电传动发夹绕组激光束焊接质量特性
更严格的气候保护目标以及污染物排放值和车队消耗目标的相关规范正在鼓励汽车制造商进一步开发替代驱动概念并使其适销对路。
电动汽车的销售份额将达到33%，这伴随着新生产环境和流程的开发。发夹绕组与传统的圆形线绕组的区别在于铜导体的矩形横截面，已成为定子生产的标准。
在定子槽中实现了更高的铜填充系数，从而在保持相同体积的同时提高了性能和效率。发夹定子的制造过程可以完全自动化，在发夹端接触在一起之前需要几个生产步骤。
激光束焊接已成为接触过程的既定方法，导体端部要充分粘合，以满足导电性和机械强度的要求，必须避免飞溅，以防止损坏其他组件。
铜线缠绕在线圈上，用耐高温热塑性塑料进行绝缘。铜线在垂直和水平方向上展开并拉直后，在剥线过程中去除线端的绝缘层，以在焊接区域提供空白铜表面。
为了实现较短的循环时间和较高的工艺稳定性，这通常是通过使用激光束对绝缘材料进行机械铣削或剥离来实现的。
在冲压过程中铜扁线在剥皮区域内被切割成所需的长度。切削刀具在所有四个面上创建一个倒角。
该轮廓对于将发夹装配到叠片铁芯中是必需的，可防止损坏槽绝缘和定子槽。为了将拉直的线材形成发夹形状，通过模具弯曲、旋转弯曲或自由形式弯曲来弯曲线材。
这是通过两个进一步的弯曲过程完成的，端部首先径向扩张，切向扭曲到它们的最终位置。创建一个S形几何旋转弯曲或自由形式弯曲。
多个弯曲工艺的组合也是可能的。在将发夹插入叠片铁芯之前，在定子槽内放置由塑料薄膜和芳纶纸层制成的特殊槽衬。
长度和弯曲几何形状根据它们在定子中的位置而不同的发夹被预组装并插入到叠片铁芯中。要创建发夹式绕组，必须将导体末端弯曲到正确的焊接位置。
要创建发夹式绕组必须将导体末端弯曲到正确的焊接位置，这是通过两个进一步的弯曲过程完成的。
端部首先径向扩张，切向扭曲到它们的最终位置。创建一个S形几何[由塑料薄膜和芳纶纸层制成的特殊槽衬放置在定子槽内。
在激光束焊接之前，销钉被夹在一个确定的位置，由于弯曲过程和工具的公差，定位会出现偏差。
这会影响焊接过程，高度偏移可以通过额外的工艺步骤进行补偿，其中再次切割导体末端，同时焊接工具处于夹紧状态。
切割可以通过剪切或铣削来实现。这就引出了一个问题，即合适的焊接参数可以容忍哪些位置偏差，以及在发夹生产中是否需要额外的切割工艺。
由于其高导电性，铜被用于发夹定子中以形成绕组。根据Wiedemann–Franz定律，导电性与材料的导热性直接相关。
铜在红外波长范围内的高导热性和低吸收系数要求在焊接过程中具有高能量密度，需要高激光功率和高光束质量。
未经处理的铜表面反射约95%的红外波长辐射，而只有5%被铜吸收。必须达到约10kW·mm−1的阈值才能获得深熔焊工艺。
由于多次反射，小孔中的吸收增加了约70%，采用不同扫描策略的深熔焊可确保较短的焊接时间，从而最大限度地减少组件中的热输入 。
在深熔焊期间，金属蒸气通过小孔逸出，由于焊接速度和由此产生的横向动量，可能导致逸出的金属蒸气以飞溅形式喷出部分熔体体积。
为了防止这种情况，允许在环形光束和核心光束中灵活分配激光功率的静态光束整形显示出潜力。
环中输入的额外能量扩大了锁孔开口，使金属蒸汽更容易逸出，减少了熔体在锁孔后面的积聚。这使得即使在高进给率下也能实现低飞溅焊接。
无法维持深焊工艺，小孔对于逸出的气体量来说太小，则可能会在熔体的凝固区形成与工艺相关的气孔。
要构建发夹式定子，必须在导体末端进行100多次焊接。铜表面上的任何形式的污染，如绝缘残留物，都会导致飞溅形成和不稳定的焊接过程。
由于焊接过程中能量输入很高，残留物会在很短的时间内燃烧，造成蒸发。产生的气体可以喷射部分熔化体积或作为孔隙保留在焊缝中。
Gläßel使用四线测量来确定电阻来研究激光接触发夹的质量，导体电阻可以直接与定子的效率相关。
这种方法的缺点是需要大量重复才能获得足够的准确性。特别是在位置偏差的情况下，焊缝的形状可能会有很大差异，而导致电压测量的距离不同。
这会导致可能无法检测到的不准确性，该测试方法不能用于定子中的焊接发夹。Gläßel也考虑了位置偏差。
