RS66860B1 - Postupak i uređaj za lasersko zavarivanje provodnih žica - Google Patents

Description

Opis

Predmetni pronalazak se odnosi na postupak za lasersko zavarivanje provodnih žica, posebno provodnih žica raspoređenih u prorezima jezgra dinamo električne mašine, kao što je jezgro statora, za formiranje namotaja i uređaja za lasersko zavarivanje provodnih žica.

Stator motora uključuje jezgro statora i više segmentnih kalemova koji su raspoređeni u prorezima jezgra statora. Segmentni kalemi mogu se formirati provodnom žicom, posebno ravnom žicom od bakra i obloženom izolacionim filmom.

Provodna žica može biti obezbeđena iglastim provodnicima, kao što su I-iglasti provodnici ili provodnici ukosnice, koji se mogu umetnuti u proreze jezgra statora sa jedne aksijalne strane jezgra statora.

Provodnici ukosnice obično imaju dve noge i deo mosta koji spaja dve noge. Jedna noga je umetnuta u jedan prorez. Delovi mosta se pružaju aksijalno van statora na jednoj aksijalnoj strani jezgra statora, dok se noge protežu van proreza na suprotnoj aksijalnoj strani jezgra statora. I-iglasti provodnici se sastoje samo od jedne noge.

Međusobnim povezivanjem dve noge za produženje može se stvoriti kontinualni provodnik sličan namotaju.

Krajevi iglastog provodnika se međusobno spajaju zavarivanjem kako bi se formirao namotaj statora. Na primer, ovde se može koristiti plazma zavarivanje, otporno zavarivanje ili zavarivanje volframovim inertnim gasom.

Zavarivanje laserskim zrakom se često koristi zbog velikih mogućnosti za preciznost zavara, automatizaciju i vreme niskog ciklusa.

Spajanjem laserskog zraka u materijal nastaje talina, što dovodi do međusobnog povezivanja komponenti. Da bi se sprečilo oštećenje laserskog izvora usled efekata povratne sprege, može se izvršiti koso pozicioniranje laserskog zraka ili komponenti za najviše 0–15° jedna prema drugoj, u zavisnosti od proizvođača laserskog izvora.

Međutim, zbog skidanja izolacionog filma sa krajeva iglastog provodnika, može doći do zazora između susednih bočnih površina čak i kada su iglasti provodnici spojeni.

EP3292940 A1 otkriva da nanosi laserski zrak na prvu krajnju površinu prve ravne žice i drugu krajnju površinu druge ravne žice kako bi se zavarila prva bočna površina i druga bočna površina. Laserski zrak se nanosi unutar prve krajnje površine i istovremeno unutar druge krajnje površine dok se postepeno povećava prečnik putanja laserskog zraka u obliku petlje kako bi se omogućilo da rastopljeni bazeni dođu do prve bočne površine i druge bočne površine spojene zajedno. Na taj način, zazor između prve i druge ravne žice može biti ispunjen materijalom obe ravne žice.

JP2018-30155 A otkriva postupak laserskog zavarivanja ravne žice, uključujući skeniranje unutrašnjosti krajnje strane prve ravne žice laserskim snopom u obliku petlje kako bi se formirao prvi rastopljeni bazen koji dostiže drugu ravnu žicu i skeniranje unutrašnjosti krajnje strane druge ravne žice u obliku petlje kako bi se formirao drugi rastopljeni bazen koji doseže prvu ravnu žicu i prvi rastopljeni bazen. Razmak između žica je ispunjen materijalom iz samo jedne žice.

US2020067388A1 otkriva da su krajevi provodnika nagnuti u odnosu na okomiti smer. To dovodi do mosta formiranog laserskim zavarivanjem koji teče između prvog provodnika i drugog provodnika koso u odnosu na aksijalni pravac. Zbog gravitacije, talina može da premosti razmak između krajeva provodnika.

Prema US20170257002 A1 prorezi se mogu formirati na krajevima provodnika, tako da se topljenje može postići smanjenim ulazom toplote.

US20200083787 A1 uči da skenira laserski zrak u mnoštvu oblika neprekidne petlje iz jednog ili oba krajnja dela zavarivanja.

Krajevi provodnih žica mogu se oštriti radi lakšeg umetanja u proreze jezgra dinamo električne mašine. Krajevi provodnih žica tada ne sadrže ravnu površinu, tako da laserski zrak nema homogenu raspodelu snage po krajnjoj površini zbog različitih rastojanja i činjenice da zazor između dva naoštrena kraja varira duž aksijalne dužine provodnih žica. Krajevi se mogu odseći pre laserskog zavarivanja kako bi se obezbedili ravni krajevi. Međutim, bakarni materijal se u ovom slučaju baca.

Stoga je cilj predmetnog pronalaska prevazilaženje nedostataka predmetne oblasti, a posebno obezbeđivanje postupka i aparata za lasersko zavarivanje provodnih žica koje omogućavaju brzo i pouzdano povezivanje krajeva provodnih žica.

