CN103909317A - 屏蔽电机定子线圈接头焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种屏蔽电机定子线圈的中频钎焊方法，旨在确立一种用于主泵电机关键部件定子线圈钎焊的新中频钎焊方法，通过使用专用感应线圈对定子线圈接头外侧整体加热，可有效克服传统火焰钎焊对线圈局部单一加热造成的接头过热及受热不均应力变形现象，加之采用预置钎料与棒状钎料配合填料方式，并选用最佳匹配工艺参数，规范各个钎焊接头的加热功率及加热时间，从而提高焊缝质量，满足结构设计要求。该成果在工程上具有很高的应用价值，并具有深远的社会意义。

Description

屏蔽电机定子线圈接头焊接方法

技术领域：本发明涉及一种屏蔽电机定子线圈接头焊接方法。

背景技术：屏蔽电机是核电站核岛中的关键设备，其完整性对一回路的安全运行有着重要影响，并直接关系到第三代AP1000非能动核电站技术引进的成败，其中定子线圈接头钎焊是屏蔽电机主泵制造环节中的一项关键工序。由于AP1000定子线圈设计结构形式与以往机组设计形式不同，且原有的火焰钎焊方法热温度不易控制，规范性不强，易导致母材过热熔化甚至变形，且钎锋质量受人为因素影响严重，质量不稳定，返修率极高，对于钎缝质量要求极高的核电站主泵电机定子线圈钎焊极不适用。

发明内容：本发明的目的是提供一种屏蔽电机定子线圈中频钎焊方法，避免钎焊完成后，接头存在变形量过大、母材熔化、内部气孔、裂纹、未熔化钎料及表面不连续超标等缺陷，导致接头质量不合格的问题。

本发明的技术方案为：

（1）采用中频感应钎焊方法焊接屏蔽电机定子线圈接头,中频感应钎焊是依靠工件在中频交流电的交变磁场中产生感应电流的电阻热来加热的钎焊方法，具有加热速度快，均匀且效率高的特点；

（2）根据接头具体结构形式及尺寸，设计专用中频感应钎焊感应圈，该专用感应线圈采用纯铜管弯制而成，纯铜管截面成正方形，表面涂有防止感应线圈烧损的氧化铝涂层，铜管弯制尺寸以具体钎焊接头尺寸为基础，弯制形式为三面同时加热形式，专用感应线圈可将接头包覆在专用感应线圈内部，接头外围进行整体并均匀的加热，对于位于钎焊面相垂直方向无法夹持固定的接头，可在感应线圈设计上增加夹持功能，以保证钎焊面最大限度贴合；

（3）钎焊参数：根据接头具体结构尺寸，选用匹配的加热功率与加热时间，以达到最佳加热效果，获得最理想的填充条件；

（4）型号为：AP1000的屏蔽电机定子线圈采用无氧铜材料（UNS-C10200&C11000），选用最佳铜磷银（AWS A5.8/A5.8M BCUP-5）钎焊材料，结合接头钎焊质量要求，选择预置钎片及棒状钎料两种形式的填充材料，预置钎片厚度0.254mm，长宽尺寸与具体钎焊接头尺寸一致，棒状钎料在预置焊片开始熔化时填至外露边缝，直至形成平滑外形；

（5）钎焊方法：1）采用中频钎焊；2)准备预置钎片：预置钎片厚度0.254mm，根据接头具体尺寸裁剪钎片，预置前对焊片外表面进行彻底清理；3）接头装配：将钎片放置于钎缝处，对准备焊接的工件位置进行微调，确保对正，然后利用辅助工具将工件固定夹紧，最大限度做到钎缝内表面无间隙，操作者根据图纸规定放置手持式专用感应线圈，把持稳定；4）采用中频感应钎焊设备（EFD MINAC18/25）进行加热，屏蔽电机中共涉及八种定子线圈接头，每种接头均采用不同的加热功率及加热时间，加热功率基本控制在75%～85%，加热时间从25s至110s；预置金属开始熔化时，操作者进行表面填料，当观察到钎焊合金填满外露边缝，形成平滑外形时停止加热，接头在空气中冷却到室温；5）焊后检查：焊后对钎缝质量进行检查，利用五倍放大镜对钎缝接头外表面进行检查，不应存在裂纹、母材熔化、未熔化钎料及表面不连续超标等缺陷，钎焊评定件还应进行解剖以检查内部气孔缺陷。

