I) Etap przygotowawczy: cięcie i gratowanie
Przed ułożeniem w stos duże zwoje orientowanej stali krzemowej należy przetworzyć na arkusze o określonych kształtach.
• Cięcie wzdłużne: Szeroko zorientowana cewka stali krzemowej jest cięta na paski zgodnie z zaprojektowaną szerokością.
• Cięcie poprzeczne i wykrawanie: Paski są następnie przycinane na zaprojektowaną długość i wycinane są specjalne kształty połączeń (takie jak otwory schodkowe, rowki w kształcie litery V itp.), tworząc pojedyncze półfabrykaty ze stali krzemowej.
• Gratowanie: To kluczowy krok. Ścięte krawędzie będą powodować powstawanie drobnych zadziorów. Jeśli nie zostaną usunięte, zadziory te mogą powodować zwarcia pomiędzy arkuszami po ułożeniu w stos, prowadząc do gwałtownego wzrostu strat prądu wirowego w rdzeniu i miejscowego nagrzewania. Do gratowania stosuje się zwykle metody bębnowe lub chemiczne.
• Powłoka warstwy izolacyjnej: Aby zmniejszyć prądy wirowe między arkuszami, powierzchnia blach ze stali krzemowej jest pokryta bardzo cienką warstwą lakieru izolacyjnego lub powłoki fosforanowej.

II) Wstępne układanie i grupowanie arkuszy
Na tym etapie pocięte arkusze są dzielone na „grupy” zgodnie z rysunkami, aby ułatwić układanie w stosy.
• Sortowanie i dopasowywanie blach: W przypadku przekrojów schodkowych (np. kształtów krzyża) blachy ze stali krzemowej o różnych szerokościach należy pogrupować według specyfikacji. Jednocześnie należy zapewnić połączenia zakładkowe schodkowe, co oznacza, że ​​położenie styków sąsiednich warstw powinno być przesunięte.
• Wstępne pozycjonowanie: Niektóre linie produkcyjne wykorzystują przyssawki magnetyczne lub próżniowe do wstępnego wyrównania grupy arkuszy na platformie w celu łatwiejszego późniejszego odbioru przez robota.

III) Główny etap układania
Jest to główny etap, który jest podzielony na dwie ścieżki: ręczne układanie i automatyczne układanie.

Metoda 1: Tradycyjne ręczne układanie w stosy (stosowane w przypadku rdzeni niestandardowych, małych partii lub dużych specjalnych rdzeni)

1. Pozycjonowanie punktu odniesienia: Na platformie składowania najpierw zamocuj kołki lub bloki pozycjonujące na dole.

2. Układanie warstwa po warstwie: Pracownicy umieszczają arkusze stali krzemowej o różnych kształtach na kołkach pozycjonujących w kolejności zgodnie z rysunkami i delikatnie uderzają je płasko drewnianym młotkiem, aby upewnić się, że każdy arkusz jest całkowicie osadzony. Co kilka warstw należy ponownie sprawdzić grubość całkowitą.

3. Nakładanie krzyżowe: Kluczowym punktem przy układaniu ręcznym jest ścisłe zapewnienie, że połączenia sąsiednich warstw są przesunięte. Na przykład, jeśli złącze pierwszej warstwy znajduje się po lewej stronie, złącze drugiej warstwy powinno znajdować się po prawej stronie, tworząc strukturę „zakładkową” w celu zmniejszenia oporu magnetycznego.

4. Prasowanie i pomiar: Po ułożeniu w stos na określoną wysokość (np. co 100 mm) do wstępnego prasowania stosuje się specjalną płytkę dociskową i podnośnik, po czym mierzona jest wysokość całkowita w celu sprawdzenia, czy spełnia ona wymagania projektowe. Arkusze są dodawane lub usuwane na czas w celu dostosowania.