Prema predmetnom pronalasku, ovi i drugi problemi su rešeni postupkom i aparatom prema nezavisnim patentnim zahtevima.

Postupak prema pronalasku se koristi za lasersko zavarivanje provodnih žica. Prvi kraj prve provodne žice i drugi kraj druge provodne žice raspoređeni su jedan pored drugog. Poželjno je da se barem aksijalno proširujući delovi provodnih žica naslanjaju jedni na druge, na primer pomoću alata za presovanje za presovanje u radijalnom i/ili obodnom smeru.

Konkretno, provodne žice su raspoređene u prorezima jezgra dinamo električne mašine, kao što je jezgro statora ili jezgro armature ili rotora, kako bi se formirao namotaj kada su povezane.

U okviru ove prijave termini aksijalni, obodni i radijalni odnose se na geometriju jezgra.

Laserski zrak se nanosi na prvu krajnju površinu prve provodne žice omeđenu prvom radijalnom površinom i drugu krajnju površinu druge provodne žice omeđenu drugom radijalnom površinom kako bi se zavario prvi kraj prve provodne žice i drugi kraj druge provodne žice.

Prva radijalna površina i druga radijalna površina mogu biti jedna naspram druge. Prva radijalna površina i druga radijalna površina mogu ograničiti razmak između prve provodne žice i druge provodne žice.

Pre zavarivanja, prva bočna površina prvog kraja prve provodne žice i druga bočna površina drugog kraja druge provodne žice su okrenute jedna prema drugoj i po mogućnosti dodiruju jedna drugu.

Po mogućnosti, susedne provodne žice su susedne u radijalnom smeru, tako da je prva bočna površina prva radijalna površina, a druga bočna površina je druga radijalna površina, koje su okrenute jedna prema drugoj.

Prva krajnja površina i druga krajnja površina poželjno su usmerene prema gore.

Prva krajnja površina i druga krajnja površina po mogućnosti svaka sadrže uglavnom vertikalnu normalnu stranu. To znači da je srednja vrednost čeone normale unutar ugla od /- 10° prema gravitacionom vektoru.

Poželjno je da je jezgro dinamo električne mašine koja hostuje provodne žice raspoređeno tako da je osa jezgra usmerena vertikalno, a osa jezgra poravnata sa gravitacionim vektorom.

Prva krajnja površina i druga krajnja površina mogu biti aksijalno usmerene. Prva krajnja površina i druga krajnja površina mogu imati u osnovi aksijalnu normalnu stranu. Prva bočna površina i druga bočna površina mogu biti okrenute radijalno.

Alternativno, krajevi provodnih žica mogu biti usmereni u radijalnom ili obodnom smeru.

Na primer, krajevi provodnih žica mogu biti savijeni prema spoljašnjosti ili unutrašnjosti jezgra. U ovom slučaju, prva krajnja površina i/ili druga krajnja površina na koju je usmeren laserski zrak mogu biti delovi bočnih strana provodnih žica okrenutih radijalno. Prva bočna površina i druga bočna površina mogu biti okrenute obimno.

Alternativno, provodne žice mogu biti savijene prema spoljašnjosti ili unutrašnjosti jezgra, a prva krajnja površina i/ili druge krajnje površine protiv kojih je usmeren laserski zrak mogu biti usmerene i prema spoljašnjosti ili unutrašnjosti jezgra.

Alternativno, jezgro dinamo električne mašine u kojoj se nalaze provodne žice može biti raspoređeno tako da je osa jezgra raspoređena pod uglom, na primer okomito na gravitacioni vektor. U ovom slučaju, prva krajnja površina i/ili druga krajnja površina na koju je usmeren laserski zrak mogu biti delovi bočnih strana provodnih žica. U ovom slučaju, prva krajnja površina i/ili druga krajnja površina dve radijalno susedne provodne žice koje treba povezati mogu biti okrenute obimno i istovremeno usmerene prema gore.

Poželjno je da je najmanje jedan laserski alat za generisanje laserskog zraka i/ili za vođenje laserskog zraka postavljen iznad prve krajnje površine i druge krajnje površine.

Laserski alat se takođe može postaviti pored krajnjih površina okrenutih u radijalnom smeru tako da se u suštini horizontalno raspoređena greda za zavarivanje može primeniti na krajnje površine koje su usmerene, na primer, radijalno.

U prvom koraku (i) laserski zrak se nanosi unutar prve krajnje površine u prvoj suštinski zatvorenoj putanji kako bi se formirao prvi rastopljeni bazen. U okviru ove prijave „suštinski zatvoreno“ znači da putanja obuhvata najmanje ugao od 270° i po mogućnosti je potpuno zatvorena.

Kako je prva suštinski zatvorena putanja unutar prve krajnje površine, prvi rastopljeni bazen ne dostiže prvu radijalnu površinu prve provodne žice.

U drugom koraku (iia), laserski zrak se nanosi unutar druge krajnje površine u drugoj suštinski zatvorenoj putanji kako bi se formirao drugi rastopljeni bazen.

