防爆电机厚短路环铜条转子火焰钎焊工艺探讨.pdf

电气防爆 2 0 1 1 ， 2 防爆电机厚短路环铜条转子火焰钎焊工艺探讨 防爆电机厚短路环铜条转子火焰钎焊工艺探讨 胡彦能 ， 蒋 同武 ， 王德义 南阳防爆集团股份限公司， 河南 南阳4 7 3 0 0 8 [ 关键词]铜条转子 ； 母材 ； 钎料 ； 钎剂 ； 温度梯度 ； 毛细作用 [ 摘要]铜条转子厚短路环火焰钎焊的焊接质量。 经着色探伤检验， 一直维持在 J B ／ T 6 0 6 2 --2 0 0 7 标准 中 3 级验收水平 。通过工艺探讨 ， 并采取相关措施 ， 产 品质量 已稳定提高 ， 焊 缝着色探伤质量达到 J B ／ T 6 0 6 2 --2 0 0 7 标准 中 2 级及以上验收水平。 [ 中图分类号] T M 3 0 5 ． 1 [ 文献标识码] A [ 文章编号] 1 0 0 4 9 1 1 8 2 0 1 1 0 2 0 0 2 3 0 2 Ap p r o a c h o n Ga s Br a z i n g Te c h n o l o g y f o r a Th i c k S h o r t - c i r c u i t Ri n g Us e d i n a n Exp l o s i o npr o o f M o t o r wi Ⅱl Co o p e rba r Ro t o r HU Ya hn e n g ，J I A NG T o n gW U，WAN G D ey i N a n y a n g E x p l o s i o n P r o t e c t io n G r o u p C o ． ，L t d ． ，N a n y a n g H e n a n 4 7 3 0 0 8 Ke y wo r d s c o p p e r b a r r o t o r ； b a s e ma t e r i a l ；b r a z i n g fi l l e r me t a l ；s o l d e r i n g fl u x ；t e mp e rat u r e g r a d i e n t ；c a p i l l a r i t y Ab s t r a c t T h e w e l d i n g q u a l i t y o f t h e thi c k s h o r t c i r c u i t r i n g b y g a s b r a z i n g me tho d f o r a c o o p e r b a r r o t o r ，b y p e n e t r a t e i n s p e c t i o n ，i s r e a c h e d o n l y t o 3 l e v e l o f a c c e p t a n c e i n s p ect i o n a c c o r d i n g to J B ／ T 6 0 6 2 -- 2 0 0 7． T h e p r o d u c t qu a l i ty h a s b e e n i n c r e a s e d b y c a r r y i n g int o e x e c u ti o n o f the s t e p s f r o m 印 一 p r o a c h o n w e l d i n g t e c h n o l o g y ．We l d s h a d i n g d e t e c t i o n quali ty i S a c h i e v e d t o the 2 l e v e l a g a i n s t J B ／ r I ’l 5 6 2 ． 一2 0 0 7． 0 引言 我公司高压防爆电机转子多采用铜条鼠笼结 构， 转子作为电动机的核心部分， 其质量的好坏对 电机的使用性能有直接的影响。电动机在启动过 程中， 短路环电流密度过大而造成温度上升过高。 同时， 导条受高温变形变软， 机械强度下降， 在热 应力、 电磁力及离心力的反复作用下， 首先是应力 比较集中的槽口处和短路环焊接处疲劳而断裂， 少数焊接薄弱处则因接触电阻过大而呈现局部高 温将导条烧断和开焊。所 以提高转子焊接质量， 提升电机转子寿命尤为关键。 1 铜条转子焊接质量不稳定的原因 分析 铜条转子中的短路环和导条一般采用“ 插槽 式” 联接结构， 配对材料一般采用 短路环为 T 2 ， 导条为 Q S i 3 1 。