分析釬焊技術(shù)在大型發(fā)電機制造中的使用價值

富喜明

【摘要】釬焊作為一種先進有效的制造技術(shù)，在大型發(fā)電機制造中的應(yīng)用日益廣泛，尤其是在不斷增大的電機容量和不斷更新的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)條件下，釬焊技術(shù)良好的滿足了大型發(fā)電機對制造技術(shù)提出的嚴格要求。不管是火力發(fā)電、水力發(fā)電，還是新能源發(fā)電，發(fā)電機作為發(fā)電的主要設(shè)備，其制造水平綜合體現(xiàn)了一個國家重大裝備制造業(yè)的水平，因此，利用先進的釬焊技術(shù)是必要的。

【關(guān)鍵詞】釬焊技術(shù)；大型發(fā)電機；發(fā)電機制造

1.釬焊技術(shù)的原理及常用釬料

1.1釬焊技術(shù)的原理。釬焊技術(shù)雖然是我國傳統(tǒng)的焊接技術(shù)，但是其焊接性能優(yōu)良，一直作為科學先進的技術(shù)應(yīng)用于社會的各個領(lǐng)域中，如原子能、航空航天、電子、電機和儀表等。釬焊技術(shù)的有效使用，要求其選擇的釬料的熔化溫度比母材的熔化溫度低，且操作溫度要比母材的固相線低，但是要比釬料液相線的操作溫度高。硬釬焊的液相線溫度高于450℃，軟釬焊的液相線溫度低于450℃[1]。釬焊技術(shù)的具體實施原理如下：在母材的表面或間隙上將液態(tài)釬料潤濕和展開，在與母材的相互作用下冷卻凝固后形成牢固的接頭；焊接人員要徹底清潔待釬焊部件，如去除氧化皮、表面的油脂等，以提高接頭的穩(wěn)固性；釬料、釬焊方法和釬劑選擇正確，使接頭做到無縫可插；如有必要可以適當改變釬焊的條件，確保對大量的工件或焊縫進行連續(xù)或同時焊接；在釬焊時不要碰及母材的深層組織，在對異種金屬間、金屬與非金屬及各非金屬間的連接有較強的適用性。

1.2釬焊技術(shù)的常用釬料。釬焊技術(shù)在大型發(fā)電機的制造中，其母材主要為銅合金或純銅，能焊接不銹鋼、純銅及其他有色合金，為實現(xiàn)力學性能的結(jié)構(gòu)件較為少見，目的是實現(xiàn)電聯(lián)接的結(jié)構(gòu)件焊接。大型發(fā)電機制造中常見的釬料有作為自釬劑釬料的BCu80AgP，使用該釬料釬焊時不需要在添加其他釬劑以及需要添加額外釬劑的Bag50cuZnCd、Bag45CuZn[2]。三種常見釬料的主要特點如下：BCu80AgP原料中，Ag的含量約15%、Cu的含量較少，P含量約4.8%-5.3%，熔化溫度在640℃-810℃，釬焊溫度不計，抗拉強度在499.8MPa；Bag50cuZnCd原料中，Ag的含量約15.5%、Cu的含量約50%，Zn含量約16.5%，Cd含量約18%，熔化溫度在627℃-635℃，釬焊溫度在635℃-760℃，抗拉強度在419MPa；Bag45CuZn原料中，Ag的含量約45%、Cu的含量約30%，Zn含量較少，熔化溫度在677℃-745℃，釬焊溫度在745℃-845℃，抗拉強度在386MPa。釬劑的使用目的是去除釬料和母材的氧化物，避免母材和釬料的表面出現(xiàn)氧化，減少母材表面張力，促進釬料的流動。

2.焊接技術(shù)在大型發(fā)電機制造中的應(yīng)用

2.1釬焊方法。大型發(fā)電機制造中的應(yīng)用要根據(jù)釬料、釬劑、工件的尺寸和材質(zhì)、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)批量、釬焊方法的特點等選擇合適的釬焊方法。按照不同的加熱熱源，可以將釬焊方法分為火焰釬焊、感應(yīng)釬焊、電阻釬焊、爐中釬焊[3]。

