Silnik typu „hairpin” jest obecnie kluczowym kierunkiem badań nowych pojazdów energetycznych. Ze względu na swoją super wytrzymałość stał się nowym ulubieńcem znanych firm motoryzacyjnych. Jakie zalety ma silnik typu hairpin z tradycyjnym silnikiem? Jakie są stosowane technologie?
Silnik typu hairpin ma trzy główne zalety w porównaniu z tradycyjnym silnikiem grupy uzwojeń z drutu miedzianego. Po pierwsze, pełna prędkość obrotowa silnika szpilki jest wysoka. W tej samej przestrzeni szczeliny obszar wypełniony prętem miedzianym jest większy niż drutem miedzianym, co powoduje, że szczelina jest wypełniona większą liczbą przewodników miedzianych, poprawiając w ten sposób sprawność silnika. Po drugie, silnik typu „hairpin” może być chłodzony skuteczniej ze względu na wyższy współczynnik pełnego szczeliny i pełny kontakt między prętami miedzianymi. Jednak ze względu na powietrze pomiędzy drutami miedzianymi, wydajność chłodzenia powietrza jest niższa niż w przypadku bezpośredniego kontaktu, co nie sprzyja odprowadzaniu ciepła przez silnik. Po trzecie, silnik typu spinka do włosów jest mniejszy niż silnik z drutu miedzianego pod względem objętości i jest ekonomiczny, co bardziej sprzyja lekkości karoserii. Ze względu na ogromne zalety spinki do włosów w porównaniu z tradycyjnym silnikiem, produkcja silnika typu spinka stała się kluczowym kierunkiem badań wielu nowych przedsiębiorstw energetycznych w kraju i za granicą.
Obecnie głównymi procesami spawania spoin typu hairpin są spawanie łukowe i spawanie laserowe. Jak pokazano na rysunku, spawanie laserowe ma ogromne zalety pod wieloma względami: przede wszystkim pod względem elastyczności spawanie łukowe wymaga zaprojektowania różnych urządzeń spawalniczych, aby dostosować się do różnych rozmiarów silnika, podczas gdy spawanie laserowe może wykorzystywać metodę rozpoznawania wizualnego, wystarczy zmienić program identyfikacyjny; po drugie, spawanie laserowe jest bardziej stabilne niż spawanie łukowe, a proces spawania jest stabilny około 2 mm głębokości materiału miedzianego Jakość jest bardzo silna, ale po ponad 2 mm spawanie jest niestabilne, a dopływ ciepła jest duży, a spawanie laserowe może być głębsze niż spawanie łukowe, a dopływ ciepła jest mniejszy; po trzecie, połączenie między tymi dwoma procesami nie jest różne, ale powierzchnia spawania laserowego będzie gładsza; po czwarte, większy dopływ ciepła podczas spawania łukowego prowadzi do rozprysków i łatwo jest spowodować wady spawalnicze; po piąte, ustawienie Jeśli chodzi o oszczędność strat, proces spawania łukowego musi być dopasowany do różnych urządzeń spawalniczych dla różnych rozmiarów silników, podczas gdy spawanie laserowe wymaga jedynie wymiany szkła ochronnego; po piąte, różnica uderzeń spawania między dwoma procesami nie jest duża, ale czas przełączania sprzętu jest korzystniejszy; po szóste, pod względem kosztów, koszt sprzętu do spawania łukowego stanowi zaledwie około jednej piątej kosztu sprzętu laserowego i jest to ekscytujące. Optyczne stanowisko robocze wymaga specjalnej ochrony laserowej, a szkolenie personelu w zakresie bezpieczeństwa jest trudniejsze niż spawanie łukowe.
Zastosowanie spawania laserowego w silniku typu hairpin
Spawanie laserowe w spawaniu miedzi, pierwszą kwestią jest materiał do współczynnika pochłaniania lasera. Przy długości fali lasera 1060nm (laser CO2) współczynnik absorpcji miedzi przez laser wynosi tylko około 10%. W zakresie długości fali zielonego lasera 500nm, współczynnik absorpcji miedzi do lasera jest wyższy, a obecna technologia nie może osiągnąć bardzo głębokiej penetracji. Jednak gdy miedź jest w stanie topienia, szybkość absorpcji lasera może osiągnąć wyższy poziom, więc użycie lasera na ciele stałym o dużej mocy w celu uzyskania efektu zrywania otworów może umożliwić spawanie laserowe miedzi.
Obecnie powszechnym schematem spawania laserowego jest użycie głowicy laserowej w celu dopasowania odpowiedniego systemu rozpoznawania wizualnego. Głowica laserowa musi być systemem galwanometrycznym o dwóch wymiarach X i Y, który może realizować ścieżkę spawania o różnych figurach na płaszczyźnie spawania. Ponadto musi mieć również funkcję oscylacji o stosunkowo wysokiej częstotliwości, która może mieszać stopiony jeziorko w procesie spawania, co sprzyja wyładowaniu gazu w jeziorku stopionym i optymalizuje jakość spawania. System rozpoznawania wzroku musi być w stanie rozpoznać kształt różnych spoin do włosów, a także musi mieć określony zakres tolerancji na błędy.
