光，焊接速度控制在20mm/s，设置激光焊接功率的缓升时间为t1，
使摆动焊接头在下衬板与电机定子交界位置的上方1mm处关光，设置激光焊接功率的缓降时间为t2，
使摆动焊接头再往下移动2mm后停住不动，延时0.5s后，使摆动焊接头上升至焊接等待位置；
摆动焊接头的激光功率为1200w时，激光焊接功率的缓升时间t1为0.4s，激光焊接功率的缓降时间t2为0.6s。
2.根据权利要求1所述的一种电机定子激光焊接装置的焊接方法，其特征在于，所述中心部的材料为高强钢，所述块体的材料为紫铜。
3.根据权利要求1所述的一种电机定子激光焊接装置的焊接方法，其特征在于，所述上盖板和下衬板的厚度都为10-15mm。
4.根据权利要求1所述的一种电机定子激光焊接装置的焊接方法，其特征在于，所述块体的数量为4个，所述4个块体沿周向均布。
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