Drugi korak se izvodi naknadno na prvi korak i istim laserskim alatom.

Kako je druga suštinski zatvorena putanja unutar druge krajnje površine, drugi rastopljeni bazen ne dostiže drugu radijalnu površinu druge provodne žice.

Kako su prva i druga krajnja površina poželjno usmerene prema gore, horizontalna površina rastopljenog bazena može ostati nepomična unutar odgovarajuće provodne žice.

Prečnik suštinski zatvorene putanje i/ili druge suštinski zatvorene putanje može biti manji od polovine prečnika provodnih žica ili može biti manji od polovine kraće dužine pravougaone konture provodne žice.

Laserski zrak se nanosi u trećem koraku (iii) na prvu krajnju površinu i na drugu krajnju površinu na putu od prvog rastopljenog bazena do druge krajnje površine.

Poželjno je da se treći korak (iii) izvrši naknadno do prvog koraka (i) i pre drugog koraka (ii).

Treći korak (iii) se može izvršiti istim laserskim alatom kao korak (i) i korak (ii).

Poželjno je da se laserski zrak nanosi pravolinijski. Laserski zrak može stvoriti rastopljenu liniju, duž koje materijal može teći iz prvog rastopljenog bazena u region između dve provodne žice. Dakle, materijal se može preneti iz prvog bazena prema drugom kraju, posebno u razmak između dve provodne žice.

Alternativno ili dodatno u odnosu na treći korak, u četvrtom koraku laserski zrak se može naneti na prvu krajnju površinu i na drugu krajnju površinu u trećoj suštinski zatvorenoj putanji koja povezuje prvi i drugi rastopljeni bazen.

Po mogućnosti, četvrti korak (iv) se izvodi naknadno do prvog koraka (i) i trećeg koraka (iii) i poželjnije do drugog koraka. Četvrti korak (iv) se može izvršiti istim laserskim alatom kao korak (i) i korak (ii), a poželjno kao korak (iii).

Alternativno, vrši se prvi korak (i) i nakon toga se laserski zrak nanosi na putanju koja odgovara prvom delu treće suštinski zatvorene putanje koja počinje na prvom rastopljenom bazenu i završava se na drugoj krajnjoj površini. Nakon toga, vrši se drugi korak (ii) i nakon toga se završava treća suštinski zatvorena putanja.

Trećom suštinski zatvorenom putanjom prvi i drugi rastopljeni bazen mogu se spojiti sa zajedničkim rastopljenim bazenom, koji povezuje prvi kraj prve provodne žice i drugi kraj druge provodne žice čim se zajednički rastopljeni bazen ohladi i učvrsti.

Dakle, nakon nanošenja laserskog zraka u prvoj suštinski zatvorenoj putanji unutar prve krajnje površine kako bi se formirao prvi rastopljeni bazen, laserski zrak se može naneti u drugoj suštinski zatvorenoj putanji unutar druge krajnje površine kako bi se formirao drugi rastopljeni bazen u koraku (iia), a zatim se laserski zrak može naneti u koraku (iiia) na putanju koja počinje od prvog rastopljenog bazena do druge krajnje površine i/ili u trećoj suštinski zatvorenoj putanji do prve krajnje površine i do druge krajnje površine čime se povezuju prvi i drugi rastopljeni bazen.

U koraku (iia), drugi rastopljeni bazen se formira drugim laserskim zrakom na takav način da drugi rastopljeni bazen ne utiče na drugu radijalnu površinu druge provodne žice.

U koraku (iiia) primenjuje se prelazni laserski zrak kako bi se formirala spojna putanja koja počinje od prvog rastopljenog bazena prema drugoj krajnjoj površini koja prelazi prvu radijalnu površinu i drugu radijalnu površinu dok se ne udari u drugi rastopljeni bazen.

Alternativno, nakon nanošenja laserskog zraka u prvoj suštinski zatvorenoj putanji unutar prve krajnje površine kako bi se formirao prvi rastopljeni bazen, laserski zrak se može voditi do druge krajnje površine u koraku (iiib), nanošenjem laserskog zraka u putanji koja počinje od prvog rastopljenog bazena do druge krajnje površine i/ili u trećoj suštinski zatvorenoj putanji do prve krajnje površine i do druge krajnje površine. Nakon toga, u koraku (iib) laserski zrak se može primeniti u drugoj suštinski zatvorenoj putanji unutar druge krajnje površine kako bi se formirao drugi rastopljeni bazen, tako da putanja i/ili treća suštinski zatvorena putanja povezuju prvi rastopljeni bazen i drugi rastopljeni bazen.

U koraku (iiib) prelazni laserski zrak se nanosi na spojnu putanju koja počinje od prvog rastopljenog bazena prema drugoj krajnjoj površini koja prelazi prvu radijalnu površinu i drugu radijalnu površinu.