本发明以中频感应钎焊方法替代传统火焰钎焊加热方法对定子线圈进行钎焊，配以专用感应线圈、填料方式及钎焊工艺参数，对传统火焰钎焊方法易产生的母材加热不均及应力变形等问题进行优化：首先，采用中频感应钎焊方法进行定子线圈钎焊，加热速度快且温度易于观察控制，避免了传统火焰钎焊易产生的母材过热甚至熔化问题；其次，本中频感应钎焊采用专用感应线圈对工件进行加热，该感应线圈利用矩形截面铜管，根据接头具体尺寸，弯制成三面包裹钎焊接头的形式，可多方位同时对钎焊接头加热，避免了传统火焰钎焊只能局部加热导致钎焊接头受热不均，易产生应力变形，影响钎缝质量及整体装配尺寸；最后，采用预置钎片与棒状钎料配合填充的方式，在接头配合面预先放置25.4mm钎片，并以适用的功率进行加热，配以最佳加热时间，对采用传统火焰加热方法易产生接头内部钎料填充量不足以致气孔缺陷的问题进行控制。该种工艺方法在钎焊评定件上已获得验证，经证实，采用中频感应钎焊配以专用感应线圈对定子线圈进行钎焊的新工艺方法，不但加热温度易于控制且工件受热均匀，与火焰加热相比，焊后接头变形量控制方面具有显著提升，加之对评定件进行剖切后观察钎缝内部质量，也证实采用预置钎片配合棒状钎料的填充方式，可有效抑制接头结合面气孔缺陷的产生。此种新工艺方法已在产品件中得到应用，钎缝质量良好，达到预期要求。

附图说明：

图1为屏蔽电机#1接头专用感应线圈示意图

图2为屏蔽电机#2接头专用感应线圈示意图

具体实施方式：

具体实施方案如下：

（1）采用中频感应钎焊方法焊接屏蔽电机定子线圈接头,中频感应钎焊是依靠工件在中频交流电的交变磁场中产生感应电流的电阻热来加热的钎焊方法，具有加热速度快，均匀且效率高的特点；

（2）根据接头具体结构形式及尺寸，设计专用中频感应钎焊感应圈，该专用感应线圈采用纯铜管弯制而成，纯铜管截面成正方形，表面涂有防止感应线圈烧损的氧化铝涂层，铜管弯制尺寸以具体钎焊接头尺寸为基础，弯制形式如图1所示，该设计承三面同时加热形式，专用感应线圈可将接头包覆在专用感应线圈内部，接头外围进行整体并均匀的加热，对于位于钎焊面相垂直方向无法夹持固定的接头，可在感应线圈设计上增加夹持功能，如图2所示，以保证钎焊面最大限度贴合；

（3）钎焊参数：根据接头具体结构尺寸，选用匹配的加热功率与加热时间，以达到最佳加热效果，获得最理想的填充条件；

（4）型号为：AP1000的屏蔽电机定子线圈采用无氧铜材料（UNS-C10200&C11000），选用最佳铜磷银（AWS A5.8/A5.8M BCUP-5）钎焊材料，结合接头钎焊质量要求，选择预置钎片及棒状钎料两种形式的填充材料，预置钎片厚度0.254mm，长宽尺寸与具体钎焊接头尺寸一致，棒状钎料在预置焊片开始熔化时填至外露边缝，直至形成平滑外形；

