I) Étape de préparation : Découpe et ébavurage
Avant l'empilage, les grandes bobines d'acier au silicium orienté doivent être transformées en tôles de formes spécifiques.
• Refendage : La bobine d'acier au silicium largement orientée est découpée en bandes selon la largeur conçue.
• Découpe transversale et découpage : les bandes sont ensuite coupées à la longueur prévue et des formes spéciales pour les joints (telles que des trous étagés, des rainures en V, etc.) sont découpées, formant ainsi des tôles d'acier au silicium semi-finies individuelles.
• Ébavurage : Il s'agit d'une étape cruciale. Les bords cisaillés produiront de minuscules bavures. Si elles ne sont pas éliminées, ces bavures peuvent provoquer des courts-circuits entre les feuilles après l'empilage, entraînant une forte augmentation des pertes par courants de Foucault dans le noyau et un échauffement localisé. Habituellement, des méthodes de culbutage ou chimiques sont utilisées pour l’ébavurage.
• Couche d'isolation de revêtement : Pour réduire les courants de Foucault inter-feuilles, la surface des tôles d'acier au silicium est recouverte d'une très fine couche de vernis isolant ou de phosphatation.

II) Pré-empilage et regroupement des feuilles
Dans cette étape, les feuilles découpées sont divisées en « groupes » selon les dessins pour faciliter l'empilage.
• Tri et correspondance des tôles : pour les sections transversales étagées (par exemple, formes cruciformes), les tôles d'acier au silicium de différentes largeurs doivent être regroupées par spécification. Dans le même temps, il est nécessaire de garantir des joints à recouvrement décalés, ce qui signifie que les positions des joints des couches adjacentes doivent être décalées.
• Prépositionnement : Certaines lignes de production utilisent des ventouses magnétiques ou à vide pour pré-aligner un groupe de feuilles sur une plate-forme afin de faciliter le ramassage robotisé ultérieur.

III) Étape principale d'empilage
Il s'agit de l'étape principale, qui est divisée en deux voies : l'empilement manuel et l'empilement automatisé.

Méthode 1 : Empilage manuel traditionnel (utilisé pour les noyaux spéciaux non standard, en petits lots ou de grande taille)

1. Positionnement de référence : Sur la plate-forme d'empilage, fixez d'abord les broches ou blocs de positionnement en bas.

2. Empilage couche par couche : les ouvriers placent les tôles d'acier au silicium de formes différentes sur les broches de positionnement dans l'ordre conformément aux dessins et les tapotent doucement à plat avec un maillet en bois pour s'assurer que chaque tôle est bien en place. Après quelques couches, l'épaisseur totale est revérifiée.

3. Chevauchage croisé : Le point clé de l’empilage manuel est de s’assurer strictement que les joints des couches adjacentes sont décalés. Par exemple, si le joint de la première couche est à gauche, le joint de la deuxième couche doit être à droite, formant une structure de « recouvrement » pour réduire la réluctance magnétique.

4. Pressage et mesure : après empilement à une certaine hauteur (par exemple tous les 100 mm), une plaque de pression spéciale et un vérin sont utilisés pour le pré-pressage, et la hauteur totale est mesurée pour voir si elle répond aux spécifications de conception. Les feuilles sont ajoutées ou supprimées à temps pour l'ajustement.

Méthode 2 : Ligne de production d'empilage entièrement automatique (utilisée pour la production de masse et la fabrication standardisée).
Il s'agit d'un équipement standard dans les grandes usines de transformateurs modernes, et le processus est le suivant :

1. Alimentation et retournement automatiques : un bras robotique prend une seule tôle d'acier au silicium dans la table des matériaux et peut la retourner à 180 ° pour obtenir un empilement alterné avant et arrière, compensant ainsi le léger gauchissement de la tôle.

2. Positionnement visuel : un système de caméra capture les trous ou les bords de positionnement sur la feuille, calcule automatiquement le décalage et un bras robotique de haute précision effectue une correction au niveau du micron dans les trois directions XY-θ.

3. Mesure et compensation de l'épaisseur au laser : Une fois chaque feuille placée, un télémètre laser mesure la hauteur de la pile accumulée en temps réel. Si des erreurs cumulatives sont détectées, le système effectuera automatiquement une légère compensation d'épaisseur dans la feuille suivante ou les feuilles suivantes (en utilisant la propre tolérance d'épaisseur de la feuille) pour garantir que la hauteur totale finale répond aux exigences.

4. Application d'adhésif inter-feuilles (facultatif) : Pour les noyaux nécessitant une résistance mécanique élevée, une couche extrêmement fine d'adhésif structurel peut être appliquée entre les feuilles pendant l'empilage pour améliorer la rigidité globale et réduire le bruit.

5. Stockage et transfert temporaires automatiques : Une fois l'empilage de tous les laminages terminé, l'ensemble du pied de noyau est automatiquement déplacé hors de la station d'empilage et vers le processus suivant.

 

IV) Mise en forme et durcissement
Une fois l'empilement terminé, le noyau est toujours dans un état « lâche » et nécessite un traitement ultérieur.
• Serrage et façonnage : les vérins hydrauliques appliquent une pression définie (généralement 1 à 2 MPa) sur le noyau dans les directions horizontale et verticale, éliminant l'excès d'air et d'adhésif entre les tôles et rendant toutes les tôles d'acier au silicium entièrement conformes. Dans le même temps, des plaques de poussée latérales sont utilisées pour corriger la circularité des pieds et des jougs du noyau.
• Durcissement (si de l'adhésif est appliqué) : Si un adhésif structurel a été appliqué, le noyau doit être placé dans un four et chauffé selon un profil de température spécifique (par exemple, 80°C/1h + 120°C/2h) pour durcir l'adhésif, en maintenant en permanence l'état empilé.
• Cerclage ou soudage : Enfin, des sangles en acier non magnétiques ou un ruban en tissu de verre époxy sont utilisés pour serrer étroitement les pattes et les jougs du noyau, ou un soudage par points à l'arc sous argon est appliqué sur les bords (uniquement à des points de bord extrêmement petits pour éviter les courts-circuits), formant un assemblage intégral solide.

Résumé
En général, le processus d'empilement des noyaux orientés va de la découpe et de l'ébavurage de précision, au rodage échelonné couche par couche (soit manuel, soit automatisé de haute précision), et enfin au pressage et au durcissement dans un circuit magnétique complet avec une faible perte, une perméabilité élevée et un faible bruit. Parmi ceux-ci, la réduction de la réluctance magnétique des joints (grâce à un rodage décalé) et le contrôle des pertes par courants de Foucault (grâce à l'ébavurage et au revêtement isolant) sont les principaux objectifs qui s'appliquent tout au long du processus.