U koraku (iib) drugi rastopljeni bazen se formira drugim laserskim zrakom na takav način da drugi rastopljeni bazen ne utiče na drugu radijalnu površinu druge provodne žice, a drugi rastopljeni bazen utiče na spojnu putanju na drugoj krajnjoj površini.

U oba slučaja rastopljeni bazeni unutar odgovarajućih žica povezani su spojnom putanjom, tako da preko spojne putanje materijal iz obe žice može ući u razmak između žica.

Kako se u oba slučaja formiraju rastopljeni bazeni unutar prve i druge krajnje površine koji ne utiču na odgovarajuću radijalnu površinu, izbegava se da materijal iz samo jedne žice popuni prazninu između žica.

Konkretno, provodne žice su provodnici sa ravnom žicom pravougaonog poprečnog preseka. Aksijalne krajnje površine mogu imati pravougaoni oblik i, na primer, ravne su.

Prva i/ili druga provodna žica može biti noga iglastog provodnika, kao što je ukosnica ili I-igla.

Radijalna površina i/ili obodna površina provodnih žica mogu biti opremljene izolacionim slojem. Izolacioni sloj se može ukloniti najmanje sa delova prve bočne površine i druge bočne površine pre početka prvog koraka (i) i/ili drugog koraka (ii).

Nakon formiranja prvog rastopljenog bazena, laserski zrak se može voditi do druge krajnje površine ravnom putanjom.

Nakon obavljanja prvog koraka (i) i pre obavljanja drugog koraka (ii), laserski zrak se može usmeriti na drugu krajnju površinu, po mogućnosti ravnom putanjom. Poželjno je da laser radi tokom ovog kretanja, tako da se izvodi korak (iii).

Prva suštinski zatvorena putanja i/ili druga suštinski zatvorena putanja mogu biti kružne.

Prvi i/ili drugi rastopljeni bazen mogu imati kružne površine.

Treća suštinski zatvorena putanja može biti eliptična.

Elipsa može biti raspoređena između i tangencijalno na prvi rastopljeni bazen i na drugi rastopljeni bazen.

Po mogućnosti, manja osa elipse je manja od prečnika provodnih žica ili manja od kraćih dužina pravougaone konture provodnih žica. Stoga putanja ostaje dobra unutar konture koja okružuje prvu krajnju površinu i drugu krajnju površinu.

Rastopljeni materijal može doći do razmaka između provodnih žica, ali ne izlazi iz konture koja povezuje dve provodne žice.

Prvi korak (i), drugi korak (ii) i/ili četvrti korak (iv), pri čemu se laserski zrak nanosi na znatno zatvorene putanje, može se ponoviti 1 ili 2 puta kako bi se obezbedila dovoljna energija do prvog i drugog kraja za topljenje. Po mogućnosti, drugi koraci (ii) se izvode naknadno prvim koracima (i), a četvrti koraci (iv) se izvode naknadno drugim koracima.

Stoga, poželjno je da se na prvom kraju prve provodne žice formira prvi rastopljeni bazen koji ima odgovarajuću količinu rastopljenog materijala, nakon toga se na drugom kraju druge provodne žice formira drugi rastopljeni bazen koji ima odgovarajuću količinu rastopljenog materijala i rastopljeni bazeni se kombinuju sa zajedničkom količinom rastopljenog materijala koji formira vezu između prvog i drugog kraja čim se materijal očvrsne.

U petom koraku (v) laserski zrak se može primeniti u četvrtoj suštinski zatvorenoj putanji do prve krajnje površine i do druge krajnje površine koja okružuje prvu zatvorenu putanju, drugu zatvorenu putanju i treću zatvorenu putanju. Četvrta suštinski zatvorena putanja takođe može biti eliptična.

Elipsa može biti raspoređena izvana i tangencijalno na prvi rastopljeni bazen i na drugi rastopljeni bazen.

Po mogućnosti, manja osa elipse četvrte putanje je takođe manja od prečnika provodnih žica ili manja od kraćih dužina pravougaone konture provodnih žica. Dakle, i četvrta putanja ostaje dobra unutar konture koja okružuje prvu krajnju površinu i drugu krajnju površinu.

Izvođenjem petog koraka može se povećati količina rastopljenog materijala. Ponavljanjem petog koraka 4–5 puta se može isporučiti dovoljna energija do prvog i drugog kraja.

Mala i glavna osa treće eliptične putanje mogu se kontinuirano povećavati kako bi se dostigla četvrta putanja.

Da bi se dostigla četvrta suštinski zatvorena putanja, laserski zrak se može voditi duž prave linije, po mogućnosti produžujući putanju trećeg koraka.

Površina poprečnog preseka prvog kraja prve provodne žice i/ili površina poprečnog preseka drugog kraja druge provodne žice može se smanjiti prema kraju odgovarajuće provodne žice. Krajevi mogu biti suženi, na primer kada su krajevi naoštreni kako bi se olakšalo umetanje u proreze jezgra dinamo električne mašine.