（5）钎焊方法：1）采用中频钎焊；2)准备预置钎片：预置钎片厚度0.254mm，根据接头具体尺寸裁剪钎片，预置前对焊片外表面进行彻底清理；3）接头装配：将钎片放置于钎缝处，对准备焊接的工件位置进行微调，确保对正，然后利用辅助工具将工件固定夹紧，最大限度做到钎缝内表面无间隙，操作者根据图纸规定放置手持式专用感应线圈，把持稳定；4）采用中频感应钎焊设备（EFD MINAC18/25）进行加热，屏蔽电机中共涉及八种定子线圈接头，每种接头均采用不同的加热功率及加热时间，加热功率基本控制在75%～85%，加热时间从25s至110s；预置金属开始熔化时，操作者进行表面填料，当观察到钎焊合金填满外露边缝，形成平滑外形时停止加热，接头在空气中冷却到室温；5）焊后检查：焊后对钎缝质量进行检查，利用五倍放大镜对钎缝接头外表面进行检查，不应存在裂纹、母材熔化、未熔化钎料及表面不连续超标等缺陷，钎焊评定件还应进行解剖以检查内部气孔缺陷。

Claims (1)

1.一种屏蔽电机定子线圈接头焊接方法，其特征是：

（1）采用中频感应钎焊方法焊接屏蔽电机定子线圈接头,中频感应钎焊是依靠工件在中频交流电的交变磁场中产生感应电流的电阻热来加热的钎焊方法，具有加热速度快，均匀且效率高的特点；

（2）根据接头具体结构形式及尺寸，设计专用中频感应钎焊感应圈，该专用感应线圈采用纯铜管弯制而成，纯铜管截面成正方形，表面涂有防止感应线圈烧损的氧化铝涂层，铜管弯制尺寸以具体钎焊接头尺寸为基础，弯制形式为三面同时加热形式，专用感应线圈可将接头包覆在专用感应线圈内部，接头外围进行整体并均匀的加热，对于位于钎焊面相垂直方向无法夹持固定的接头，可在感应线圈设计上增加夹持功能，以保证钎焊面最大限度贴合；

（3）钎焊参数：根据接头具体结构尺寸，选用匹配的加热功率与加热时间，以达到最佳加热效果，获得最理想的填充条件；

（4）型号为：AP1000的屏蔽电机定子线圈采用无氧铜材料（UNS-C10200&C11000），选用最佳铜磷银（AWS A5.8/A5.8M BCUP-5）钎焊材料，结合接头钎焊质量要求，选择预置钎片及棒状钎料两种形式的填充材料，预置钎片厚度0.254mm，长宽尺寸与具体钎焊接头尺寸一致，棒状钎料在预置焊片开始熔化时填至外露边缝，直至形成平滑外形；

（5）钎焊方法：1）采用中频钎焊；2)准备预置钎片：预置钎片厚度0.254mm，根据接头具体尺寸裁剪钎片，预置前对焊片外表面进行彻底清理；3）接头装配：将钎片放置于钎缝处，对准备焊接的工件位置进行微调，确保对正，然后利用辅助工具将工件固定夹紧，最大限度做到钎缝内表面无间隙，操作者根据图纸规定放置手持式专用感应线圈，把持稳定；4）采用中频感应钎焊设备（EFD MINAC18/25）进行加热，屏蔽电机中共涉及八种定子线圈接头，每种接头均采用不同的加热功率及加热时间，加热功率基本控制在75%～85%，加热时间从25s至110s；预置金属开始熔化时，操作者进行表面填料，当观察到钎焊合金填满外露边缝，形成平滑外形时停止加热，接头在空气中冷却到室温；5）焊后检查：焊后对钎缝质量进行检查，利用五倍放大镜对钎缝接头外表面进行检查，不应存在裂纹、母材熔化、未熔化钎料及表面不连续超标等缺陷，钎焊评定件还应进行解剖以检查内部气孔缺陷。