모터 라미네이션 스택 용접(레이저 대 TIG): 핵심 성능을 희생하지 않고 왜곡을 방지하는 방법

왜곡이 문제라면 여기서부터 시작하세요: 열 입력을 줄이고, 스택을 더 고르게 고정하고, 조인트에 실제로 필요한 것보다 더 많은 용접을 중단합니다.. 대부분의 경우 모터 라미네이션 스택, 레이저 용접은 가열 영역이 더 작고 손상을 국소화하기 쉽기 때문에 치수 안정성과 자기 성능이 동시에 중요한 경우 TIG보다 더 넓은 공정 여유를 제공합니다. 접합 강도가 주요 제약 조건인 경우 TIG가 여전히 합리적일 수 있지만 일반적으로 더 높은 열 가격을 요구합니다. 그 대가는 당김, 잔류 응력, 코팅 손상으로 나타나며 때로는 나중에야 드러나는 코어 손실의 조용한 증가로 나타나기도 합니다.

이것이 라미네이션 스택 용접의 진짜 함정입니다. 기계적으로 견고해 보이는 용접도 모터를 손상시키는 단계가 될 수 있습니다. 얇은 전기 강철 적층은 와전류를 제한하기 위해 존재합니다. 특히 이음새가 너무 길거나 너무 뜨거울 때 용접은 층을 전기적으로 연결하고 절연 코팅을 손상시키며 자기 거동을 악화시키는 국부 응력을 유발할 수 있습니다. 용접된 전기 강철 스택에 대한 여러 연구에 따르면 용접 후 철 손실이 더 많이 발생하며 용접 영역이 커질수록 그 영향이 커지는 경향이 있다고 합니다.

따라서 목표는 “최대 관통력”이나 “가능한 가장 강한 비드”가 아닙니다. 그렇지 않습니다. 목표는 다음과 같은 조인트입니다. 충분히 강한, 에서 가장 유해한 위치를 사용하여 가장 작은 열 발자국 애플리케이션이 견딜 수 있는 한도까지만 허용합니다. 이렇게 하면 재작업 문제가 발생하기 전에 왜곡을 제어할 수 있습니다.

라미네이션 스택에서 실제로 왜곡을 줄이는 요소

프로세스의 세부 사항을 살펴보기 전에 실제로 가장 중요한 레버는 다음과 같습니다:

1. 조인트당 총 열 입력량 감소
2. 스택 높이 전체에 걸쳐 균일한 압축 사용
3. 설계가 허용하는 경우 긴 연속 이음새를 더 짧고 분산된 용접으로 교체합니다.
4. 용접부가 꼭 맞는 표면에 닿지 않도록 하거나 하우징 조립이 빡빡한 경우 용접부를 오목하게 만듭니다.
5. 용접 전 스택 품질 관리: 버, 코팅 상태, 가장자리 손상, 평탄도
6. 비드 외관만 보고 성공 여부를 판단하는 것이 아니라 용접 후 형상과 자기 손상으로 성공 여부를 판단합니다.

이 목록은 평범하게 들립니다. 그래야 합니다. 라미네이션 스택의 왜곡은 일반적으로 한 번의 극적인 실수로 인해 발생하는 것이 아닙니다. 작은 실수들이 누적되어 발생합니다. 용접 길이가 너무 길다. 약간 고르지 않은 클램프 압력. 하우징이 딱 맞는 곳에 이음새가 배치되지 않은 경우. 그런 다음 스택이 당겨집니다.

라미네이션 스택이 쉽게 왜곡되는 이유

라미네이션 스택은 단단한 링이나 단단한 막대가 아닙니다. 작은 인터페이스, 작은 간격, 코팅 두께 변화, 버, 시트마다 국부적인 강성 변화 등이 있는 레이어드 구조처럼 작동합니다. 한쪽 가장자리를 가열하면 스택이 하나의 깨끗한 블록으로 반응하지 않습니다. 일부 라미네이션이 움직입니다. 일부 브리지. 일부는 고정 장치에 고정된 상태로 유지되는 반면 인접한 레이어는 냉각 중에 다르게 수축합니다. 그 결과 일반적으로 국부적인 당김, OD 심 높이 증가, 보우, 런아웃 또는 뒤틀림이 발생합니다. 잔류 응력도 이러한 이야기의 일부이며, 전기 강재에서는 형상과 자기 성능에 대해 한 번씩 두 번 중요합니다.

