制造铁芯损耗降低且强度增加的电工钢片叠片铁芯的方法及通过该方法生产的叠片铁芯的制作方法

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制造铁芯损耗降低且强度增加的电工钢片叠片铁芯的方法及通过该方法生产的叠片铁芯的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种铁忍损耗降低和强度提高的电工钢片叠片铁忍的制造方法W及 通过该方法生产的叠片铁忍。
【背景技术】
[0002] 电工钢片包括娃(Si)并具有良好的磁性。运种电工钢片被用于形成诸如马达和 发电机等旋转机械的铁忍,在运些铁忍的制造过程中,具有圆形中央开口的圆形电工钢片 被依次堆叠并焊接在一起。
[0003] 用于形成运种叠片铁忍的电工钢片涂覆有绝缘材料W降低叠片铁忍中的满流损 耗,并且,由于其冲压工艺特性,具有有机物质和无机物质组合在其中的有机-无机复合涂 层材料被广泛用于涂覆电工钢片。
[0004] 运种电工钢片叠片铁忍是通过诸如馴接方法或焊接方法等机械接合方法进行加 工,W便防止当叠片铁忍在被搬运时堆叠的电工钢片的分离或在制造过程期间铜线被插入 叠片铁忍钢片。特别是,当焊接用于家用电器或电动车的小叠片铁忍时,使用未用填充金属 的鹤极惰性气体保护(TIG)焊接方法。
[0005] 然而,运种机械接合方法或焊接方法导致由于机械应变/热应变造成的磁损和由 于堆叠电工钢片之间的短路造成的铁忍损耗。
[0006] 虽然非专利文献1说明了在馴接方法中由短路导致的损耗比焊接方法低,但是馴 接方法无法保证用于在混合动力汽车或电动汽车的高功率/高效率马达中使用的大(高) 叠片铁忍的足够的接合力。因此,焊接方法仍在使用。
[0007] 据报道,因焊接导致的叠片铁忍的特性退化是与受焊接热输入量或焊接点数量影 响的焊缝的宽度和深度成比例的。因此,焊接热输入量或焊接点的数量必须被最小化W降 低性能的劣化。然而,在使用大铁忍W增加诸如马达等产品的输出功率的情况下,对减小焊 接热输入量或焊接点的数量存在限制。另外,虽然已提出等离子体或激光焊接W减小焊接 热输入量,但是运种方法在牢固地接合电工钢片方面具有限制。
[0008] 涂覆在电工钢片上用于绝缘的有机-无机复合材料可在焊接过程期间分解并产 生气体,当烙融金属凝固时,运种气体会渗入金属引起焊缝中的疏松缺陷,并因此减小接合 力。
[0009] [现有技术文献]
[0010] [非专利文献] 阳011] (文南犬 1)IEEJ.TransactionsonFundamentalsand Materials, 123(9), 857 (2003)

【发明内容】
阳〇1引技术问题
[0013] 本发明的一方面可包括一种通过堆叠和焊接电工钢片用于制造铁忍损耗降低和 强度提高的铁忍的方法W及通过该方法制造的叠片铁忍。
[0014] 解决方案
[0015] 根据本发明的一方面,一种电工钢片叠片铁忍的制造方法,其可包括:将电工钢片 堆叠W获得叠片部;焊接所述叠片部的外表面,其中在焊接期间,被用作焊接材料的焊丝具 有6. 5X10 7Qm或更大的电阻率、小于1. 02的相对磁导率和比电工钢片的烙点低的烙点。
[0016] 根据本发明的另一方面,电工钢片叠片铁忍可包括:叠片部,电工钢片堆叠在其 中;焊缝,其形成在叠片部的外表面,其中焊缝具有6. 5X10 或更大的电阻率和小于 1. 02的相对磁导率。
[0017] 本发明的有益效果
[0018] 如上所陈述,根据本发明的一方面,提供了一种电工钢片叠片铁忍的制造方法。根 据该方法,当控制焊缝的磁性和由焊接导致的短路部分的电阻时,可通过控制焊接热输入 速率减小热应力/热应变而无需减小焊缝的接合力,也可提高叠片铁忍的磁性。
