CN116174850B - 一种电机铁芯焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机铁芯焊接方法，属于电机领域，通过堆叠、按压、检测实时焊道长度、焊接焊道等步骤，通过对堆叠后的层叠铁芯进行按压，减少多个铁芯片之间的间隙，控制焊接精度；同时检测不同焊道按压后的实时长度，根据检测的焊道实时长度以及铁芯片的厚度计算每一焊道的端面铁芯片上焊接终点的位置，沿层叠铁芯周部焊接多个铁芯片，每一焊道的焊接路径至少为两条，一焊接路径的起弧点在焊道中并且收弧点在焊道的一末端，另一焊接路径的起弧点在焊道中并且收弧点在焊道的另一末端，使焊道两端均为焊接收弧点，焊接收弧点形成的凹坑使焊缝不凸出于层叠铁芯端部。
Description
技术领域
本发明涉及电机，尤其是涉及电机铁芯焊接方法及装置。
背景技术
铁芯片是电机生产中最常见的部件，用于叠放在一起通过焊接形成电机铁芯，是由薄钢片(硅钢片)冲压而成。不同类型和尺寸的电机铁芯由不同大小和形状的铁芯片制作而成。在电机铁芯的过程中，需要将几百个铁芯片叠放在一起进行焊接。
专利CN113927198B公开了一种风电定子铁芯智能焊接装置及方法，通过采用导轨、固定支架、翻转支架以及焊接柜实现铁芯上、下端面以及周面的焊接加工，适用于分块叠片式定子铁芯的焊接加工。但这种铁芯的焊接方法焊接的铁芯端面会有凸起。
专利JP2021129341A叠片铁芯的制造方法中，利用激光加工机对从层叠铁芯主体的层叠方向的端面突出的焊缝的突出部照射激光，去除所述突出部。这种方法虽然能去除端面由于焊接产生的凸起，但增加了电机铁芯的制造工序，提高了成本。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种电机铁芯焊接方法，能够在焊接层叠铁芯的同时，使铁芯端面不产生凸起。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种电机铁芯焊接方法，包括以下步骤：
堆叠:将多个铁芯片沿厚度方向进行堆叠，相邻两铁芯片之间进行卡扣，使多个铁芯片进行初步定位形成层叠铁芯；
按压：压板与层叠铁芯端部的铁芯片抵触，向端部铁芯片施加压力，减少多个铁芯片之间的间隙；
检测实时焊道长度：由于同一铁芯片不同部位之间的厚度差异以及不同铁芯片之间的厚度差异，层叠铁芯周部的焊道长度与预设值存在差异，不同焊道的长度也存在差异，检测不同焊道按压后的实时长度；
计算焊接终点的位置：根据检测的焊道实时长度、铁芯片的厚度以及收弧点形成的凹坑长度计算每一焊道的端面铁芯片上焊接终点的位置；
焊接焊道：沿层叠铁芯周部焊接多个铁芯片，每一焊道的焊接路径至少为两条，一焊接路径的起弧点在焊道中并且收弧点在焊道的一末端，另一焊接路径的起弧点在焊道中并且收弧点在焊道的另一末端，使焊道两端均为焊接收弧点，焊接收弧点形成的凹坑使焊缝不凸出于层叠铁芯端部，两焊接路径之间存在重叠；
焊接其余焊道：转动层叠铁芯或转动焊接设备，对其余焊道进行焊接。
进一步的，在焊接一焊道步骤中，每一所述焊接路径的起弧点和收弧点采用反射焊接法进行焊接，避免激光与铁芯直射形成黑点。
进一步的，所述反射焊接法具体为：在压板上设置激光照射处，当焊接起弧点和收弧点时，激光照射在压板的激光照射处，经压板反射至起弧点和收弧点，进行焊接。
进一步的，在焊接一焊道步骤中，根据铁芯片的厚度以及收弧点形成的凹坑长度，计算每一焊道的端面铁芯片上焊接终点的位置，焊接终点的位置需要满足使端面铁芯片与相邻铁芯片焊接固定并且收弧点形成的凹坑位于焊道中，避免焊缝凸出于层叠铁芯端部。
