NE时代

X-Pin取消了焊接端的直线段，两根扁线经过扭转后，以交叉形态形成连接。端部轴向尺寸随之缩短，绕组更加紧凑，铜损和槽满率也有改善。但被取消的直线段原本承担着成形约束、装配定位和焊接容错等功能。空间收益最终转化成了扭头和焊接环节的制造难题。

联合电子于2023年6月在国内首次实现X-Pin技术的成功落地和批产应用，今年一季度其X-Pin电机品类的出货量更是跨越了90万台的门槛。

近期其也是公开了其X-Pin相关的焊接专利，给出了X-Pin焊接的一种解决思路：激光出光前，设备先在绕组接头上施加焊料，用焊料覆盖两根铜线之间的缝隙，再完成激光焊接。说明书将其描述为由激光自熔焊向激光钎焊的调整。这个看似直接的调整，针对的是X-Pin量产中很难回避的“漏激光”问题。

01.

取消直线段后，扭头和焊接为什么变难

U-Pin端子通常保留一定长度的直线段。扭头设备可以抓住直线段，对铜线施加强约束，控制成形位置和接头状态。焊前的切平工序还能修正端面高度，使多个焊点大致处于同一平面。夹具固定后，平面视觉系统和振镜焊接设备便可以按照相对稳定的焦平面工作。

X-Pin没有这样的条件。

由于端部直线段被取消，扭头设备能够施加的约束减少。接头可以实现径向压紧，侧向位置却较难控制。两根扁线在焊接区域可能出现间隙、偏斜或重合不足，不同焊点之间的装配状态也会发生变化。

X-Pin通常也没有切平工序。扁线经过扭转和弯折后，材料回弹、线长误差和成形误差会直接反映在接头端面上，形成高低错边。平面振镜按照固定焦距扫描时，一部分焊点可能位于焦点附近，另一部分则已经离焦。铜表面的强反射又会干扰相机成像，使传统二维视觉系统难以稳定判断接头位置和装配状态。

焊接区域本身也很紧张。X-Pin端子的去漆长度一般控制在5 mm左右，以保证电机的爬电距离。两根铜线的有效重合区域较小，沿焊点深度方向可供熔化连接的长度有限。激光能量不足时，接头容易出现熔深不足和未熔合；能量过高时，激光可能穿透铜线或从接头间隙中漏下，烧伤邻近绕组的绝缘漆层。

X-Pin焊接因此需要同时满足高熔深、短节拍和低飞溅。当前环形红外光源可以达到1.8 mm以上的熔深，单个焊点的焊接时间也能压缩至0.3秒以内，但极低飞溅甚至无飞溅仍然很难稳定实现。随着接头间隙和端面高度变化，同一套激光参数很难兼顾全部焊点。

02.

联合电子用“施料、检测、激光钎焊”扩大工艺窗口

CN122322674A公开的焊接系统包括焊接夹具、施料装置和激光焊接装置。夹具固定电机定子，并让至少一端的端部绕组显露出来。施料装置向待焊区域添加焊料，要求焊料至少覆盖两根绕组之间的缝隙。完成施料后，激光焊接装置再对接头进行加工。

专利列举的焊料包括焊膏、焊丝、焊粉和焊片，具体实施方式主要围绕焊膏展开。焊膏由金属粉末、焊剂和添加剂组成，可以采用铜、银、锡或相应合金体系。其黏度需要保证焊膏在施加后停留于接头表面，避免流入绕组内部。

传统激光自熔焊依靠铜母材自身熔化形成接头。加入焊料后，激光先加热接头表面的焊料，熔融焊料随后润湿铜线并填充缝隙。说明书将这一过程称为激光钎焊。由于专利权利要求没有严格限定母材不得熔化，实际工艺也可能表现为钎焊与母材熔焊共同作用。

外加焊料给X-Pin焊接增加了两层保障。激光照射前，焊料覆盖接头缝隙，减少光束直接穿过缝隙的概率。激光照射后，熔融焊料补充两根铜线之间的材料缺口，增加接头的有效连接面积。部分由扭头和装配产生的间隙误差，可以由施料工序吸收。

专利说明书提出，原有工艺需要将两根绕组之间的缝隙控制在0.3 mm以下，涂覆焊膏后，即使缝隙扩大到1 mm，也可以避免激光穿过缝隙损伤绝缘层。专利没有公开对应的焊膏厚度、激光参数和验证数据，因此1 mm不能直接作为通用工艺标准。但这一描述说明，联合电子试图通过外加焊料放宽X-Pin接头的装配公差。