Može postojati razmak između prve bočne površine i druge bočne površine sa rastućim rastojanjem prema kraju provodnih žica.

Prilikom generisanja prvog bazena i nanošenja laserskog zraka u pravoj putanji od prvog rastopljenog bazena do drugog kraja, može se početi sa popunjavanjem razmaka rastopljenim materijalom, pri čemu materijal obezbeđuje prvi rastopljeni bazen.

Prilikom generisanja rastopljenog bazena unutar prvog kraja i rastopljenog bazena unutar drugog kraja i prilikom povezivanja prvog i drugog bazena, razmak se može popuniti rastopljenim materijalom, pri čemu materijal obezbeđuju oba kraja provodne žice. Kada je razmak popunjen, krajevi su povezani.

Kako putanje ostaju unutar konture prvog i drugog kraja, rastopljeni materijal takođe ostaje unutar ove konture i uglavnom popunjava razmak i povezuje krajeve.

Rastopljeni materijal neće isticati iz konture.

Područje povezivanja ima površinu koja tokom procesa povezivanja pokazuje nagore, po mogućnosti u aksijalnom smeru.

Prva i/ili druga krajnja površina ne smeju biti ravne površine. Pošto se u prvom i drugom koraku stvaraju rastopljeni bazeni unutar prve i druge krajnje površine, površine se poravnavaju tokom prvog i drugog koraka.

Poželjno je da je laser trenutno u funkciji i da se laserski zrak nanosi na provodne žice tokom i između koraka. Kontinuirani rad sprečava udare i/ili mikro mehuriće koji mogu nastati kada je laser uključen.

Uređaj za lasersko zavarivanje provodnih žica prema pronalasku može se koristiti za zavarivanje provodnih žica raspoređenih u prorezima jezgra dinamo električne mašine, kao što je jezgro statora ili jezgro armature ili jezgro namotanog rotora, kako bi se formirao namotaj, na primer namotaj statora.

Poželjno je da je uređaj uređaj za izvođenje postupka kao što je gore opisano.

Uređaj se sastoji od najmanje jednog laserskog alata za generisanje pokretnog laserskog zraka i/ili nanošenje pokretnog laserskog zraka na prvu krajnju površinu prve provodne žice i drugu krajnju površinu druge provodne žice za zavarivanje prvog kraja prve provodne žice i drugog kraja druge provodne žice.

Laserski alat se može sastojati od laserskog generatora i/ili pokretnog ogledala.

Provodne žice, a posebno jezgro, mogu biti raspoređene, na primer u držaču, tako da se laserski alat po mogućnosti može postaviti iznad prve krajnje površine i druge krajnje površine, koje su usmerene prema gore, posebno aksijalno.

Prvi i drugi kraj su postavljeni jedan pored drugog, tako da su prva bočna površina i druga bočna površina okrenute jedna prema drugoj, po mogućnosti u radijalnom smeru.

Bočne površine mogu da se naslanjaju ili barem mogu da budu postavljene jedna blizu druge.

Uređaj se može sastojati od uređaja za presovanje za držanje prvog i drugog kraja zajedno u radijalnom i/ili obodnom smeru.

Uređaj se sastoji od kontrolne jedinice koja ima izlaz koji je u operativnoj vezi sa laserskim alatom, npr. linija koja je povezana ili se može povezati sa laserskim alatom.

Kontrolna jedinica je konfigurisana za kontrolu laserskog alata tako da se laserski zrak nanosi na prvu suštinski zatvorenu putanju unutar prve krajnje površine kako bi se formirao prvi rastopljeni bazen.

Konkretno, kontrolna jedinica je konfigurisana za kontrolu laserskog alata tako da se laserski zrak pomera na drugu krajnju površinu, po mogućnosti u pravoj putanji, nakon formiranja prvog bazena.

Kontrolna jedinica je konfigurisana za kontrolu laserskog alata tako da se laserski zrak nanosi u drugoj suštinski zatvorenoj putanji unutar druge krajnje površine kako bi se formirao drugi rastopljeni bazen.

Kontrolna jedinica je konfigurisana za kontrolu laserskog alata tako da se laserski zrak nanosi u trećoj suštinski zatvorenoj putanji do prve krajnje površine i do druge krajnje površine koja povezuje prvi rastopljeni bazen i drugi rastopljeni bazen.

Kontrolna jedinica je posebno konfigurisana za kontrolu laserskog alata tako da se laserski zrak nanosi u četvrtoj suštinski zatvorenoj putanji do prve krajnje površine i do druge krajnje površine koja okružuje prvu zatvorenu putanju, drugu zatvorenu putanju i treću zatvorenu putanju.

Dakle, kontrolna jedinica je konfigurisana za kontrolu laserskog alata tako da se nakon primene laserskog zraka u prvoj suštinski zatvorenoj putanji unutar prve krajnje površine kako bi se formirao prvi rastopljeni bazen, laserski zrak može primeniti u drugoj suštinski zatvorenoj putanji unutar druge krajnje površine kako bi se formirao drugi rastopljeni bazen u koraku (iia).

