[发明专利]一种通过焊接钢板来封装磁体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过焊接钢板来封装磁体的方法，尤其涉及一种封装用于风轮机的磁体的方法。

背景技术

在许多工业领域（例如，风电和电动交通工具等）中，永磁体（例如，钕铁硼永磁体）的应用日渐普遍。具有不同磁力水平的钕铁硼永磁体也因此被开发出来。然而，钕铁硼永磁体的机械特性和化学特性却为其应用造成问题，故须采取特别的措施来保护所述永磁体。这些措施之一就是将所述永磁体封装，从而使所述永磁体免于机械破坏和化学腐蚀。

通常，在风电或其它领域中，将磁性碳素体钢与所述永磁体连接来形成磁回路，而非磁性奥氏体不锈钢用于保护所述磁回路免于机械破坏并防止所述磁体受到化学腐蚀，故必须连结碳素体钢和不锈钢来封装磁体。目前为止，例如碳素体钢和不锈钢的不同材料之间的连结可通过不同的焊接方法来实现，其中一些方法因在焊接过程中产生电流而导致磁体的磁化和偏磁。此外，一些情况下对材料的要求非常严格，例如不锈钢钢板的厚度可能薄至0.5mm且不锈钢钢板的连结区域的宽度小于2mm。由于磁体对因焊接引起的热量和电流非常敏感，故可能存在问题。因此，尽管钎焊会导致粗糙的连结表面且有时须要额外的机械加工来确保磁体的形状，但是目前仍常使用钎焊的方法来封装磁体。除了生产效率低和表面质量差之外，工艺复杂也是钎焊的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过焊接钢板来封装磁体的方法。这些磁体可用于直驱风轮机以及其它装备。该方法通过YAG（钇铝石榴石）脉冲激光来实现并包括以下步骤：以介于162至264A之间的电流和介于43至71Hz之间的频率生成YAG脉冲激光；将所述YAG脉冲激光集中在两块相互接触的钢板中一块上的一点以提供热量输入；沿一个封装路径移动所述YAG脉冲激光。由于YAG脉冲激光具有很高的能量密度且本身不会产生电流，故焊接不会导致磁体的磁化和偏磁。此外，还可实现小的焊接点并在获得理想的焊接深度的同时限制磁体上的热影响区，从而有利于模块的形状和磁体。

依据本发明的一个方面，在移动所述YAG脉冲激光的步骤之后，所述方法还包括：沿所述封装路径冷却所述钢板以凝固所述钢板之间的连结的步骤。通过冷却连结可以提高焊接的效率。

依据本发明的另一方面，在将所述YAG脉冲激光集中在两块相互接触的钢板中一块上的一点的步骤中，所述YAG脉冲激光集中在所述钢板中一块上的所述点的时间介于1至1.5ms之间，以获得较好的加工效果。

依据本发明的再一方面，在移动所述YAG脉冲激光的步骤中，沿一个封装路径移动所述YAG脉冲激光的速度介于510至750mm/min之间，以获得较好的加工效果。

依据本发明的又一方面，在生成所述YAG脉冲激光的步骤中，所述电流为180A，所述频率为64Hz；在将所述YAG脉冲激光集中在两块相互接触的钢板中一块上的一点的步骤中，所述YAG脉冲激光集中在所述钢板中一块上的所述点的时间为1.3ms；且在移动所述YAG脉冲激光的步骤中，移动所述YAG脉冲激光的速度为720mm/min。实践证明，对于边焊而言，上述电流、频率、时间以及速度的配合可以获得更好的加工效果。

依据本发明的又一方面，在生成所述YAG脉冲激光的步骤中，所述电流为240A，所述频率为48Hz；在将所述YAG脉冲激光集中在两块相互接触的钢板中一块上的一点的步骤中，所述YAG脉冲激光集中在所述钢板中一块上的所述点的时间为1.3ms；且在移动所述YAG脉冲激光的步骤中，移动所述YAG脉冲激光的速度为540mm/min。实践证明，对于搭焊而言，上述电流、频率、时间以及速度的配合可以获得更好的加工效果。

依据本发明的又一方面，在移动所述YAG脉冲激光的步骤中，所述电流、所述频率和/或所述时间沿所述封装路径随所述钢板的厚度而变化，从而可以更加适应厚度不均匀的钢板的焊接。

依据本发明的又一方面，所述钢板中一块是钢号为Q235D的磁性碳素体钢，而所述钢板中另一块是钢号为316L的非磁性奥氏体不锈钢。上述钢号和材料特别适用于采用本发明的方法封装磁体。

依据本发明的又一方面，所述磁性碳素体钢的厚度为3至5mm，特别适用于本发明的方法。

依据本发明的又一方面，所述点与所述非磁性奥氏体不锈钢的边缘之间的距离为2至3mm，特别适于采用本发明的方法进行边焊。