钎料选用 B C u 8 9 P A g ， 钎剂选用 Q j t O 2 与 C J 4 0 1 ， 按我公司试验成功的比例混合。 这种 结 构 的 焊 接 ， 特 别 对 于 厚 短 路 环 5 O一 1 3 0 m m 焊接时， 焊缝质量难以控制， 在钎焊层上 容易产生密集针状气孔群， 导条和短路环的连接 部位易产生焊料未充满造成的线状缺陷以及钎料 未填满等现象， 如图 1 所示。 图 1 实物焊接效果 产生这种缺 陷的主要因素如下 1 ． 1 加热温度 、 加热速度和加热时间控制 若加热温度过高， 易引起钎料与母材过分相 [ 收稿日期】 2 0 1 1 0 3 1 5 [ 作者简介] 胡彦能， 女 ， 1 9 8 0 年生， 2 0 0 4 年毕业于河南机电高等专科学校焊接工艺及设备专业 ， 助理工程师。主要从事电机制造 工艺工作。 防爆电机厚短路环铜条转子火焰钎焊工艺探讨 电气防爆 2 0 1 1 ， 2 互作用而导致熔蚀 ， 形成脆性化合物层， 出现晶问 渗入之类的问题， 并使接头强度下降。若加热温 度太低， 钎料难以填充接头间隙。加热过快会使 短路环和导条 的温度不均匀而产生 内应力 ； 加热 过慢又会产生某些有害过程 如母材晶粒长大、 钎 料低沸点组元蒸发、 金属氧化、 钎剂分解等 ， 因此 应在保证均匀加热的前提下尽量缩短加热时间。 提高加热速度 ， 控制温度梯度是减少焊缝气孔 缺 陷的有效途径之一 。同时焊前清理是消除气孔缺 陷的前提条件。 1 ． 2 接头装配间隙的控制 钎焊 的主要特点是选择合适 的钎剂、 合适 的 温度， 将一定的钎料熔化， 借助“ 毛细作用” 而流布 于接头之中， 形成具有一定 机械强 度的接缝。影 响其质量的主要因素是接头装配间隙。如果间隙 偏小 ， 钎料填缝变得 困难 ， 间隙内的气体、 钎剂残 渣难 以排除 ， 在钎缝 中容易形成 焊透、 气孔等缺 陷。间隙偏大时， 毛细作用减弱， 使钎料不能填满 间隙， 产生焊料未充满造成的线状缺陷。从图 1 实物焊接图片来看， 焊料未充满质量缺陷主要是 由“ 钎料的毛细流动” 不强造成的。 ， 2 改进工艺措 施 2 ． 1 设计工装 改善工件接头装配质量， 控制导条与短路环 之间的冷态间隙为 0 ． 2 0 ． 5 m r n 。工装如图 2 所 示。 图 2 工装示意 图 2 ． 2 焊前清理是钎焊不可忽视的问题 焊前对导条端面及焊接部位用粗砂纸和锉刀 锉修至漏出金属光泽 ， 然后用无水酒精清洗干净 。 用砂纸打磨 出金属光泽 ， 同时用锉刀将焊接面打 磨成适 当粗糙 的纹理表面 ， 以增强表面对钎料的 毛细作用， 可以使加热后变为液态的钎料润湿导 条， 促进钎料铺展。用无水酒精清理短路环焊接 部位的油污及 氧化物 ， 使其 露出金属光泽。另外 钎料也必须过筛 ， 去除尘灰、 杂物等。 2 ． 3 采用多种方法 ， 改善焊接热能量输入质量 1 更改短路环结构 ， 使短路环径向壁厚减薄 即单边预留机加工量 由 1 5 i n I n变为 6 i n i n ， 改善 加热条件 ， 使短路环更容易热透 。 2 提高加热速度 ， 减少加热时间。加大火焰 能量输入 ， 即由 6把焊枪增加到 8把。焊接时首 先用八把焊枪均匀预热铁心温度 ≥2 0 0 oC， 然后 预热短路环到 3 0 0 o C～3 5 0 c 【 用远红外线测温仪 进行测量 ， 开始分两组加热铜短路环， 每组一前 一 后 ， 前面人将焊枪置于短路环下端面处 ， 后面的 人将枪置于短路环台阶处， 加热至钎料完全熔化， 而且短路环呈红白色后 观察铜环内侧为红色较 好 ， 钎料呈液态状 ， 而且使钎料中钎剂翻滚一会 后 ， 顺时针继续移动 ， 移动过程 中焊枪 回扫， 加热 导条将焊剂吹走 。 3 结束语 按改进后的工艺措施在铜条转子焊接中进行 实施 ， 经过近两年的生产实践证明， 产品质量得到 了明显的提高。一部分焊缝经着色探伤质量达到 J B ／ T 6 0 6 2 _2 0 0 7 2级验收水平， 见图 3 a 。还有一 部分焊缝经着色探伤质量达到 J B ／ T 6 0 6 2 --2 0 0 7 1 级验收水平 ， 见图 3 b 。改进后 的工艺现 已纳入我 公司正常工艺 。 一一 ■ 涵 瓷 l 一 图3 焊缝经着色探伤后效果 b 参考文献 [ 1 ] G B ／ T 1 1 3 6 4 --1 9 8 9 ， 钎料铺展性及填缝性试验方法[ s ] [ 2 ] J B ／ T 6 0 6 2 --2 X 7 ， 无损检测焊缝渗透检测[ s ] ． [ 3 ] 邹僖， 魏同贞． 焊接方法及设备 第四分册 钎焊和胶接 [ M] ． 北京 机械工业出版社 ， 1 9 8 1 ．