또 다른 문제가 있습니다. 용접은 단순히 라미네이션을 기계적으로 결합하는 것이 아닙니다. 용접은 이음새 근처의 전기적 및 야금학적 상태도 변화시킵니다. 코팅이 저하될 수 있습니다. 층간 저항이 떨어질 수 있습니다. 이음새는 전기적으로 연결된 가장자리처럼 작동할 수 있습니다. 고정자 코어 접합에 대한 최근 검토 작업에 따르면 용접 이음새는 종종 외경에 배치되며 이음새 형상이 나중에 하우징에 압입 또는 수축 맞춤 조립을 방해할 수 있기 때문에 홈이 필요할 수도 있다고 지적합니다. 이는 외관상의 문제가 아닙니다. 생산상의 문제입니다.

모터 라미네이션 스택 용접을 위한 레이저 대 TIG

레이저 용접

레이저 용접은 일반적으로 라미네이션 스택의 주요 위험이 왜곡, 코팅 손상, 자기적 특성 손실인 경우 더 안전한 기본값입니다. 그 이유는 간단합니다. 에너지가 더 집중되고 열의 영향을 받는 영역이 더 작으며 이음새를 좁게 유지할 수 있기 때문입니다. 적층 전기강에 대한 비교 연구에 따르면 일반적으로 레이저 용접이 TIG보다 자기 특성을 더 잘 보존하며, TIG가 더 강한 접합부를 생성하는 경우에도 레이저 용접이 자기 특성을 더 잘 보존하는 것으로 나타났습니다. 또한 펄스 레이저 방식은 파라미터가 안정적인 범위 내에서 유지된다면 열적으로 더 공격적인 연속 레이저 조건에 비해 철 손실의 증가를 줄일 수 있습니다.

그렇다고 레이저가 자동으로 안전하다는 의미는 아닙니다. 레이저 이음새가 너무 깊거나, 너무 길거나, 너무 연속적이거나, 임계 맞춤 표면에 너무 가까우면 스택을 당겨서 여전히 큰 손상 영역을 만들 수 있습니다. 공정 마진이 더 넓은 것은 맞습니다. 하지만 무한하지는 않습니다.

TIG 용접

TIG 용접은 접합 강도 요구 사항이 높거나 생산량이 적거나 공정 경로가 이미 확립되어 있고 잘 제어되는 경우에 유용할 수 있습니다. 그러나 라미네이션 스택의 경우 TIG는 일반적으로 열 입력이 더 넓고 용융 영역이 덜 국소화되기 때문에 왜곡 제어가 더 어렵습니다. 비배향 전기강에 레이저와 TIG를 비교한 연구에 따르면 용접 접합 강도가 더 높은 경우에도 TIG의 자기 성능 저하가 더 큰 것으로 나타났습니다. 이러한 트레이드오프가 중요합니다. 스택이 조립하기 어렵거나 서비스 효율이 떨어지면 강한 접합부만으로는 충분하지 않습니다.

따라서 프로세스 선택은 종종 간단합니다:

• 만약 치수 안정성 및 자기 손상 가 주요 관심사라면 레이저.
• 만약 관절 강도가 지배적 를 사용하면 더 큰 열 손실을 흡수할 수 있습니다, TIG 는 여전히 작동할 수 있지만 비드 크기, 순서 및 제한에 대한 더 엄격한 규율이 필요합니다.

왜곡 제어를 위한 실제 프로세스 창

많은 기술 문서에서 모호한 부분이 바로 이 부분입니다. 그들은 “매개 변수 최적화”에 대해 이야기하고 거기에 남겨 둡니다. 그것만으로는 충분하지 않습니다. 라미네이션 스택 용접에 유용한 프로세스 창은 네 가지를 연결해야 합니다: 부품 상태, 용접 변수, 지오메트리 타겟 및 릴리스 검사.

1. 먼저 부품 조건을 정의합니다.

용접 설정을 선택하기 전에 이러한 입력을 잠급니다:

• 라미네이션 소재 및 두께
• 스택 높이
• 외경 및 맞춤 표면
• 단열 코팅 유형 및 상태
• 버 레벨 및 가장자리 품질
• 필요한 조인트 기능: 핸들링 전용, 어셈블리 유지, 토크 전달 또는 더 무거운 것

이러한 정보가 없으면 소위 파라미터 윈도우는 추측에 불과합니다. 짧고 두꺼운 스택에서는 무해한 동일한 용접 레이아웃이 얇은 라미네이션이 있는 높은 스택에서는 너무 공격적일 수 있습니다.