进一步的，在所述按压步骤中，压板通过多个均匀分布的弹性销钉与端部的铁芯片抵触，使铁芯片受力均匀并且避免过载变形。
进一步的，在所述焊接一焊道步骤中，每一焊道的焊接路径为两条，两条焊接路径的重叠处为1-2mm。
进一步的，两所述焊接路径分别为第一焊接路径以及第二焊接路径，第一焊接路径先焊接，第二焊接路径后焊接，第一焊接路径焊接的激光功率小于第二焊接路径焊接的激光功率。
进一步的，所述第一焊接路径以及所述第二焊接路径的焊接方向相反。
进一步的，所述焊接一焊道步骤中，沿层叠铁芯的外周或者内周进行焊接。
进一步的，所述电机铁芯焊接方法还包括检测步骤，所述检测步骤位于焊接焊道步骤之后，所述检测步骤具体为：通过相机采集层叠铁芯的端部铁芯片沿轴向的图像，根据图像分析焊缝是否有凸出于端部铁芯片的表面，当焊缝未凸出端部铁芯片的表面时，判定焊接合格；当焊缝凸出端部铁芯片的表面时，判定焊接不合格，用低频率激光消融凸出部分，并重新计算焊接终点的位置，焊接下一焊道，直至焊接合格。
相比现有技术，本发明电机铁芯焊接方法通过对堆叠后的层叠铁芯进行按压，减少多个铁芯片之间的间隙，控制焊接精度；同时检测不同焊道按压后的实时长度，根据检测的焊道实时长度以及铁芯片的厚度计算每一焊道的端面铁芯片上焊接终点的位置，沿层叠铁芯周部焊接多个铁芯片，每一焊道的焊接路径至少为两条，一焊接路径的起弧点在焊道中并且收弧点在焊道的一末端，另一焊接路径的起弧点在焊道中并且收弧点在焊道的另一末端，使焊道两端均为焊接收弧点，焊接收弧点形成的凹坑使焊缝不凸出于层叠铁芯端部。
附图说明
图1为本发明电机铁芯焊接方法的流程图；
图2为本发明电机铁芯焊接方法的焊接过程示意图；
图3为本发明电机铁芯焊接方法的焊接效果图。
图中：10、铁芯片；20、焊道；30、焊缝；31、凹坑。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在另一中间组件，通过中间组件固定。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在另一中间组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在另一中间组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
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。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1至图3所示，本发明电机铁芯焊接方法，包括以下步骤：
堆叠:将多个铁芯片10沿厚度方向进行堆叠，相邻两铁芯片10之间进行卡扣，使多个铁芯片10进行初步定位形成层叠铁芯；
按压：压板与层叠铁芯端部的铁芯片10抵触，向端部铁芯片10施加压力，减少多个铁芯片10之间的间隙；
检测实时焊道20长度：由于同一铁芯片10不同部位之间的厚度差异以及不同铁芯片10之间的厚度差异，层叠铁芯周部的焊道20长度与预设值存在差异，不同焊道20的长度也存在差异，检测不同焊道20按压后的实时长度；
计算焊接终点的位置：根据检测的焊道20实时长度、铁芯片10的厚度以及收弧点形成的凹坑31长度计算每一焊道20的端面铁芯片10上焊接终点的位置；
焊接一焊道20：沿层叠铁芯周部焊接多个铁芯片10，每一焊道20的焊接路径至少为两条，一焊接路径的起弧点在焊道20中并且收弧点在焊道20的一末端，另一焊接路径的起弧点在焊道20中并且收弧点在焊道20的另一末端，使焊道20两端均为焊接收弧点，焊接收弧点形成的凹坑31使焊缝30不凸出于层叠铁芯端部，两焊接路径之间存在重叠；
