馬達材料：矽鋼片 ( II )

本文來介紹矽鋼片堆疊固定的方式。目前有三種模式，焊接、鉚接、鉚點、自黏，將各別說明。

上一篇有提到，主要是矽鋼片為了避免鐵損過高，影響馬達效率，採用薄片的設計。最終做為馬達使用時，需要堆疊至所需的厚度，來正常使用；而堆疊完成之後，還需要固定住，再後續的搬運或生產時，才能正常運作。因此衍生了三種將矽鋼片固定的方式，焊接、鉚接、鉚點及自黏。

焊接：
為最早採用的技術，使用電焊的方式將堆疊完成的矽鋼片固定在一起。目前大型矽鋼片仍會使用焊接的方式固定矽鋼片，主要是其可承載重量強度最大。但焊接的方式也很多種，目前以從電弧焊、氬焊進化到雷射焊了，主要是傳統的電弧焊影響的範圍較大，會在矽鋼片上產生熱變形及熱應力等效果，使得矽鋼片翹曲不平整或是不圓等等。採用氬焊或雷射焊，可以減少熱影響範圍及強度，使矽鋼片得到固定的效果，但尺寸仍然維持良好。

但焊接的方式，會使得上下層矽鋼片有了可導電的迴路，使渦流有較長的路徑可以跑，會增加鐵損。因此在焊接點的位置，最好是非磁路路徑上，如下圖所示，焊接點的設計在兩磁路徑中間較為空乏的區域，以達到降低渦流損的影響。除之之外，也會同時考慮焊接處的尺寸變化，因此會先內凹於矽鋼片尺寸，同時在焊接位置處生成一小凸點，讓焊接者方便作業，且確保焊接完後的尺寸不會影響到後續的生產。

鉚接：
目前鉚接的模式，已經不會使用在正式產品之中，但在開發打樣階段，有的廠商仍會採用此種工藝。主要是在矽鋼片上設計幾個圓孔，之後插入金屬圓柱，再使用外力撞擊，使金屬圓柱上下兩端變形來壓迫矽鋼片，使矽鋼片被變形後的金屬圓柱夾住。這種技藝有明顯的缺點，就是上下兩端的金屬圓柱一定會凸出矽鋼片端面；也同樣會導致渦流產生新的長路徑，增加鐵損。有得時候，這金屬圓柱採用銅或鋁料時，還會影響導磁能力，降低馬達轉矩。基本上算是已經廢棄的工藝手段，連試樣都不建議採用此種固定方式。

鉚點：
為目前的主流，但因一個鉚點大約可以承載1公斤的重量，對大型馬達而言，連結強度不足；拿取時最好從下方抱起，不然偶爾會遇到矽鋼片分離的情況。

鉚點對鐵損的影響較焊接小，主要是鉚點的深度較短，約跨越1~2片的深度而已。但在設計上，仍然會盡量避開磁力密集的區域，或是順者磁力方向。

自黏：
為近年新導入的工藝技術，採用黏膠的方式將矽鋼片固定；可完全避免上述固定接合工藝所造成的鐵損影響，使上下層的矽鋼片絕緣效果達到最佳狀態。若您在馬達矽鋼片上，沒有發現焊接處，也沒看到鉚接點，那就是採用了自黏的方式。但目前這名稱，還未統一，主要是工藝手法不同。最早是膠已經事先塗佈在矽鋼片上，衝壓堆疊時，同時讓膠重新活化後，再固定，因此稱為自黏。而近期的作法是一邊衝壓一邊噴膠，又稱為膠合。但終規是採用黏膠的方式作業，僅是順序及方式有所不同。

目前依筆者的使用心得，自黏型真的好，但承載的重量能力就更弱了，在矽鋼片的搬運上要更加小心注意。另外，鐵損其實都是針對高轉速的馬達，效益才會真正出來，因此也不是所有的馬達採用自黏矽鋼片，就能讓人眼睛一亮。另外還有工時的問題，過往使用鉚點的型式，衝壓完成就完工了；自黏矽鋼片則會有額外的工序及工時要處理，如噴膠或是等膠乾等等。

可以發現，近年矽鋼片的演進發展，都在強調降低鐵損方面，但其實大部份馬達主要的損失來源，都是銅損。而馬達設計現在的瓶頸點，確實在矽鋼片上，但我們需要的是更多的磁通量，而非降低鐵損，但顯然，增加磁通量應該是更難突破的點。

重點整理：
製程工藝能優化產品特性的例子，或是說，僅是恢復正常?