2. 스택을 실제로 이동하는 용접 변수 제어

왜곡의 경우, 우선순위 변수는 미스터리하지 않습니다:

• 용접당 총 열 입력량
• 솔기 길이
• 솔기 개수
• 솔기 간격
• 침투 깊이
• 이동 패턴 또는 펄스 전략
• 스택 전체에 걸친 클램프 힘 균일성

전기 강철의 레이저 스폿 및 심 용접에 대한 연구는 동일한 방향을 지지합니다. 더 작은 가열 영역과 더 제어된 에너지 입력은 기계적 왜곡과 자기 손상을 모두 줄이는 경향이 있는 반면 과도한 비드 영역이나 공격적인 연속 용접은 철 손실과 응력 효과를 증가시키는 경향이 있습니다.

3. 용접 설정뿐만 아니라 기하학적 타겟 설정

용접 후 허용 타겟을 포함하지 않으면 왜곡 제어 프로세스 창이 불완전합니다. 실제로 이는 한계를 정의하는 것을 의미합니다:

• 평탄도
• 표시된 총 런아웃
• OD 솔기 자랑스러운 높이
• 용접부 근처의 국부적 당김
• 스택 정사각형
• 주택 적합성 간섭 위험

이는 두 부품의 용접부가 비슷해 보이지만 조립 동작이 매우 다를 수 있기 때문에 중요합니다. 하나는 하우징으로 미끄러집니다. 하나는 이음새에 걸리고 강제로 2차 작업을 수행합니다.

4. 애플리케이션에 필요한 곳에 자기 및 전기 점검을 추가합니다.

모터 설계가 고정자 손실에 민감한 경우 용접 후 릴리스가 지오메트리에만 의존해서는 안 됩니다. 다음과 같은 확인 사항을 추가하세요:

• 층간 저항 또는 절연 무결성 검사
• 영향을 받는 영역 크기의 단면 검토
• 용접되지 않은 레퍼런스 또는 승인된 레퍼런스와 코어 손실 비교
• 정의된 샘플링 간격의 파괴적 조인트 테스트

전기강에 대한 용접 연구는 접합 면적, 열 심각도 및 잔류 응력이 철 손실을 측정 가능하게 변화시킬 수 있음을 일관되게 보여줍니다. 그렇기 때문에 시각적으로 허용되는 이음새만으로는 충분하지 않습니다.

일반적으로 왜곡이 시작되는 위치 및 가장 먼저 변경해야 할 사항

이 표는 테스트를 대신할 수 없습니다. 의사 결정의 지름길입니다. 왜곡 제어는 일반적으로 첫 번째 응답이 다음과 같은 경우 더 빠르게 개선됩니다. 열, 레이아웃 및 구속, 외형적인 조정이 아닙니다.

일반적으로 더 잘 작동하는 용접 레이아웃 규칙

이음새를 짧게 유지

용접의 일반적인 왜곡 제어 지침은 수년 동안 일관되게 유지되어 왔습니다. 접합 요건을 충족하는 최소한의 용접량을 사용하고, 더 짧은 길이로 할 수 있는 경우 긴 용접을 피하는 것입니다. 라미네이션 스택의 경우, 이음새가 길면 수축 경로가 길어지고 동시에 손상된 자기 영역이 더 커지기 때문에 더욱 그렇습니다.

구속 배포

한 번의 연속 용접 대신 여러 번의 짧은 용접을 허용하는 설계가 더 나은 방향인 경우가 많습니다. 분산 스폿 또는 짧은 심 전략은 수축 집중을 줄이고 스택 가장자리를 따라 전기적으로 연결된 경로를 제한할 수 있습니다. 전기 강철 접합 연구에서 이러한 종류의 패턴은 용접 면적이 넓을 때 발생하는 불이익을 줄이기 위해 특별히 연구되었습니다.

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외경 용접은 활성 치아 부위를 덜 방해하고 접근하기 쉽기 때문에 일반적으로 사용됩니다. 하지만 일반적이라고 해서 무해한 것은 아닙니다. 스택이 단단한 하우징에 들어가는 경우 OD의 자랑스러운 이음새는 직접 맞춤 문제를 일으킬 수 있습니다. 최근 검토 작업에 따르면 오목한 용접 배치는 바로 이러한 이유로 자주 사용됩니다.

사람들이 인정하고 싶어하는 것보다 더 중요한 것은 고정 장치입니다.

용접 전에 균일하게 압축되지 않은 스택은 이미 왜곡의 절반이 진행 중입니다. 당연한 말처럼 들립니다. 하지만 여전히 놓치고 있습니다.

픽스처는 한 번에 세 가지 작업을 수행해야 합니다:

• 모든 라미네이션을 제자리에 고정
• 스택 높이까지 합리적으로 압력을 유지합니다.
• 용접이 시작되기도 전에 부품을 구부리는 새로운 국부 응력을 생성하지 마십시오.

