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隨著新能源汽車產業的逐年發展，電動汽車產銷量爆發式增長，對高性能電機的需求也越來越大,扁線繞組以其相比圓線繞組具有的獨特優勢獲得了快速發展，成為新能源汽車電機研究與發展的熱點方向。

驅動電機是新能源汽車核心部件之一，Hairpin電機，顧名思義，就是"發卡"電機；當驅動電機從傳統的圓漆包線結構變成扁銅線結構時，定子繞組的形狀也變了，變得像發卡。在制造定子時，先把繞組做成像發卡一樣的形狀，再穿進定子槽內，從另一端穿出，并將發卡的端部焊接起來。

Hairpin電機以其小尺寸、高槽滿率、高功率密度、良好NVH 性能、熱傳導和散熱性能等性能優勢，以及耗材成本降低的經濟性優勢，在新能源汽車中的應用不斷增加，預計2025年中國扁線電機滲透率將達70%-80%。（數據來源于網絡）

圖片來源于網絡

現有的焊接方式主要有激光焊或氬弧焊,這兩種方法均是通過瞬間高溫將銅熔化而形成焊點,從而實現繞組的電氣連接。同時也有其他企業采用CMT冷焊或其他焊接方法。

HairPin焊接方式對比 

激光焊接的優勢：光束能量密度集中、加熱效率高、焊接速度快，因此母材的變形小，非熔化區金屬受熱影響小，焊接強度高，能滿足各項電機指標要求。

激光與銅的相互作用  

激光與銅材料相互作用大致可以分為三個階段：第一階段，材料對激光的吸收率較低，為加熱階段；第二階段，隨著材料的溫度升高，對激光的吸收率升高，為材料的熔化階段；第三階段，材料的溫度繼續升高，對激光的吸收率繼續升高，達到熔池的建立及擴展效果，這一階段直接影響著焊縫的寬度及深度，即影響焊接的強度。

扁銅線材料為紫銅，紫銅在激光焊接中屬于比較難焊接的材料，在固態下對1μm波長的激光初始吸收率僅為5%，達到熔點之后吸收率瞬間變為15%左右，由于吸收率變高輸入熔池的熱量也增加，熔池內部反應劇烈，焊接飛濺也隨之增加。

Hairpin的焊接難點：1、脆性相   2、氣孔 

01

脆性相

02

氣孔

脆性相與氣孔這兩種焊接缺陷均會導致Hairpin焊后的拉力測試不達標。

減少或避免缺陷產生的方法：

1

采用小芯經或者點環光斑的激光器，振鏡頭的聚焦/準直比盡可能小，使得光斑處的能量密度更高，減少焊接缺陷的產生

2

合理優化焊接的軌跡和激光能量控制，重熔會更易產生脆性相

3

可適當加入保護氣，減少銅焊接過程中的氧化，銅的氧化物及銅中雜質的氧化物大多數是在焊縫中以脆性相的形式存在

HairPin激光焊接要點 

1

對發卡裝配要求高，端子必須整齊一致，拼接靠緊，必要時采用裁剪工藝修理整齊

2

選對合適的光源和振鏡光學配比，減少焊接缺陷的產生

3

控制蘑菇頭的尺寸，蘑菇頭太大容易造成焊接過程中熔池下淌，蘑菇頭太小承載的面積不足，造成拉力測試不達標

4

采用氣刀保護以減少鏡片的損耗

5

采用專用治具，對發卡進行定位

6

兩個pin角之間的間隙不能太大，否則激光會燒蝕掉hairpin下端的絕緣層

 PAM系列產品技術特點 

1

激光器兩種外部控制模式方便客戶應用選擇：

① 雙路模擬電壓分別控制激光器"點"和"環"部分出光功率，可以在工作過程中實時變化功率

② 內部預設"點""環"能量比例，單路模擬電壓控制整體輸出功率

2

激光器型號款式多樣，選擇靈活：

① 激光器有4kW、6kW、12kW、20kW四個功率段共計9款典型配置激光器
 ② 激光器的輸出模式"點"、"環"和"點-環共生"三種模式

3

支持EtherCAT總線，低延遲高保真傳輸

4

光電分離設計，結構緊湊，安全可靠

5

自研高效信號合束器和光斑勻化器件，輸出能量功率穩定、分布均勻

6

針對焊接軌跡始末"緩升緩降"處理，解決收尾弧坑問題

7

可實現不同焊接工藝參數及波形儲存，最高可儲存256組

飛博PAM激光器Hairpin焊接工藝 

中心功率2800W、外環功率1800W，焊接速度250mm/s，焊接軌跡螺旋線，焊縫外觀形成圓潤的蘑菇頭，均勻一致、無虛焊、拉力達到要求的力學性能。

焊接樣件

飛博激光PAM激光器應用優勢

飛博PAM 4000/2000激光器

飛博激光PAM點環能量可調激光器是專門針對新能源領域研發的新產品，外環能量在焊接時可以對材料表面起到預熱的作用，可以增加材料對中心能量的吸收率，從而降低整體焊接功率，減小輸入熔池的熱量，起到抑制飛濺的作用；同時外環在熔池建立時能形成一個大熔池，可以起到穩定匙孔的作用，有效減少焊接缺陷，提高焊接質量。

因此飛博PAM激光器可解決新能源行業中的白車身、動力電池、電機等焊接伴隨熔融金屬匙孔不穩定問題，對抑制飛濺、降低氣孔率、防止裂紋、提高焊縫表面質量等應用效果顯著，可以滿足電池、電機生產的工藝要求；采用飛博這款YDFL-4000/2000-PAM點環能量可調激光器，可通過調節激光器的點功率和環功率以及搭配焊接系統中的曲線異化等工藝參數，實現螺旋式實心圓焊縫，使Hairpin焊點形成圓潤的蘑菇頭，有效增加兩個pin腳處的結合強度，提高焊縫質量