IPG obrázek

Vláknové lasery: Nejlepší řešení pro svařování hairpinů u elektromotorů

IPG obrázek

V elektromotorech používaných v každém elektromobilu najdeme klíčovou součást konstrukce vysoce výkonných elektromotorů: hairpiny. Jsou to tenké kovové drátky, které se používají ve vinutí statoru elektromotorů ke snížení odporu a zvýšení vodivosti vinutí. Výsledkem je lepší účinnost a vyšší hustota výkonu motoru.

Hairpiny nejen zvyšují účinnost, ale také pomáhají snížit celkovou velikost a hmotnost motoru. Umožňují totiž kompaktnější konstrukci vinutí, což znamená, že k výrobě stejného výkonu je zapotřebí méně materiálu. Použití vlásenek může také vést ke zlepšení tepelného výkonu, protože snížený odpor vede k nižšímu zahřívání vinutí a okolních součástí.

Při výrobě hairpinů lze použít různé materiály, včetně mědi a hliníku, přičemž měď je díky své vysoké vodivosti nejběžnější. Hairpiny jsou pokryty izolačním materiálem, jako je polyamdimid, polyetheretherketon, polyimid, polyuretan nebo polyesterimid. Před svařováním hairpinů je nutné část izolace odstranit.

Výhody použití vláknového laseru pro aplikace s hairpiny

Vzhledem k tomu, že poptávka po elektromobilech stále roste, jsou výrobci elektromobilů nuceni vyrábět motory s hairpiny a novými konstrukčními specifikacemi, které vyžadují metody odstraňování izolace a svařování vodičů. Vláknové lasery IPG nabízejí výhody, které konvenční metody pro oba kroky výrobního procesu elektromotoru nemají.

Odizolování hairpinů

Před svařováním hairpinů je nutné odstranit izolační vrstvu. Mezi typické požadavky patří vysoká rychlost procesu, čistý okraj (beze zbytků), žádné tepelné poškození izolačního materiálu a žádná oxidace povrchu.

Proces obvykle spočívá v ablaci oblasti o velikosti přibližně 8 až 12 mm, při níž se odstraní izolační materiál, aby se odhalila měď, která se později přivaří k další vlásence. Ve srovnání s jinými technologiemi je laserové odizolování vlásenek snadno použitelná, bezkontaktní metoda, která nabízí:

  • Definovaný okraj
  • Beze zbytků
  • Žádné tepelné poškození izolace
  • Žádná oxidace povrchu
  • Žádné opotřebení nástrojů
  • Žádné zmenšení průřezu


Díky těmto vlastnostem je vláknový laser nejlepší volbou pro odizolování hairpinů, protože splňuje všechny požadavky, díky nimž je proces rychlejší a kvalitnější. Řešení pro odstraňování izolace jsou obvykle pulzní lasery v kombinaci se skenery, které jsou integrovány do řešení pro výrobu motorů.

Odizolování hairpinů

Svařování hairpinů

Mezi typické požadavky na svařování hairpinů patří elektrická vodivost svaru, homogenní průřez svaru, nízký rozstřik, žádné póry, definovaný okraj a nízký tepelný příkon. Všechny tyto požadavky splňují řešení vláknového laseru IPG. Navíc, v závislosti na potřebách zákazníka, může být svar buď kulový, nebo tupý.

Pro svařování vlásenek mohou být řešením buď jednotlivé lasery, nebo kombinovaný integrovaný laserový svařovací systém (ILWS), který zahrnuje naprogramovanou řídicí jednotku a systém vizuálního zarovnání, což ještě více usnadňuje integraci nástrojů a linek.

Skenery IPG nejenže umožňují lokalizovat všechny kolíky na jediném skenovacím poli, čímž se eliminují kroky pohybu dílu, ale jsou schopny předběžného skenování za účelem ověření a případné korekce polohy kolíků pro zajištění bezchybného svařování.

Příslušné zdroje

Elektromotory a svařování hairpinů

Zjistěte více o všech laserových řešeních, která IPG nabízí pro výrobu elektromotorů a svařování hairpinů.