[0019]另外,因为焊缝的固化点被降低,所W通过绝缘涂层分解产生的气体能被容易地 排放,从而可防止诸如气孔和凹陷等焊接缺陷。
[0020] 另外,因为通过该方法制造的叠片铁忍具有高强度和低铁忍损耗,所W叠片铁忍 可用在小型或中型产品W及诸如大型马达和发电机等大型产品中。
【附图说明】
[0021] 图1是说明在通用鹤极惰性气体保护(TIG)自烙焊接方法中铁忍损耗和焊接电流 之间关系的曲线图。
[0022]图2是说明在TIG自烙焊接方法中焊接强度和焊接电流之间关系的曲线图。
[0023] 图3A和图3B是解释根据本发明的实施例的电工钢片叠片铁忍的制造方法的透视 图和剖视图。
[0024] 图4A-图4D是解释根据本发明的实施例制造的叠片铁忍样品中形成的气孔的图 像:分别为比较样品2、本发明样品1、比较样品4、本发明样品1。
【具体实施方式】
[00巧]发明人已经进行研究W发现用于解决在使用焊接工艺制造电工钢片堆叠在其中 的铁忍期间磁性退化的问题的方法钢片铁忍。由此,发明人发现薄电工钢片堆叠在其中的 叠片铁忍的磁性受诸如当焊接叠片铁忍的外表面时出现的短路、内部气孔和热应力/热应 变等因素的影响。
[0026] 图1是说明在通用鹤极惰性气体保护(TIG)自烙焊接方法中铁忍损耗和焊接电流 之间关系的曲线图。在图1中示出的数据通过环形铁忍测试标准IEC60404-06测量,其中 W15/50表示1. 5T的磁通量和50化的频率,W10/200表示1. 0T的磁通量和200化的频率, W10/400表示1. 0T的磁通量和400化的频率W及W8/800表示0. 8T的磁通量和800化的频 率
[0027] 如在图1中所说明的,铁忍损耗(磁忍损耗)与影响焊接热输入量的焊接电流成 比例,具体地说,铁忍损耗在高频,即高旋转速度时高。换言之,当减小焊接热输入量时,铁 忍损耗可下降。其原因是由于在焊接期间热应力(应变)减小和通过减小短路焊缝的截面 积而增大电阻引起的。
[002引图2是说明在TIG自烙焊接方法中焊接强度和焊接电流之间关系的曲线图。焊接 强度是通过测量铁忍的每一块电工钢片的强度来获得。焊接强度W表明测量值的平均值和 标准偏差的箱线图的形式被说明。在曲线图中的每一个箱线图中,上侧和下侧表示第Ξ四 分位数和第一四分位数,中间线表示中位值。另外,箱线图中的点表示平均值,上部线和下 部线表示最大值和最小值。焊接速度为300mm/min,拉伸试验机的拉伸速度为5mm/min。如 图2所说明的,当焊接电流被降低W减小焊接热输入量时,焊接强度降低。也就是说,当如 图1中说明,焊接热输入量被减小W降低铁忍损耗,焊接强度也被降低,当马达铁忍等叠片 铁忍被搬运或在下一个工艺中被加工时会导致焊缝的断裂,从而导致安全问题或额外的修 理费用。
[0029] 也就是说,当焊接热输入量被减小W降低铁忍损耗时,必须设定焊接热输入量的 下限值W保证一定程度的焊接强度。换言之,所需要的是利用小的焊接热输入量制造强度 高且铁忍损耗低的叠片铁忍的方法。
[0030] 因此,发明人提出了一种使由焊接导致的叠片铁忍的铁忍损耗最小化的方法,其 利用诸如W焊丝为焊接材料的TIG焊接方法等方法而不是利用通用的焊丝焊接方法。在W 焊丝为焊接材料的TIG焊接方法中,焊接热输入量可被减小至不降低焊接强度但是降低热 应力/热应变和增加焊缝的短路电阻的程度。
[0031] 本发明的实施例提供了电工钢片叠片铁忍的制造方法。该方法包括:将
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