В настоящее время магнитопроводы изготовляют методом склеивания пластин. Основными недостатками метода являются его большая трудоемкость и невозможность термической обра­ботки собранных магнитопроводов.

Магнитопроводы собирают из пластин толщиной 0,05; 0,1; 0,15 и 0,2 мм. Материал пластин — сплав 79НМ. Максимальная толщина пакета — 2,8 мм.

При склеивании пластин изолирующей прокладкой между ними служит пленка клея. В сварных магнитопроводах пластины для изоляции предварительно покрываются оксидной пленкой. Поскольку в местах сварки изоляция нарушается, размеры и количество точек должны быть минимально возможными.

В процессе сварки должен обеспечиваться локальный нагрев пластин при отсутствии механического воздействия. После лазерной сварки магнитопроводов последние должны иметь не только высокие механические характеристики и хоро­ший внешний вид, но и магнитные свойства, соответствующие свойствам клееных магнитопроводов.

Были исследованы технологические возможности серийной установки СЛС-10-1, в результате чего установлено следующее:

1. С использованием установки СЛС-10-1 возмогкно качест­венное проплавление (без кратера) пакета пластин различной толщины (0,05—0,2 мм) с различной предварительной термообработкой на  глубину 1,8—1,9 мм, однако стабильность образова­ния сварного соединения не превышает примерно 5%,

2. Основным недостатком сварных точек при проплавлении пакетов пластин на достаточно большую глубину (h более 1,5 мм) является образование на их поверхностях кратеров, глубина которых превышает 20% от толщины пластины . Для уменьшения или устранения кратеров необходимо увеличить либо диаметр светового пятна с соответственным увеличением вход­ной энергии, либо длительность импульса излучения.

Рисунок 13. 2 - Структура точки при сварке пакета пластин из пермаллоя  

79НМ. толщиной 0,1 мм каждая с Q=13 Дж, т_ген=4 мс   (а) и Q=26 Дж, т_ген=8 мс (б),                               

Поскольку первое из условий исключается по конструктив­ным соображениям, то следует использовать источник питания обеспечивающий длительность импульса установки СЛС-10-1 не менее 8 мс, а энергию излучения до 30 Дж.

Из рис. 3 следует, что при т = 8 мс глубина проплавления примерно на 30%, а диаметр расплавленной зоны d_p на 25% больше, чем при тген = 4 мс. Экспериментальные d_p с увеличением U_n (а следовательно, и Q) несколько уменьшаются, что можно объяснить снижением влияния теплопро­водности металла при кинжальном про­плавлении на процесс формирования свар­ного соединения. Из приведенного рис.2, б следует что поверхность точки формирует- Z.Z ся удовлетворительно (отсутствует кра­тер). Однако в закристаллизовавшемся ме­талле образовались поры, часть из кото­рых расположена в местах зазоров меж ду пластинами. 

Рисунок 13.3 - Экспериментальные зависимости глубины н диаметра пpoплавлений при сварке магнитопроводов от напряжения зарядки конденсаторов при т_Ген=4 .мс (1) и т_Геа=8 мс (2). Мощность излучения при одина­ковом напряжении не зависела от длительности импульса.

Для уменьшения количества оставшихся в ме­талле пор необходимо, по-видимому, увеличить время существова­ния жидкой фазы, т. е. длительность импульса. Однако это вызо­вет рост среднего диаметра сварной точки, что нежелательно. Технологические эксперименты также показали, что: размеры сварной точки на пакете растут с уменьшением толщины пластин и практически не зависят от их предваритель­ной термообработки;

Микротвердость закристаллизовавшегося металла сварной точки практически не зависит от предварительной термообработки пластин и составляет в среднем 1700 ... 1800 Н/мм²;

С увеличением диаметра светового пятна (при постоянных Q и  Тген. глубина проплавления резко снижается, а диаметры сварной точки на поверхности пластин и в ее средней части уменьшаются незначительно.

Выбран следующий режим сварки магнитопроводов: Е = 18…20 Дж; τ_ген = 8 мс; f = 23 мм; d = 0,7 мм; Δf = 0 (при минимальной подаче аргона).

Сварку магнитопроводов можно производить путем проплавления пластин «скользящим лучом» по торцу технологических площадок (изготовляемых при штамповке) с тем, чтобы после сборки изделия сошлифовать последние и удалить таким обра­зом ненужный контакт между пластинами. При сварке «сколь­зящим лучом» излучение фокусируется так, что часть его (0,4—0,5 d) не попадает на поверхность пакета.

Режим сварки «скользящим лучом» следующий: Q = 15 Дж; _Тгея = 8 мс; f = 49 мм; d = 0,8 мм; Дг = 0 (поддув аргона в торец).

Внешний вид сварного магнитопровода показан на рис. 13.4.

Рисунок 13.4 - Внешний вид сварного магнитопровода,

    ШОВНАЯ СВАРКА КОНТАКТНОЙ ВТУЛКИ С РОТОРОМ

Технология шовной лазерной сварки серебряной втулки (толщиной стенки 0,4 мм) с ротором из стали 1Х16Н4Б (схема сварки на рис.13.1, п) разработана  взамен пайки, не обеспечивающей достаточно хорошие свойства соеди­нения в процессе эксплуатации узла. Для вращения деталей с заданной скоростью использовался вариатор. Основные особен­ности лазерной сварки этих деталей состоят в следующем.

1. Поглощательные способности серебра и стали резко отли­чаются, поэтому условия их нагрева лазерным излучением не одинаковы. При фокусировании центра светового пятна на стык деталей часть излучения, попадающая на серебро, практически полностью отражается и при увеличении выходной энергии  излучения до ее максимального значения серебряная деталь не пла­вится. Часть же излучения, попадающая па сталь, вызывает выплеск расплава из ванны. Если выбрать энергию такой, чтобы обеспечить плавление стального ротора на глубину 0,4 мм, а серебра — только по плоскости соприкосновения его с расплавом (за счет теплопередачи от него), то процесс сварки оказывается нестабильным. Причиной нестабильности является то, что жидкая сталь вытесняется импульсом паров и покрывает часть поверхности серебра, увеличивая этим его поглощательную способность. Количество поглощенной металлом энергии резко возрастает и происходит перегрев и выплеск жидкой ванны. Для повышения стабильности процесса сварки необходимо сме­щать центр светового пятна в сторону стального ротора. В этом случае на серебряную втулку попадают только периферийные участки светового пятна с малой интенсивностью светового по­тока. Смещение х может достигать значений 0,5 d.

2. Железо (основа сплава 1Х16НЧБ) и серебро — взаимно нерастворимые металлы. Поэтому в данном случае возможно образование соединения только за счет сближения этих ме­таллов на расстояние межатомных связей.

Режимы сварки (в аргоне) приведены ниже                                                                               

 Таблица13.2 - Параметры режима шовной сварки

Второй из приведенных выше режимов предпочтителен, поскольку увеличение т с 4 до 8 мс способствует лучшему форми­рованию поверхности шва.