CN108735556B - 电阻触头的制造方法及电阻触头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电阻触头的制造方法及电阻触头，其涉及电阻触头制备技术领域，所述电阻触头的制造方法包括以下步骤：将铜钨合金材料、钢材料以及焊接材料加工成预设形状；将铜钨合金材料和钢材料分别放置于储能焊机焊接处的两侧，焊接材料放置于钢材料的一端；根据铜钨合金材料和钢材料之间需要焊接的面积对储能焊机选择相应的焊接参数，在所述焊接参数下通过焊接材料将铜钨合金材料和钢材料焊接成一体的毛坯零件；将焊接成一体的毛坯零件进行加工以得到相应形状的电阻触头。本申请能够高效率的制备由铜钨合金与钢构成的电阻触头，且在制备过程中不改变电阻触头中铜钨合金与钢的理化性能，以使电阻触头满足质量要求。

Description

电阻触头的制造方法及电阻触头

技术领域

本发明涉及电阻触头制备技术领域，特别涉及一种电阻触头的制造方法及电阻触头。

背景技术

根据输电网络的控制需求，高压断路器都会要求配置并联合闸电阻，以便断路器在合闸操作时能够有效抑制线路上的操作过电压。其中，电阻触头就是用来控制并联合闸电阻接入、退出线路的执行元件。在具有合闸电阻的断路器进行合闸操作时，电阻触头会先于断路器主回路触头合闸，使回路先通过电阻接通，从而起到抑制电压波动的作用，随即主回路触头再接通，将电阻短路，电阻不再起作用。在进行分闸操作时，电阻触头会先于主回路触头断开，以避免承受在分闸时电弧的损伤。

图1为现有技术中电阻触头的结构示意图，如图1所示，高压开关断路器中电阻触头的结构包括钢和CuW合金，其中钢具有凹槽，CuW合金填入凹槽中以使两者成为一个整体。目前，使得两者成为一个整体的方式可以为钎焊或者整体烧结，但是这两种工艺均有不同的不足。钎焊法焊接这种类型结构的零件，选用银基钎料，焊接时由于没法满足定向凝固条件，在CuW合金与钢的焊接面处易出现焊接气孔等缺陷。由于该零件在焊接完成后需进行磷化处理，在磷化前需进行的酸碱洗时，微小的焊接气孔在毛细管力的作用下会将酸液吸入，吸入的酸液会形成锈蚀点，在后续的使用过程中，锈蚀点会成为使用隐患而造成零件开裂失效，并且该问题长期存在。在使用整体烧结方式时，通过烧结炉内不同的温度场分布能获得界面冶金结合且没有缺陷的电阻触头，但是，由于整体烧结时的温度需在1100℃以上，如此高的温度对钢材来说会使其金相组织发生较大变化，烧结完成后的钢的力学性能也随之发生很大变化，无法满足使用要求。综上所述，上述两种方法制备电阻触头时均有一定的局限性。因此，亟需一种新的电阻触头的制造方法以解决上述问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种电阻触头的制造方法及电阻触头，该方法能够高效率的制备由铜钨合金材料与钢材料构成的电阻触头，且在制备过程中不改变电阻触头中铜钨合金材料与钢材料的理化性能，以使电阻触头满足质量要求。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种电阻触头的制造方法，所述电阻触头的制造方法包括以下步骤：

将铜钨合金材料、钢材料以及焊接材料加工成预设形状；

将所述铜钨合金材料和所述钢材料分别放置于储能焊机焊接处的两侧，所述焊接材料放置于所述钢材料的一端；

根据所述铜钨合金材料和所述钢材料之间需要焊接的面积对所述储能焊机选择相应的焊接参数，在所述焊接参数下通过所述焊接材料将所述铜钨合金材料和所述钢材料焊接成一体的毛坯零件；

将焊接成一体的所述毛坯零件进行加工以得到相应形状的电阻触头。

在一种优选的实施方式中，所述焊接材料包括纯铜或者铜合金。

在一种优选的实施方式中，所述焊接材料的预设形状为片状。

在一种优选的实施方式中，所述钢材料的预设形状为至少一个端面为平面，在所述焊接材料放置于钢材料的一端的步骤中，片状的焊接材料紧贴着钢材料呈平面的端面的中心处。

在一种优选的实施方式中，当焊接的面积的直径在30mm至50mm之间时，储能焊机的焊接参数如下：焊接电压在185V～205V之间，电极压力在13N至18N之间，电容在9000μF至10000μF之间。