전기강판 라미네이션의 레이저 스폿 용접에 대한 실험 결과, 적지만 안정적인 접촉 압력만으로도 접합 중에 라멜라를 고정할 수 있는 것으로 나타났습니다. 이 교훈은 보편적인 압력 수치가 아닙니다. 교훈은 다음과 같습니다. 균일성 가 중요합니다. 한 영역은 단단히 고정되고 다른 영역은 거의 닿지 않는 고정 장치는 일관성 없는 이음새 형성과 레이어 이동을 유발합니다.

계속 과소평가되는 스택 준비 단계

용접을 잘못된 스택 준비를 수정하는 단계로 취급하지 마세요. 그런 경우는 거의 없습니다.

버가 과도하거나 코팅이 손상된 경우, 가장자리가 더러운 경우, 라미네이션 평탄도가 불안정한 경우 용접 풀의 예측 가능성이 낮아지고 원치 않는 층간 브리징이 발생할 가능성이 높아집니다. 코팅 열화 제품은 다공성 및 기타 이음새 결함의 원인이 될 수도 있습니다. 이러한 현상이 용접에 나타날 때쯤이면 근본 원인은 대개 업스트림에 있는 경우가 많습니다.

더 깔끔한 규칙은 이것입니다: 안정적인 용접은 안정적인 스택에서 시작됩니다.. 즉, 아크 또는 빔이 시작되기 전에 들어오는 라미네이션 품질, 스택 정렬, 버 방향 및 사전 용접 압축을 제어해야 합니다.

검사: 용접이 허용 가능한지 확인하는 방법

라미네이션 스택 용접이 “깨끗해 보인다는 이유만으로” 해제해서는 안 됩니다. 이는 너무 약한 기준입니다.

더욱 강력한 검사 루틴은 네 가지 증거 계층을 확인합니다:

지오메트리

평탄도, 런아웃, 스택 정사각도, OD 솔기 자랑 높이, 용접부 근처의 국부적 당김을 측정합니다.

야금 조건

승인된 샘플의 섹션을 검토하여 실제 침투 깊이, 영향을 받는 영역 크기, 융합이 의도한 것보다 큰지 여부를 확인합니다.

전기 및 자기 상태

성능이 민감한 경우 층간 절연 상태를 확인하고 코어 손실을 기준 조건 또는 제어 샘플과 비교합니다.

기계적 유지

실제 용접 작업에 따라 실제 샘플링 빈도로 정의된 파괴 테스트 또는 유지력 검사를 실행합니다.

많은 팀이 이 점을 간과합니다. 그런 다음 “어셈블리 변형'이나 ”예상치 못한 효율성 저하'를 마치 별개의 문제인 것처럼 해결하느라 시간을 소비합니다. 때로는 전혀 별개의 문제가 아닐 수도 있습니다. 용접부터 시작해야 합니다.

모터 라미네이션 스택 용접에서 흔히 발생하는 실수

실수 1: 허용 가능한 가장 덜 해로운 용접 대신 가장 강한 용접을 선택함

이 논리는 많은 제작 부품에서 작동합니다. 여기서는 잘 작동하지 않습니다.

실수 2: 용접 후 지오메트리 제한을 정의하지 않고 프로세스 창이라고 부르기

설정만으로는 부품을 보호할 수 없습니다.

실수 3: 견고해 보인다는 이유로 연속 이음새 사용

종종 견고해 보이기도 합니다. 또한 수축을 집중시키고 손상된 영역을 확대합니다.

실수 4: 용접 설계 시 하우징 적합성 무시

용접은 견디지만 삽입 중에 충돌하는 이음새는 좋은 이음새가 아닙니다.

실수 5: TIG와 레이저를 같은 것으로 취급하기

그렇지 않습니다. 열 거동이 다르고 왜곡 위험도 다릅니다.

자주 묻는 질문

최종 요점

모터 라미네이션 스택 용접 시 왜곡을 방지하려면 용접 비드부터 시작하지 마세요. 스택, 고정 장치 및 열 예산부터 시작하세요.

사용 기본적으로 레이저 더 작은 열 발자국이 필요한 경우. 사용 신중하게 TIG 접합 특성이 꼭 필요하고 부품이 더 큰 열 효과를 흡수할 수 있을 때 사용합니다. 이음새를 짧게 유지합니다. 가능하면 이음새를 넓게 벌립니다. 스택을 균일하게 고정합니다. 중요한 맞춤 표면을 보호합니다. 그런 다음 외관만 보지 말고 형상 및 성능 검사를 통해 결과를 확인합니다.

이것이 대부분의 성공적인 라미네이션 스택 용접의 실용적인 규칙입니다. 가장 큰 용접은 아닙니다. 가장 잘 제어되는 용접입니다.