2.1.1火焰釬焊。該方法應(yīng)用廣泛，具有簡單靈活的特點，主要適用于小件釬焊，但對溫度控制和操作技術(shù)的要求較高。在大型發(fā)電機制造中，火焰釬焊的主要適用范圍有常規(guī)的水輪發(fā)電機定子線棒端頭封焊、下線焊接、水輪發(fā)電機組和汽輪發(fā)電機組環(huán)形引線的組焊，及常規(guī)汽輪發(fā)電機定子線棒點接頭的封焊（見圖1）。2.1.2感應(yīng)釬焊。該方法的工作原理是在感應(yīng)器接頭內(nèi)部產(chǎn)生一定感應(yīng)電能作用下進行加熱，實現(xiàn)焊接。工件自身能產(chǎn)生熱量，加快加熱速度，使工件表面氧化較少，有效避免再結(jié)晶產(chǎn)生和母材晶體成長。在大型發(fā)電機制造中，很多重要零部件的釬焊是通過感應(yīng)加熱來完成的，具體包括定子線棒下線時的組焊、1000MW汽輪發(fā)電機定子線棒水電接頭的封焊、汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子線圈下線裝配焊接、核電主泵電機轉(zhuǎn)子端環(huán)的釬焊、抽水蓄能機組定子線棒端頭的封焊及其下線的組焊等。2.1.3電阻釬焊。該方法的工作原理是在電流經(jīng)釬焊處電阻產(chǎn)生的熱量作用下，對釬料進行熔化和加熱后實現(xiàn)焊接的，分為間接加熱、直接加熱兩種。在大型發(fā)電機制造中的應(yīng)用范圍為常規(guī)水輪發(fā)電機定子線棒下線并頭塊的焊接及660或600MW汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子線圈銅排的組焊。2.1.4爐中釬焊。該方法作為一種自動化釬焊方法適用于效率高、生產(chǎn)量大的電機制造，其釬焊質(zhì)量和設(shè)備和工藝密切相關(guān)[4]。在660或600MW汽輪發(fā)電機定子線棒水電接頭導電片組焊、三峽水輪發(fā)電機定子線棒水接頭中不銹鋼的焊接等應(yīng)用較多。

2.2釬焊技術(shù)在大型發(fā)電機制造中的工藝實施。2.2.1工藝參數(shù)。在大型發(fā)電機制造中，釬焊的主要工藝參數(shù)分為保溫時間、釬焊溫度。其中保溫時間的具體數(shù)據(jù)不定，主要根據(jù)工件大小、母材和釬料相互作用下的劇烈程度而定，即工件越大保溫時間越長，母材和釬料作用越劇烈，保溫時間越短，釬焊溫度一般較為固定，即比液相線溫度高25℃-60℃不等。2.2.2釬焊接頭。當前較為常用的接頭形式是對接、搭接、鑲接。接頭設(shè)計主要考慮的因素有接頭強度、組合件的尺寸、接頭功能、接頭的間隙、釬料的投放量、裝配零件的原則。其中接頭間隙的大小與母材和釬料的選擇有較大關(guān)系，直接影響接頭的強度以及焊接縫隙的大小，見表1。

3.結(jié)語

釬焊技術(shù)的發(fā)展必將推動我國多個領(lǐng)域的快速前進，同時也給釬焊技術(shù)提出了更高的要求。為了最大程度發(fā)揮釬焊技術(shù)在大型發(fā)電機制造中的價值，應(yīng)不斷完善釬焊方法，設(shè)計更為合理的感應(yīng)器，不斷優(yōu)化其制造水平及成本控制，為未來更大型的發(fā)電機組的科學制造打下堅實基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]張利，王海.改進電動機制造工藝，從而提高電動機制造質(zhì)量[J].黑龍江科技信息，2014，21（28）：16-17.

[2]高顯志.對電動機繞組接頭焊接法的改進研究[J].黑龍江科學，2014，26（06）：30-31.

[3]郭德倫.國外先進焊接技術(shù)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用進展[J].航空制造技術(shù)，2014，26（20）：19-20.

[4]張文毓.釬焊技術(shù)的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用[J].現(xiàn)代焊接，2012，33（12）：18-19.