焊接其余焊道20：转动层叠铁芯或转动焊接设备，对其余焊道20进行焊接。
具体的，在堆叠步骤中，为了分散加工误差导致的铁芯片10的厚度差，相邻两铁芯片10旋转一定角度。为了旋转后不影响焊道的形成，相邻两铁芯片10旋转的角度与焊道设计的数量相关。例如，层叠铁芯设有8个焊道，8个焊道均匀分布于层叠铁芯圆周，相邻两铁芯片10旋转45°或45°的整数倍。堆叠后，多个铁芯片10的焊接处位于一直线上，形成焊道20。焊道20的数量为多个，多个焊道20均匀分布于层叠铁芯的外周或内周。
具体的，在按压步骤中，压板通过多个均匀分布的弹性销钉与端部的铁芯片10抵触，使铁芯片10受力均匀并且避免局部过载变形。压板上设有压力传感器，通过压力传感器控制弹性销钉的压力。
具体的，检测实时焊道长度步骤中，长度测量装置的数量与焊道20的数量相同，每一测量装置测量一按压后焊道20的长度。在本实施例中，长度测量装置为位移传感器。
具体的，计算焊接终点的位置步骤中，焊接终点的位置需要满足使端面铁芯片10与相邻铁芯片10焊接固定并且收弧点形成的凹坑31位于焊道20中，避免焊缝30凸出于层叠铁芯端部。
具体的，焊接一焊道20步骤中，由于焊道20分布于层叠铁芯的外周或内周，因此焊接装置沿层叠铁芯的外周或者内周进行焊接。由于焊接时，起弧点熔融的金属容易溢出焊道20形成凸起，而收弧点一般形成凹坑31。因此本申请的电机铁芯焊接方法中，将每一焊道20的焊接路径设置为至少两条，一焊接路径的起弧点在焊道20中并且收弧点在焊道20的一末端（层叠铁芯最上端铁芯片10上），另一焊接路径的起弧点在焊道20中并且收弧点在焊道20的另一末端（层叠铁芯最下端铁芯片10上），使焊道20两端均为焊接收弧点，焊接收弧点形成的凹坑31使焊缝30不凸出于层叠铁芯端部，两焊接路径之间存在重叠。为了避免起弧点和收弧点激光与铁芯直射形成黑点，每一焊接路径的起弧点和收弧点采用反射焊接法进行焊接。具体为：在压板上设置激光照射处，当焊接起弧点和收弧点时，激光照射在压板的激光照射处，经压板反射至起弧点和收弧点，进行焊接。起弧点和收弧点之间的焊接路径上，激光直接照射至焊道20。
在本申请中，每一焊道20的焊接路径为两条，两条焊接路径的重叠处为1-2mm。两焊接路径分别为第一焊接路径以及第二焊接路径，第一焊接路径先焊接，第二焊接路径后焊接，第一焊接路径焊接的激光功率小于第二焊接路径焊接的激光功率。第一焊接路径的长度小于第二焊接路径，第一焊接路径以及第二焊接路径的焊接方向相反。在本申请中，为了焊接操作方便，沿层叠铁芯的外周进行焊接。
电机铁芯焊接方法还包括检测步骤，检测步骤位于焊接焊道20步骤之后，检测步骤具体为：通过相机采集层叠铁芯的端部铁芯片10沿轴向的图像，根据图像分析焊缝30是否有凸出于端部铁芯片10的表面，当焊缝30未凸出端部铁芯片10的表面时，判定焊接合格；当焊缝30凸出端部铁芯片10的表面时，判定焊接不合格，用低频率激光消融凸出部分，并优化计算焊接终点的位置，焊接下一焊道20，直至焊接合格。
相比现有技术，本发明电机铁芯焊接方法通过对堆叠后的层叠铁芯片10进行按压，减少多个铁芯片10之间的间隙，控制焊接精度；同时检测不同焊道20按压后的实时长度，根据检测的焊道20实时长度以及铁芯片10的厚度计算每一焊道20的端面铁芯片10上焊接终点的位置，沿层叠铁芯周部焊接多个铁芯片10，每一焊道20的焊接路径至少为两条，一焊接路径的起弧点在焊道20中并且收弧点在焊道20的一末端，另一焊接路径的起弧点在焊道20中并且收弧点在焊道20的另一末端，使焊道20两端均为焊接收弧点，焊接收弧点形成的凹坑31使焊缝30不凸出于层叠铁芯端部。
