工艺者说 | 一体化激光焊接解决方案在扁线电机的应用

受益于新能源汽车的蓬勃发展，驱动电机产业迎来了巨大发展机遇。扁线驱动电机因其功率密度高、调速范围宽、起动转矩大、高效区间广等优势，成为新能源汽车电机研究与发展的热点方向。

宝辰鑫（BCXlaser）作为在电驱领域重要的激光方案供应商，推出了扁线电机一体化的激光解决方案。在扁线电机焊接中，打破了传统的“设备+激光器”模式，将激光器高度集成于系统之中，为客户提供“即开即用”的激光焊接应用。

方案概述

扁线电机在焊接过程中，往往会遇到焊接难度高、焊接位置受限、密集度高等各种痛点问题。在某新能源车企客户的项目中，需要使用激光技术对扁线电机进行焊接，要求焊接后成球状，且外观光滑，焊接速度快。

宝辰鑫通过对客户需求、材料、工艺等进行研判分析，在标准化的扁线电机激光焊接方案基础上进行各类核心配置的组合试验，最终选定了一套适合用于该客户的方案配置。

在该方案中，激光器选用宝辰鑫同波长环形光斑激光器（DBW）4000/2000W，振镜选用品牌高功率振镜焊接系统，搭载激光扫描测距系统和CCD影像定位系统等，焊接效率高、焊接质量优。

并根据客户需求，将激光器高度集成到一体化系统之中，打破了原有的“1+1=2”的模式，“1+1=1”的系统方案更加节省客户产线空间；并将焊接、运动控制功能高度融合，大大提升了产线效率、生产节拍，降低了生产维护成本，让运行更加可控。

同时，系统还可与客户的生产系统对接，通过MES系统实现对生产数据的实时采集和跟踪，让数据不再成为孤岛，生产数据可以灵活流转，便于生产管理和远程调控。

应用配置

在该方案中，应用配置如下：

-高性能环形光斑激光器

内置同波长环形光斑激光器（DBW）4000/2000W。该系列激光器采用环形光斑设计，内外环独立可调。扁线电机材料为铜，在进行焊接时，容易炸点，使用环形光斑的激光器，外环加热，内环焊接，可以防止飞溅、得到很好的焊接效果；

-高功率振镜焊接系统

可实现高速扫描焊接，大大提高焊接效率；

-三轴运动机构

X、Y、Z三轴运动机构，使用伺服电机驱动，精密丝杆导轨，带动焊接头在一定的范围内运动，扩展振镜头的焊接范围；

-CCD影像定位系统

使用CCD影像定位系统，可以判断需要焊接位置的装配状态，在拍照OK状态下给出需要焊接的坐标位置，进行精准焊接；

-激光扫描测距系统

可根据用户需求配置，该系统可快速扫描焊接位置，并给出对应的焊接位置高度。

应用测试

为了达到最佳的配置方案，我们从功率、螺距、离焦量等因子出发，制定了以下的实验方案：

在内外环功率测试中，工程师在设定好焊接速度、点螺旋直径、最小螺距、螺距增量、离焦量等定量指标后，开始进行梯度的内外环功率测试。最终得出一个最优的配置方案，实现焊接过程的稳定性和一致性，保证焊接质量的同时实现高效率，焊接后形成球状、且外观光滑。

应用数据

经过DOE测试，在焊接内外环功率、速度、离焦量等若干因子中找到最为合适的参数，得到金相数据分析结果如下：

通过数据及外观，我们发现：

-整体外观光亮、圆滑，表面无凸包；

-焊接过程无飞溅；

-焊缝稳定可靠、无炸点、无虚焊、R角形貌较好。

当我们采用一体化激光焊接解决方案，整体达到客户需求。