Rastopljeni bazen formiran unutar odgovarajuće krajnje površine ne proteže se na odgovarajuću radijalnu površinu.

Nakon toga, laserski zrak se može primeniti u koraku (iiia) u putanji koja počinje od prvog rastopljenog bazena do druge krajnje površine i/ili u trećoj suštinski zatvorenoj putanji do prve krajnje površine i do druge krajnje površine, čime se povezuju prvi i drugi rastopljeni bazen.

Kontrolna jedinica je konfigurisana za kontrolu laserskog alata tako da se u koraku (iiia) laserski zrak primenjuje tako da formira spojnu putanju koja počinje na prvom rastopljenom bazenu prema drugoj krajnjoj površini koja prelazi prvu radijalnu površinu i drugu radijalnu površinu dok se ne udari u drugi rastopljeni bazen.

Alternativno, kontrolna jedinica je konfigurisana za kontrolu laserskog alata tako da se nakon primene laserskog zraka u prvoj suštinski zatvorenoj putanji unutar prve krajnje površine kako bi se formirao prvi rastopljeni bazen, laserski zrak može voditi do druge krajnje površine u koraku (iiib), primenom laserskog zraka u putanji koja počinje u prvom rastopljenom bazenu na drugu krajnju površinu i/ili u trećoj suštinski zatvorenoj putanji do prve krajnje površine i do druge krajnje površine. Kontrolna jedinica može biti konfigurisana za kontrolu laserskog alata tako da se naknadno, nakon koraka (iiib), u koraku (iib) laserski zrak može primeniti u drugoj suštinski zatvorenoj putanji unutar druge krajnje površine da bi se formirao drugi rastopljeni bazen, tako da putanja i/ili treća suštinski zatvorena putanja povezuje prvi rastopljeni bazen i drugi rastopljeni bazen.

Kontrolna jedinica je konfigurisana za kontrolu laserskog alata tako da se u koraku (iiib) laserski zrak primenjuje u spojnoj putanji koja počinje od prvog rastopljenog bazena prema drugoj krajnjoj površini koja prelazi prvu radijalnu površinu i drugu radijalnu površinu.

Kontrolna jedinica je konfigurisana za kontrolu laserskog alata tako da se u koraku (iib) laserski zrak drugi rastopljeni bazen formira na takav način da drugi rastopljeni bazen ne utiče na drugu radijalnu površinu druge provodne žice, a drugi rastopljeni bazen utiče na spojnu putanju na drugoj krajnjoj površini.

Primenjena laserska energija se ne mora nužno održavati konstantnom. Prvi i drugi korak, kada se formiraju prvi i drugi rastopljeni bazen, mogu zahtevati više energije od nanošenja laserskog zraka na treću i četvrtu suštinski zatvorenu putanju, kada su rastopljeni bazeni povezani.

Laserski zrak se nanosi snagom od 3–5 kW u trajanju od 0,15– 0,30 sekundi, u zavisnosti od veličine provodnih žica.

Pronalazak će u daljem tekstu biti objašnjen u vezi sa opisom specifičnih otelotvorenja i odgovarajućim crtežima, koji pokazuju:

Slika 1 perspektivni prikaz dela statora;

Slika 2 šematski crtež putanja za zavarivanje;

Slika 3 šematski crtež uređaja.

Na Slici 1 prikazan je deo statora 1 u perspektivi. Provodne žice 5, 7 su raspoređene u prorezima 2 jezgra statora 3. Parovi provodnih žica 5, 7 moraju biti povezani kako bi se formirao namotaj statora.

Jezgro statora 3 je raspoređeno tako da je pravac ose statora A poravnat sa gravitacionim vektorom.

Prvi kraj 4 prve provodne žice 5 i drugi kraj 6 druge provodne žice 7 raspoređeni su jedan pored drugog u radijalnom smeru.

Prva krajnja površina 8 prve provodne žice 5 i druga krajnja površina 10 druge provodne žice 7 su usmerene prema gore.

Laserski zrak 31 (vidi Sliku 3) se nanosi na prvu krajnju površinu 8 i drugu krajnju površinu 10 kako bi se spojio prvi kraj 4 prve provodne žice 5 i drugi kraj 6 druge provodne žice 7.

Slika 2 je šematski crtež putanja za zavarivanje 20, 21, 22, 23, 24.

U prvom koraku (i) primenjuje se laserski zrak 31 (vidi Sliku 3) unutar prve krajnje površine 8 u prvoj kružnoj putanji 21. Kružna putanja 21 se ponavlja nekoliko puta. Kada se formira prvi rastopljeni bazen 25 (vidi Sliku 3), laserski zrak 31 (vidi Sliku 3) se pomera na drugu krajnju površinu 10 preko prave putanje 20, dok se laserski zrak 31 i dalje primenjuje.

