冲击发电机定子引线火焰钎焊工艺研究

杜金程



冲击发电机定子引线火焰钎焊工艺研究

杜金程

（哈尔滨电机厂有限责任公司，哈尔滨150040)

本文系统介绍了冲击发电机定子引线现场火焰钎焊工艺过程，包括工艺参数的选择、钎焊工艺方法和检验过程等，现场工程结果表明采用锡铅钎焊后的接头安全可靠，完全满足设计和设备的运行要求。

冲击发电机；火焰钎焊；异种材料

0 前言

钎焊工艺是指采用比母材熔点低的金属作为钎料，加热时使母材金属不熔化，而使填充金属熔化后填充间隙，并与母材金属发生扩散和溶解等现象的金属焊接方法，适用于异种金属间的焊接。钎焊的特点是焊接工件的变形量小，现场操作简便，设备简易等。火焰钎焊很适合施工现场复杂、狭窄、多变的操作环境，采用火焰的外焰对引线接头进行均匀加热，并严格控制加热时间，以保护绝缘防止烧损[1-6]。

本文介绍了哈尔滨电机厂有限责任公司为西安高压设备研究院生产的一台冲击发电机的定子引线现场火焰钎焊工艺过程。

1 试验方法与结果

冲击发电机定子引线共有6根，每根分为3节进行现场挂装连接。按照传统工艺方法，每两节引线之间的连接采用镀银后螺栓把合的方式，由于转子额定转速高达3000~3600 r/min，发电机运行过程中会产生较强烈的振动，为防止引线振动导致螺栓松动，在螺栓把合的基础上，对引线接头进行现场钎焊。经过钎焊的引线接头，不仅可以使螺栓与引线接头牢固焊接在一起，降低螺栓松动的概率，还可以增大两节引线的接触面积，提高导电性。由于每节引线出厂时均已包裹了绝缘，为防止烧损绝缘，需选择适当的加热方式和钎料以保证较低的钎焊温度。螺栓把合后，较复杂的引线接头结构对钎焊工艺过程和操作技术也提出了较高的要求。

试验中采用锡铅钎料HL603（H1SnPb58-2），其熔化温度范围为183~235℃，钎焊温度通常选为高于钎料液相线温度25~60℃，故此种钎料钎焊温度低于300℃。

为了增强钎料对母材的润湿能力，在钎焊之前，须在引线接头钎焊面镀覆一层锡铅金属层，俗称搪锡。需要的工具及材料有锉刀、砂纸、酒精、石棉带、石棉纸、氧气、乙炔、焊炬、钎料（HL603锡铅焊料）、钎剂（ZnCl2水溶液）、白布等。首先用锉刀和砂纸清除搪锡面的灰尘、氧化物和油污，使其表面呈光亮程度，然后用酒精擦净。表面的清洁度将对锡铅钎料的润湿性有很大的影响，然后用浸湿的石棉纸和石棉带包覆缠绕搪锡面根部绝缘部分，保护绝缘免受灼烧。在加热的过程中对其进行喷水，以保证良好的冷却效果。在钎焊前向搪锡面均匀喷涂ZnCl2水溶液。ZnCl2水溶液起到钎剂的作用，可以去除金属表面的氧化物。同时提高钎料的润湿性，如果现场不具备的情况下也可以用松香代替。调节焊炬火焰，用外焰对搪锡面进行均匀加热。外焰加热面积大，温度相对较低，可以很好地控制加热温度。

当加热至钎料熔化温度后，调小焊炬火焰，保持引线接头恒温，将HL603锡铅钎料均匀熔凃在搪锡面上。搪锡后的瞬间，迅速用白布将搪锡表面擦光。因为锡铅钎料的熔点较低，不会在停止加热后立即凝固，同时温度相对低，所以不会在瞬间烧损白布。焊后用白布将搪锡部位包裹保护，防止氧化。定子引线火焰钎焊工艺实施步骤如图1所示。

图1 定子引线火焰钎焊工艺实施步骤

按照图纸要求，将引线挂装、找正、把合后，进行钎焊操作。把合时须保证引线接头间的间隙尽量小，以确保钎料通过毛细作用填满焊缝。需用的工具及材料包括石棉带、石棉纸、氧气、乙炔、焊炬、钎料（HL603锡铅焊料）、钎剂（ZnCl2水溶液）、锉刀、扁铲、抛光轮等首先用浸湿的石棉纸和石棉带包覆缠绕引线接头根部的绝缘部分，保护绝缘免受灼烧。然后向引线接头焊缝处喷涂ZnCl2水溶液。调节焊炬火焰，用外焰对待焊接头进行加热。将火焰在接头表面来回移动，使其均匀升温。当加热至钎料熔化温度后，调小焊炬火焰，保持引线接头恒温，手持钎料向焊缝处填料，直至焊缝周围钎料填满为止。确定所有焊缝填满焊料后，停止加热，完成钎焊。焊后观察焊缝表面有较大焊瘤时，用扁铲剔除，并用锉刀和抛光轮清理焊缝表面。焊后进行外观检查和导电性检查，通过外观检查确认所有钎焊缝不存在夹渣、气孔、缝隙等缺陷，个别处存在缺陷的部位进行补焊，焊后彻底清理干净。外观检查后对整根引线的导电性进行测试，测试结果显示引线导电性良好，表明引线接头钎焊质量良好。

2 结论

冲击发电机是发电机企业生产较少的一类产品，因此在设计、生产制造和现场安装等环节上的经验都还非常有限。本论文的引线现场钎焊工艺综合考虑了加热方式、钎焊材料和工艺过程的影响，积累了这类产品引线现场安装的经验。采用螺栓把合后用锡钎料钎焊可以大大提高接头的可靠性，同时还可以通过加热后很方便地拆卸下来，为今后这类产品在设计、制造上的改进优化提供了参考。

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Research on Flame Brazing Process of Impact Stator Leaders

DU Jincheng

(Harbin Electric Machinery Company Limited, Harbin 150040, China)

This dissertation introduced flame brazing process of impact generator leaders including selection of process parameters, brazing technique, inspection process and so on. The results indicate that tin-lead brazing joint is safe and reliable, which fully meet the requirements of design and equipment operation.

impact generator; frame brazing;dissimilar materials

TG111.7

A

1000-3983(2014)02-0026-02

2013-08-17

杜金程（1960-），1982年毕业于兰州理工大学水利机械专业，1997年获得哈尔滨工业大学工程管理硕士学位，硕士，现负责技术改造、工艺管理、工艺研究和工艺技术工作，高级工程师。

审稿人：王 波