以上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演变，都是依据本发明实质技术对以上实施例做的等同修饰与演变，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种电机铁芯焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
堆叠:将多个铁芯片沿厚度方向进行堆叠，相邻两铁芯片之间进行卡扣，使多个铁芯片进行初步定位形成层叠铁芯；
按压：压板与层叠铁芯端部的铁芯片抵触，向端部铁芯片施加压力，减少多个铁芯片之间的间隙；
检测实时焊道长度：由于同一铁芯片不同部位之间的厚度差异以及不同铁芯片之间的厚度差异，层叠铁芯周部的焊道长度与预设值存在差异，不同焊道的长度也存在差异，检测不同焊道按压后的实时长度；
计算焊接终点的位置：根据检测的焊道实时长度、铁芯片的厚度以及收弧点形成的凹坑长度计算每一焊道的端面铁芯片上焊接终点的位置；
焊接焊道：沿层叠铁芯周部焊接多个铁芯片，每一焊道的焊接路径至少为两条，一焊接路径的起弧点在焊道中并且收弧点在焊道的一末端，另一焊接路径的起弧点在焊道中并且收弧点在焊道的另一末端，使焊道两端均为焊接收弧点，焊接收弧点形成的凹坑使焊缝不凸出于层叠铁芯端部，两焊接路径之间存在重叠；
焊接其余焊道：转动层叠铁芯或转动焊接设备，对其余焊道进行焊接。
2.根据权利要求1所述的电机铁芯焊接方法，其特征在于：在焊接一焊道步骤中，每一所述焊接路径的起弧点和收弧点采用反射焊接法进行焊接，避免激光与铁芯直射形成黑点。
3.根据权利要求2所述的电机铁芯焊接方法，其特征在于：所述反射焊接法具体为：在压板上设置激光照射处，当焊接起弧点和收弧点时，激光照射在压板的激光照射处，经压板反射至起弧点和收弧点，进行焊接。
4.根据权利要求1所述的电机铁芯焊接方法，其特征在于：在焊接一焊道步骤中，根据铁芯片的厚度以及收弧点形成的凹坑长度，计算每一焊道的端面铁芯片上焊接终点的位置，焊接终点的位置需要满足使端面铁芯片与相邻铁芯片焊接固定并且收弧点形成的凹坑位于焊道中，避免焊缝凸出于层叠铁芯端部。
5.根据权利要求1所述的电机铁芯焊接方法，其特征在于：在所述按压步骤中，压板通过多个均匀分布的弹性销钉与端部的铁芯片抵触，使铁芯片受力均匀并且避免过载变形。
6.根据权利要求1所述的电机铁芯焊接方法，其特征在于：在所述焊接一焊道步骤中，每一焊道的焊接路径为两条，两条焊接路径的重叠处为1-2mm。
7.根据权利要求6所述的电机铁芯焊接方法，其特征在于：两所述焊接路径分别为第一焊接路径以及第二焊接路径，第一焊接路径先焊接，第二焊接路径后焊接，第一焊接路径焊接的激光功率小于第二焊接路径焊接的激光功率。
8.根据权利要求1所述的电机铁芯焊接方法，其特征在于：所述焊接一焊道步骤中，沿层叠铁芯的外周或者内周进行焊接。
9.根据权利要求1所述的电机铁芯焊接方法，其特征在于：所述电机铁芯焊接方法还包括检测步骤，所述检测步骤位于焊接焊道步骤之后，所述检测步骤具体为：通过相机采集层叠铁芯的端部铁芯片沿轴向的图像，根据图像分析焊缝是否有凸出于端部铁芯片的表面，当焊缝未凸出端部铁芯片的表面时，判定焊接合格；当焊缝凸出端部铁芯片的表面时，判定焊接不合格，用低频率激光消融凸出部分，并优化下一焊道焊接终点的位置，焊接下一焊道，直至焊接合格。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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