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淺析激光切割矽鋼片工藝研究

發布時間:2017/9/5     信息來源:http://www.mediaworksasia.com   作者:激光切割機    0

矽鋼片性能的好壞不僅直接關係到電能的損耗,而且關係到電機和變壓器等產品的性能、體積、重量和各種材料的節約。矽鋼片剪切工藝應滿足下列幾種特殊要求:

(1)發電機、電動機和變壓器所用的矽鋼片上的毛刺,對其電磁特性、電機輸出功率和發電機壽命產生影響,疊片時毛刺造成片間搭接短路引起渦流損耗增加,同時降低了疊片填充係數,因此應保證剪切後的產品基本無毛刺;

(2)矽鋼片經過剪裁、衝壓,將會產生內應力,從而使晶粒變形,導致磁導率下降,比鐵損增加,因此應保證消除內應力,確保原有性能;

(3)矽鋼片不允許在剪切範圍和帶材體的表麵出現絕緣損傷,片料邊緣應無擠傷,否則影響鐵心質量;

(4)剪切後的矽鋼片應無明顯波浪,否則矽鋼片發生嚴重塑性變形,磁疇結構被破壞,損耗明顯增加]。

矽鋼片下料工作通常采用在機械壓力機上利用衝壓模具進行。矽鋼片冷衝模具主要由凸凹模組成,安裝在衝壓機上,將矽鋼片衝壓成電機或變壓器定子和轉子鐵心片。矽鋼片衝模在工作時,刃口部分承受著衝擊力、剪切力和彎曲力,同時又受到矽鋼片的擠壓和摩擦。矽鋼片表麵的特殊塗料更加強了刃口的摩擦和磨損。當模具製造間隙過大,或因磨損導致間隙增加,在衝裁時,矽鋼片受到擠壓,產生微小的塑性變形,殘留在衝片的邊沿而形成毛刺。矽鋼片衝模的正常失效主要是刃口的磨損,而往往一套模具衝製件數小於其理論值。

而激光切割是一個熱作用過程,難易程度由材料熱物理性能決定而與機械性能無直接聯係。同時,激光切割是一種非接觸式的加工方式,是一種無衝擊的加工過程,不存在刀具磨損和斷裂,沒有材料受力變形等問題。采用激光切割矽鋼片技術,不但可以簡化衝片模具,減少生產工序,降低生產成本,易於實現生產過程自動化,而且還能滿足矽鋼片剪裁工藝的特殊要求,增加鐵心有效導磁麵積,減少渦流、漏磁損失,改善產品機、電性能。但是,為成功應用激光切割,需解決一係列的問題:一是相對於中碳鋼來說,矽的存在對於激光切割過程來說是有害的,將導致切割速度的降低和在底邊上容易形成掛渣現象;二是作為一種替代工藝,為了應用於實際生產,需考慮切割效率和尺寸精度控製。

針對矽鋼片剪切工藝的特殊要求,采用CO2激光器對其進行切割試驗。試驗研究了激光切割過程中熔渣的形成原因和激光切割效率,結論如下:

(1)激光切割過程中的O2是產生熔渣的主要原因。 由於材料中所含SI 元素與O2作用生成密度較低的SIO2和鐵矽氧化物,而導致形成一不易流動的表麵層, 此為熔渣的主要成分。

(2)采取合適的工藝手段,激光切割效率可以與衝 壓加工方法相當;

(3)激光切割過程中精度易於控製。