[发明专利]定子线圈的激光焊接方法

说明书

本发明提供一种定子线圈的激光焊接方法，将第一扁平线及第二扁平线的第一引线部的侧面及第二引线部的侧面对合而形成对合面。关于激光束，在比第一引线部及第二引线部的对合面的上端部的表面靠内部侧处形成焦点，在第一引线部及第二引线部的对合面的上端部使激光束呈环状地扫描，形成使导体线料熔融而成的熔池。然后，沿着对合面一边连续地形成熔池一边使熔池移动。

技术领域

本公开涉及定子线圈的激光焊接方法。

背景技术

例如，在三相旋转电机的定子中，使用多个截面为矩形形状的扁平线线圈，按照规定的卷绕方法一边互相接合一边卷绕。作为接合方法，使用激光焊接等。

日本特开2018-20340指出，在对2条扁平线线圈的端部的对合面进行激光焊接的情况下，激光束向对合的间隙侵入，对端部的根部的绝缘覆层造成伤害。于是，在从一侧的扁平线的对合面离开的端面内呈环状或螺旋状的环状地使激光束扫描而形成熔池，通过环径的扩大来扩大熔池的直径，使熔池到达端部侧面而向上述间隙填充熔池。通过向上述间隙填充熔池，激光束向上述间隙的侵入被抑制。在此，叙述了：使用光学系统来检测来自激光照射面的激光反射光和等离子体的变动，在它们骤变的情况下会产生溅射物。

作为日本特开2018-20340的关联技术，在日本特开2018-30155中公开了抑制向将2条扁平线对合后的端部彼此的激光输入热量的偏倚的方法。在此，在一侧的扁平线的端面内一边扩大熔池一边形成熔池，使熔池到达端部侧面并进行冷却，之后，在另一侧的扁平线的端面内一边扩大熔池一边形成熔池，使熔池到达端部侧面并进行冷却。

发明内容

来自激光照射面的激光反射光、等离子体骤变而产生溅射物可认为是在激光照射面中产生局部性加热的情况。在激光照射面中可能产生局部性加热的一例是激光的焦点位置处于照射面上的“正焦(justfocus)”的情况。

在正焦的情况下，照射面处的照射能量密度高，例如在线圈边缘部等容易产生局部性加热。即使不是线圈边缘等，在熔池充分生长之前，也可能随机地产生在照射面处固相、液相、气相的相变化骤变的情况。为了避免该情况，存在在从对合面离开的部位形成熔池，逐渐扩大扫描环径而使熔池到达接合面的方法，但扫描轨迹变长，用于接合的加工时间变长。

另外，在将激光输出从初始值向最大输出值逐渐提升的情况下，若呈阶梯状地提升激光输出，则在阶梯的不连续点处可能产生伴随于大的输出骤变的局部性加热。

若在激光照射面处产生局部性加热，则溅射物大量飞散，焊接品质下降。于是，希望有一种能够抑制激光照射面处的局部性加热而抑制溅射物的飞散的定子线圈的激光焊接方法。

本公开的定子线圈的激光焊接方法包括：对合步骤，将在第一扁平线及第二扁平线中绝缘皮膜分别被剥离后的第一引线部的侧面及第二引线部的侧面对合而形成对合面，所述第一扁平线及第二扁平线是在截面为矩形形状的导体线料的周围包覆绝缘皮膜而成的带绝缘皮膜导体线；离焦步骤，关于激光束，在比第一引线部及第二引线部的对合面的上端部的表面靠内部侧处形成焦点；熔池形成步骤，在第一引线部及第二引线部的对合面的上端部使激光束呈环状或螺旋状的环状地扫描，在对合面的上端部侧形成使导体线料熔融而成的熔池；及熔池移动步骤，沿着对合面一边连续地形成熔池一边使熔池移动，在熔池形成步骤中，在使激光束的焦点深度位置随着时间变化的情况及使激光束的输出随着时间变化的情况下，无论哪种情况下都连续地变化。

根据上述结构，由于激光束在比对合面的上端部的表面靠内部侧处形成焦点，所以对合面的上端部的表面处的激光照射光斑直径与正焦的情况相比变大，能够减小激光的照射能量密度。而且，由于使激光束的焦点深度位置、激光输出连续地平滑地变化，所以能够抑制激光照射面处的局部性加热。另外，由于激光照射光斑直径大，所以能够不扩大环径而在保持该环径的状态下沿着对合面一边连续地形成熔池一边使熔池移动而进行接合，与逐渐扩大环径的情况相比扫描轨迹短，能够缩短用于接合的加工时间。