U drugom koraku (ii) laserski zrak 31 (vidi Sliku 3) se nanosi na drugu kružnu putanju 22 unutar druge krajnje površine 10 da bi se formirao drugi rastopljeni bazen 26 (vidi Sliku 3).

U daljem koraku (iv) laserski zrak 31 (vidi Sliku 3) se nanosi na treću eliptičnu putanju 23 na prvu krajnju površinu 8 i na drugu krajnju površinu 10 koja povezuje prvi i drugi rastopljeni bazen i zavarivanje prve radijalne površine 9 prve provodne žice 5 i druge radijalne površine 11 druge provodne žice 7.

Treća eliptična putanja može se ponoviti najmanje 1–2 puta kako bi se povećale dubine prodiranja rastopljenog bazena u području prve radijalne površine 9 i druge radijalne površine 11.

Laserski zrak 31 (vidi Sliku 3) se zatim vodi do četvrte eliptične putanje 24 duž prave putanje 28. Laserski zrak 31 (vidi Sliku 3) se nanosi na četvrtu eliptičnu putanju 24 da bi se završilo zavarivanje. Četvrta eliptična putanja se može ponoviti nekoliko puta, na primer 4–5 puta.

Na Slici 3 prikazan je šematski crtež uređaja 35 prema pronalasku.

Uređaj 35 se sastoji od laserskog alata 30 za generisanje i nanošenje pokretnog laserskog zraka 31 na prvu krajnju površinu 8 prvog kraja 4 prve provodne žice 5 i drugu krajnju površinu 10 drugog kraja 8 druge provodne žice 7. Uređaj 35 dalje sadrži kontrolnu jedinicu 32 koja ima izlaznu liniju 33 povezanu sa laserskim alatom 30. Kontrolna jedinica 32 je konfigurisana za kontrolu laserskog alata 30 koji je postavljen iznad prve krajnje površine 8 i na drugu krajnju površinu 10 tako da se laserski zrak 31 nanosi na prvu krajnju površinu 8 i na drugu krajnju površinu 10 u putanjama kao što je prikazano na Slici 2.

Prvi kraj 4 prvog provodnika 5 i drugi kraj 6 drugog provodnika 7 su suženi.

Dakle, površina poprečnog preseka 27 postaje manja u aksijalnom pravcu A prema aksijalnom kraju.

Dakle, postoji razmak 29 između prve radijalne bočne površine 9 i druge radijalne bočne površine 11.

Dok se ne postigne prvi rastopljeni bazen 25, laserski zrak 31 se ne propušta kroz razmak 29, čime se izbegavaju područja koja imaju veću udaljenost od laserskog alata 30 i gde nema dobro definisane ulazne snage.

Ovaj postupak omogućava zavarivanje i provodnih žica 5, 7 koje nisu u savršenom kontaktu jedna sa drugom. Najmanje jedan dobro definisan rastopljeni bazen 25 može se generisati i odatle se rastopljeni materijal može transportovati prema drugoj provodnoj žici.

Ovo je posebno povoljno kod zavarivanja provodnih žica 5, 7 gde su krajevi 4, 6 veoma udaljeni jedan od drugog.

Proces ovog tipa je više kontrolisan jer se može odlučiti koliko se rastopljenog materijala generiše u rastopljenim bazenima 25, 26 pre uspostavljanja veze između rastopljenih bazena 25, 26.

Može se koristiti fiber laser koji obezbeđuje talasnu dužinu od 1000 nm. Laserski zrak se može pomerati brzinom od 150–350 mm/s.

Claims (10)

PATENTNI ZAHTEVI

1. Postupak za lasersko zavarivanje provodnih žica (5, 7), posebno provodnih žica (5, 7) raspoređenih u prorezima (2) jezgra dinamo električne mašine, kao što je jezgro statora (3), za formiranje namotaja,

pri čemu su prvi kraj (4) prve provodne žice (5) i drugi kraj (6) druge provodne žice (7) postavljeni jedan pored drugog, a laserski zrak se nanosi na prvu krajnju površinu (8) prve provodne žice (5) i drugu krajnju površinu (10) druge provodne žice (7) kako bi se zavario prvi kraj (4) prve provodne žice (5) i drugi kraj (6) druge provodne žice (7),

pri čemu su prva krajnja površina (8) i druga krajnja površina (10), po mogućnosti okrenute prema gore, poželjno je prva krajnja površina (8) i druga krajnja površina (10) su aksijalne krajnje površine,

karakterisano time što se postupak sastoji od sledećih koraka:

- (i) nanošenje laserskog zraka (31) na prvu suštinski zatvorenu putanju (21) unutar prve krajnje površine (8) kako bi se formirao prvi rastopljeni bazen (25); i naknadno ili

- (iia) nanošenje laserskog zraka (31) na drugu suštinski zatvorenu putanju (22) unutar druge krajnje površine (10) kako bi se formirao drugi rastopljeni bazen (26); i naknadno

