Vpliv parametrov laserskega varjenja na kakovost spojev bakrenih hairpin vodnikov

magistrsko delo magistrskega študijskega programa II. stopnje Strojništvo

Luka Cencič (Avtor), Damjan Klobčar (Mentor)

Povzetek

Zaključna naloga obravnava raziskavo vpliva procesnih parametrov laserskega varjenja pravokotnih bakrenih vodnikov v navitju elektromotorja. Pri čemer je ključno zagotoviti visoko mehansko trdnost in nizko električno poroznost zavarjenih spojev. Uporabljena je bila eksperimentalna metodologija, ki vključuje meritev električne upornosti po Kelvinovi štiri točkovni metodi, kvantitativno CT-analizo poroznosti ter destruktivni trgalni preizkus. V okviru preizkusa so bili sistematično spremenjen trije parametri: geometrija laserske poti (elipsa, Lissajuseva krivulja z razmerjem frekvenc 3:1 in Lissajuseva krivulja z razmerjem frekvenc 3:2), varilna hitrost (200, 400 in 600 mm/s) in razmerje moči med osrednjim žarkom in obročnim žarkom (75/25 % in 50/50 %). Analiza rezultatov je pokazala, da višje varilne hitrosti privedejo do boljših zvarnih spojev z večjo kakovostjo, prav tako geometrija, ki zagotavlja večjo pokritost varilne površine z laserskim žarkov vodi do boljših lastnosti zvarnega spoja, medtem ko geometrija s prezapleteno obliko vodi do večjih procesnih nestabilnosti. Medtem ko pri porazdelitvi moči med centrom in kolobarjem žarka z razmerje 50/50 % zagotavlja zmanjšanje tako števila kot volumna poroznosti znotraj spoja. Tekom analize se je kot najbolj optimalna kombinacija parametrov iz vidika trdnosti in upornosti izkazala Lissajuseva krivulja z razmerjem frekvenc 3:1 z najvišjo testirano varilno hitrostjo 600 mm/s. Medtem ko kombinacija z najmanjšim volumnom poroznosti pa elipsa s varilno hitrostjo 600 mm/s.

Ključne besede

magistrske naloge;lasersko varjenje;bakrove zlitine;električna upornost;poroznost;trgalni test;geometrija varilne poti;BLW-tehnologija;varilna hitrost;

Podatki

Jezik:	Slovenski jezik
Leto izida:	2025
Tipologija:	2.09 - Magistrsko delo
Organizacija:	UL FS - Fakulteta za strojništvo
Založnik:	[L. Cencič]
UDK:	621.791.725:669.35:621.317.33(043.2)
COBISS:	249493507
Št. ogledov:	102
Št. prenosov:	43
Ocena:	0 (0 glasov)
Metapodatki:

Ostali podatki

Sekundarni jezik:	Angleški jezik
Sekundarni naslov:	Influence of laser welding parameters on the joint quality of copper hairpin conductors
Sekundarni povzetek:	The thesis investigates the influence of process parameters in laser welding of copper hairpin conductors used in electric motor windings, where achieving high mechanical strength and low electrical resistance of the welded joints is crucial. An experimental methodology was employed, including electrical resistance measurements using the Kelvin four-point method, quantitative CT analysis of porosity, and destructive tensile testing. Three key parameters were systematically varied during the experiments: the geometry of the laser beam path (ellipse, Lissajous curve with a frequency ratio of 3:1, and Lissajous curve with a ratio of 3:2), welding speed (200, 400, and 600 mm/s), and the power distribution between the central and ring-shaped beams (75/25% and 50/50%). The results showed that higher welding speeds lead to improved joint quality and mechanical properties. Furthermore, beam path geometries that provide greater coverage of the weld area result in better weld integrity, while overly complex geometries introduce process instabilities. A balanced power distribution of 50/50% between the central and ring beams effectively reduces both the number and volume of internal porosities. The optimal combination of parameters in terms of strength and electrical resistance was found to be Lissajous curve with a frequency ratio of 3:1 with the highest tested welding speed of 600 mm/s, whereas the combination with the lowest porosity volume was ellipse at a welding speed of 600 mm/s.
Sekundarne ključne besede:	master thesis;laser welding;copper alloys;electrical resistance;porosity;tensile test;weld path geometry;BLW technology;welding speed;
Vrsta dela (COBISS):	Magistrsko delo/naloga
Študijski program:	0
Komentar na gradivo:	Univ. Ljubljana, Fak. za strojništvo
Strani:	XXII, 111 str.
ID:	27454094