Metoda 2: W pełni automatyczna linia produkcyjna do układania w stosy (stosowana w produkcji masowej i znormalizowanej)
Jest to standardowe wyposażenie nowoczesnych dużych fabryk transformatorów, a proces przebiega w następujący sposób:

1. Automatyczne podawanie i odwracanie: Ramię robota podnosi pojedynczy arkusz stali krzemowej ze stołu materiałowego i może obrócić go o 180°, aby uzyskać naprzemienne układanie z przodu i z tyłu, kompensując w ten sposób niewielkie wypaczenie arkusza.

2. Pozycjonowanie wizualne: system kamer rejestruje otwory lub krawędzie pozycjonujące arkusza, automatycznie oblicza przesunięcie, a precyzyjne ramię robota wykonuje korekcję na poziomie mikronów w trzech kierunkach XY-θ.

3. Laserowy pomiar grubości i kompensacja: Po ułożeniu każdego arkusza dalmierz laserowy mierzy w czasie rzeczywistym skumulowaną wysokość stosu. W przypadku wykrycia błędów skumulowanych system automatycznie wykona niewielką kompensację grubości w następnym arkuszu lub kolejnych arkuszach (wykorzystując tolerancję grubości arkusza), aby upewnić się, że ostateczna wysokość całkowita spełnia wymagania.

4. Nakładanie kleju między arkuszami (opcjonalnie): W przypadku rdzeni wymagających dużej wytrzymałości mechanicznej, podczas układania w stos można nałożyć wyjątkowo cienką warstwę kleju strukturalnego pomiędzy arkuszami, aby zwiększyć ogólną sztywność i zmniejszyć hałas.

5. Automatyczne tymczasowe przechowywanie i przenoszenie: Po zakończeniu układania wszystkich warstw laminowanych cała noga rdzenia jest automatycznie przenoszona ze stacji układającej do następnego procesu.

 

IV) Kształtowanie i utwardzanie
Po zakończeniu układania rdzeń jest nadal w stanie „luźnym” i wymaga dalszej obróbki.
• Zaciskanie i kształtowanie: Cylindry hydrauliczne przykładają do rdzenia ustalone ciśnienie (zwykle 1–2 MPa) zarówno w kierunku poziomym, jak i pionowym, wyciskając nadmiar powietrza i kleju pomiędzy arkuszami i zapewniając całkowite dopasowanie wszystkich arkuszy stali krzemowej. Jednocześnie boczne płyty dociskowe służą do korygowania prostopadłości nóg i jarzm rdzenia.
• Utwardzanie (jeśli zastosowano klej): Jeżeli nałożono klej strukturalny, rdzeń należy umieścić w piecu i podgrzać zgodnie z określonym profilem temperaturowym (np. 80°C/1h + 120°C/2h), aby klej utwardził się i trwale zachował stan ułożony w stos.
• Opaskawanie lub spawanie: Na koniec stosuje się niemagnetyczne taśmy stalowe lub taśmę z tkaniny epoksydowej, aby ściśle owinąć nogi i jarzma rdzenia, lub na krawędziach stosuje się zgrzewanie punktowe łukiem argonowym (tylko w bardzo małych punktach krawędzi, aby uniknąć zwarć), tworząc mocny, integralny zespół.

Podsumowanie
Ogólnie rzecz biorąc, proces układania zorientowanych rdzeni przebiega od precyzyjnego cięcia i gratowania, poprzez docieranie naprzemienne warstwa po warstwie (ręcznie lub zautomatyzowane o wysokiej precyzji), a na koniec prasowanie i utwardzanie w kompletny obwód magnetyczny z niskimi stratami, dużą przepuszczalnością i niskim poziomem hałasu. Wśród nich głównymi celami realizowanymi przez cały proces jest zmniejszenie oporu magnetycznego złącza (poprzez docieranie naprzemienne) i kontrolowanie strat prądu wirowego (poprzez usuwanie zadziorów i powlekanie izolacją).