- (iiia) nanošenje laserskog zraka (31) na putanju (20, 23) počevši od prvog rastopljenog bazena (25) na drugu krajnju površinu (10)

i/ili

u trećoj suštinski zatvorenoj putanji (23) do prve krajnje površine (8) i do druge krajnje površine (10) koja povezuje prvi i drugi rastopljeni bazen ili

(iiib) nanošenje laserskog zraka (31) u putanji (20, 23) počevši od prvog rastopljenog bazena (25) na drugu krajnju površinu (10) i/ili u trećoj suštinski zatvorenoj putanji (23) na prvu krajnju površinu (8) i na drugu krajnju površinu (10); i naknadno

(iib) nanošenje laserskog zraka (31) u drugoj suštinski zatvorenoj putanji (22) unutar druge krajnje površine (10) kako bi se formirao drugi rastopljeni bazen (26), tako da putanja (20, 23) i/ili treća suštinski zatvorena putanja (23) povezuje prvi rastopljeni bazen i drugi rastopljeni bazen.

2. Postupak prema patentnom zahtevu 1, pri čemu se nakon formiranja prvog rastopljenog bazena (25) laserski zrak (31) vodi do druge krajnje površine (10) u pravoj putanji (20).

3. Postupak prema patentnom zahtevu 1 ili 2, pri čemu su prva zatvorena putanja (21) i/ili druga zatvorena putanja (22) kružne.

4. Postupak prema najmanje jednom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu je treća putanja (23) eliptična.

5. Postupak prema najmanje jednom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu se koraci (i), (iia), (iiia), (iib) i/ili (iiib) ponavljaju jednom ili dva puta.

6. Postupak prema najmanje jednom od prethodnih patentnih zahteva, koji sadrži korak

(v) nanošenje laserskog zraka (31) na četvrtu suštinski zatvorenu putanju (24) na prvu krajnju površinu (8) i na drugu krajnju površinu (10) koja okružuje prvu zatvorenu putanju (21), drugu zatvorenu putanju (22) i treću zatvorenu putanju (23).

7. Postupak prema patentnom zahtevu 6, pri čemu je četvrta zatvorena putanja (24) eliptična.

8. Postupak prema najmanje jednom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu se površina poprečnog preseka prvog kraja (4) prve provodne žice (5) i/ili površina poprečnog preseka (27) drugog kraja (6) druge provodne žice (7) smanjuju prema aksijalnom kraju.

9. Uređaj (35) za lasersko zavarivanje provodnih žica, posebno provodnih žica (5, 7) raspoređenih u prorezima (2) jezgra dinamo električne mašine, kao što je jezgro statora (3), za formiranje namotaja,

za izvođenje postupka prema jednom od patentnih zahteva 1 do 8, koji se sastoji od najmanje jednog laserskog alata (30), za generisanje i/ili nanošenje pokretnog laserskog zraka (31) na prvu krajnju površinu (8) prve provodne žice (5) i drugu krajnju površinu (10) druge provodne žice (7) za zavarivanje prvog kraja prve provodne žice (5) i drugog kraja druge provodne žice (7), i koji se sastoji od kontrolne jedinice (32) koja ima izlaz u operativnoj vezi sa laserskim alatom (30); karakterisan time što

kontrolna jedinica (32) je konfigurisana za kontrolu laserskog alata (30) tako da se laserski zrak (31) nanosi na prvu suštinski zatvorenu putanju (21) unutar prve krajnje površine (8) kako bi se formirao prvi rastopljeni bazen (25);

i naknadno ili

nanosi se u drugoj suštinski zatvorenoj putanji (22) unutar druge krajnje površine (10) kako bi se formirao drugi rastopljeni bazen (26); i naknadno

nanosi se u putanji (20, 23) počevši od prvog rastopljenog bazena (25) do druge krajnje površine (10) i/ili

u trećoj suštinski zatvorenoj putanji (23) do prve krajnje površine (8) i do druge krajnje površine (10) koja povezuje prvi rastopljeni bazen (25) i drugi rastopljeni bazen (26);

Ili

nanosi se u putanji (20, 23) počevši od prvog rastopljenog bazena (25) do druge krajnje površine (10) i/ili u trećoj suštinski zatvorenoj putanji (23) do prve krajnje površine (8) i do druge krajnje površine (10) i naknadno

nanosi se u drugoj suštinski zatvorenoj putanji (22) unutar druge krajnje površine (10) kako bi se formirao drugi rastopljeni bazen (26), tako da putanja i/ili treća suštinski zatvorena putanja (23) povezuje prvi rastopljeni bazen (25) i drugi rastopljeni bazen (26).

10. Uređaj prema patentnom zahtevom 9, pri čemu je kontrolna jedinica (32) konfigurisana za kontrolu laserskog alata (30) tako da se laserski zrak (31) nanosi na četvrtu suštinski zatvorenu putanju (24) na prvu krajnju površinu (8) i na drugu krajnju površinu (10) koja okružuje prvu zatvorenu putanju (21), drugu zatvorenu putanju (22) i treću zatvorenu putanju (23).