[发明专利]一种电机线圈扁铜线的激光焊接方法

说明书

本发明公开了一种电机线圈扁铜线的激光焊接方法，属于油烟冷却装置技术领域，为解决现有电机线圈扁铜线焊接采用红外激光进行焊接需要用到大功率激光器导致的设备的问题而设计。包括：使扁铜线端面迅速升温达到材料熔点，表面开始形成液态熔池。此时再增加两束高功率密度的红外激光分别位于两根扁铜线端面上形成液态熔池区域，液态熔池吸收红外激光后稳定无飞溅的快速扩大，直至形成在两扁铜线上的熔池合二为一，激光停止出光，合并的熔池逐渐冷却形成焊点，完成两扁铜线的高效且无飞溅的焊接。本发明实现两根扁铜线高效、无飞溅的焊接，由于红外功率的大幅下降，设备成本得到降低，同时降低了漆包层的损伤风险，提高电机产品性能。

技术领域

本发明属于新能源汽车电机生产领域，具体涉及一种电机线圈扁铜线的激光焊接方法。

随着新能源汽车行业的进一步发展，对新能源汽车电机的功率密度的要求也进一步提升，为了达到小型化、高速化的发展，扁线电机是未来驱动电机的主要发展方向。扁线电机顾名思义就是定子绕组中采用扁铜线，先把绕组做成类似发卡一样的形状，穿进定子槽内，再在另外一端把发卡的端部焊接起来。现有的扁铜线激光焊接方法为采用红外激光进行焊接，由于铜材对于红外激光的吸收率极低，焊接需要用到大功率激光器，导致设备成本较高，大功率焊接投入热量较高，极易损伤扁铜线漆包层，同时焊接过程中飞溅较大，飞溅物散落在电机内部导致性能降低。

发明内容

综上所述，本发明主要的目的是为了解决现有的电机线圈扁铜线焊接采用红外激光进行焊接需要用到大功率激光器导致的设备成本问题，以及焊接过程中易损伤扁铜线漆包层以及焊接过程易形成焊接飞溅导致电机性能下降的技术问题，而提供一种电机线圈扁铜线的激光焊接方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种电机线圈扁铜线的焊接方法，该方法是先通过夹具使两根经过预处理的扁铜线整齐贴合，然后先用蓝色激光照射至两扁铜线端面中心位置，使扁铜线端面迅速升温达到材料熔点，表面开始形成液态熔池。此时再增加两束高功率密度的红外激光分别位于两根扁铜线端面上形成液态熔池区域，液态熔池吸收红外激光后稳定无飞溅的快速扩大，直至形成在两扁铜线上的熔池合二为一，然后激光停止出光，合并的熔池逐渐冷却形成焊点，完成两扁铜线的高效且无飞溅的焊接。

所述扁铜线材质为铜材，端面尺寸为2*3mm。

所述经过预处理的扁铜线是指经过端面整平，以及焊接区域漆包层激光清洗后的扁铜线。

所述蓝光激光的波长为430～470nm，激光器额定最大功率≥500w。

焊接开始时，首先蓝色激光照射在两根扁铜线端面的中心，由于铜材对于蓝色激光的吸收高达50％以上，扁铜线迅速吸收蓝色激光能量形成液态熔池，该过程通过热传导的方式进行，熔池极为稳定，无飞溅产生。但此时熔池分别形成于两根扁铜线上，宽度和深度均较小，无法构成足够的熔池流动性使两熔池结合。

在形成液态熔池之后，再增加两束高功率密度的红外激光分别作用于两根扁铜线上的熔池表面，液态熔池对于红外激光的吸收率已经由固态的2％左右上升至20％左右，此时只需较小的功率即可形成焊接匙孔，增加熔池宽度及深度。由于红外功率的降低避免了熔池的过度沸腾，有效抑制飞溅的产生。熔池稳定增大后开始产生熔池流动，使分别位于两根扁铜线上的熔池合二为一，结合为一个完整的熔池。

所述红外激光的波长为1030～1090nm，激光器额定最大功率≥1000w。

结合为完整的熔池后，激光停止出光，熔池冷却形成焊点。

采用所述技术方案，与现有技术方案相比，本发明所产生的有益效果为：实现两根扁铜线高效、无飞溅的焊接，由于红外功率的大幅下降，设备成本得到降低，同时降低了漆包层的损伤风险，提高电机产品性能。

附图说明

图1是部分金属(含铜材)在常温下不同激光波长对应吸收率的示意图；

图2是蓝色激光+双光束红外激光焊接扁铜线的焊缝示意图。