如何快速、稳定地把焊膏放到上百个焊点上，是该方案能否量产的关键。专利给出了网板刮涂和点胶两种方式。

网板上设置与焊点一一对应的网孔。设备将网板贴近端部绕组，刮刀沿网板表面移动，把焊膏压入网孔。移除网板后，每个待焊区域都会留下形状和厚度相近的焊膏。一次刮涂能够覆盖大量焊点，适合节拍要求较高的生产线。

网板方案对贴合状态较为敏感。X-Pin端面存在高度差，部分焊点可能顶住网板，另一些焊点则与网板之间留有间隙。设备需要控制网板压力、平行度和网孔尺寸，否则可能出现漏料、少料或焊膏扩散。

点胶装置的适应性更强。视觉系统先确定各焊点的中心坐标，点胶装置再通过气压、蠕动泵或其他计量机构逐点施加焊膏。焊膏落在接头中心后向周围铺展，直至覆盖缝隙。设备还可以针对间隙较大的焊点增加用量。

逐点施料会占用更多时间，因此网板和点胶可以形成互补。网板先完成大部分焊点的批量预涂，视觉系统检查焊膏覆盖质量，点胶装置只处理少量异常焊点。这种组合能够兼顾节拍与单点补偿能力。

视觉系统在这套方案中承担两项工作。施料前，它识别待焊区域并生成焊接中心坐标；施料后，它检查焊膏是否完全覆盖接头缝隙。覆盖合格的焊点进入激光焊接，覆盖不足的焊点需要补料和复检。

专利还设计了几种生产处理方式。产线可以先焊接施料合格的焊点，再对剩余焊点补料和补焊；也可以等全部焊点达到涂覆要求后，再完成整圈焊接。异常定子还可以从主线分流，集中进行补料和返修。焊膏覆盖状态由此成为激光出光前的一道质量门槛。

03.

激光钎焊如何提高良率，还需要解决什么

这套工艺对X-Pin良率的改善，首先来自接头间隙要求的放宽。扭头设备不必把所有接头都压到极小间隙，焊料可以填充一定范围内的几何偏差。前序成形和装配出现小幅波动时，焊接结果不会立即失控。

焊料对绝缘层提供了额外保护。光束原本可能从接头缝隙中穿过，覆盖缝隙的焊料会优先吸收这部分能量。焊料熔化后进入接头内部，也能减少光束继续向下传播的机会。对于去漆长度短、接头下方紧邻绝缘绕组的X-Pin，这项作用直接关系到定子的耐压良率。

熔融焊料还可以补充小重合量接头的连接面积。两根铜线存在轻微错边时，单纯依靠母材自熔可能形成偏窄焊缝；外加焊料能够填充局部缺口，改善接头的电流承载能力和机械强度。实际效果仍取决于焊料成分、润湿状态和母材熔化程度。

视觉检测与补料流程减少了异常焊点直接进入激光工位的概率。传统设备发现焊点失败时，绝缘损伤或飞溅污染可能已经发生。新方案把检查节点前移到出光之前，设备可以先补料，也可以将不合格定子分流。单个异常焊点造成整只定子报废的风险随之下降。

激光钎焊仍有自己的工艺负担。焊膏中的助焊剂和添加剂受热后会挥发，排气不畅可能形成气孔或飞溅。焊膏过多会增加残留物，也可能遮挡端子错位，使视觉系统误判接头状态。焊膏不足则无法完全覆盖缝隙，防穿透作用会明显减弱。

量产团队需要建立接头间隙、焊膏重量和激光能量之间的对应关系。焊点高度变化还可能要求设备使用三维视觉或动态调焦。仅靠二维坐标无法解决离焦问题，铜表面反光也需要专用照明、滤光或成像算法处理。

焊后质量不能只看外观。接头需要接受电阻、熔深和拉脱力检测，还要验证热循环和振动条件下的长期可靠性。焊料体系如果与铜母材的热膨胀特性或冶金相容性不佳，初始合格的接头仍可能在服役过程中发生电阻升高或疲劳开裂。

总结.

X-Pin带来的轴向空间收益，最终要由制造工艺兑现。联合电子给出的办法，是在接头几何状态难以完全一致的情况下，用焊料和检测闭环扩大焊接窗口。这也解释了联合电子能够将X-Pin从绕组结构设计推进到批量应用的一个重要技术环节。