在一种优选的实施方式中，储能焊机的焊接参数随着焊接面积的增加呈线性比例增加。

在一种优选的实施方式中，将焊接成一体的毛坯零件进行机加工以得到相应形状的电阻触头，所述机加工包括普通车床加工和/或数控车床加工。

在一种优选的实施方式中，所述铜钨合金材料的预设形状为至少一个端面为平面，所述钢材料的预设形状为至少一个端面为平面。

在一种优选的实施方式中，在所述在所述焊接参数下通过焊接材料将铜钨合金和钢焊接成一体的毛坯零件的步骤中，铜钨合金材料与钢材料之间的焊接为面对面结构的焊接。

一种电阻触头，所述电阻触头由上述任一所述的电阻触头的制造方法制备而成。

本发明的技术方案具有以下显著有益效果：

本申请中电阻触头的制造方法通过储能焊机以储能焊接的方式进行焊接以形成电阻触头，该方法能够在不改变焊接件(铜钨合金材料和钢材料)的金相组织和力学性能下通过焊接材料获得冶金结合的电阻触头。该电阻触头的焊接质量具有钎焊和整体烧结各自的优点，相比较钎焊的方法，其不仅不需要银焊条，而且其焊接质量完全依靠设备预设的焊接参数进行，不受操作者和环境变化的影响。相比较整体烧结的方法，通过储能焊焊接一个毛坯零件的时间大约在2分钟左右，相比较通过整体烧结方法制作一个电阻触头循环需要的6个小时而言，制造由CuW合金与钢构成的电阻触头的效率到了大大的提升。同时，通过储能焊焊接铜钨合金材料和钢材料时的温度较低，其不会改变焊接部件的理化性能。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为现有技术中电阻触头的结构示意图；

图2为本申请实施例中电阻触头的制造方法的步骤流程图；

图3为本申请实施例中铜钨合金材料的形状示意图；

图4为本申请实施例中焊接材料的形状示意图；

图5为本申请实施例中钢材料的形状示意图；

图6为本申请实施例中毛坯零件的示意图；

图7为本申请实施例中电阻触头的示意图。

以上附图的附图标记：

1、铜钨合金材料；2、钢材料；3、焊接材料。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了能够高效率的制备由铜钨合金材料与钢材料构成的电阻触头，且在制备过程中不改变电阻触头中铜钨合金材料与钢材料的理化性能，以使电阻触头满足质量要求，在本申请中提出了一种电阻触头的制造方法，图2为本申请实施例中电阻触头的制造方法的步骤流程图，如图2所示，本申请中的电阻触头的制造方法可以包括以下步骤：

S101：将铜钨合金材料1、钢材料2以及焊接材料3加工成预设形状。

在本步骤中，先将铜钨合金材料1、钢材料2以及焊接材料3进行形状上的处理，从而使得三者的形状便于焊接。图3为本申请实施例中的形状示意图，图5为本申请实施例中钢材料的形状示意图，为了便于铜钨合金材料1与钢材料2接触处的焊接，如图3和图5所示，铜钨合金材料1的预设形状为至少一个端面为平面，钢材料2的预设形状为至少一个端面为平面，从而在焊接时能够使得铜钨合金材料1的一个呈平面的端面与钢材料2的一个呈平面的端面相对。为了便于后期将焊接在一起的铜钨合金材料1和钢材料2加工成电阻触头需要的形状，铜钨合金材料1和钢材料2大体可以呈圆柱状，如此后期可以直接在车床上进行加工。根据铜钨合金材料1和钢材料2焊接处的大小计算焊接材料3的用量，图4为本申请实施例中焊接材料的形状示意图，如图4所示，焊接材料3的预设形状可以为片状，其通过锻压而成，同时其横截面的形状可以与铜钨合金材料1、钢材料2的横截面相匹配，例如也呈圆形。

S102：将铜钨合金材料1和钢材料2分别放置于储能焊机焊接处的两侧，焊接材料3放置于钢材料2的一端。

在本步骤中，将铜钨合金材料1、钢材料2和焊接材料3放入储能焊机。铜钨合金材料1和钢材料2分别放置于储能焊机焊接处的两侧，其中，铜钨合金材料1呈平面的端面朝向钢材料2，钢材料2呈平面的端面朝向铜钨合金材料1。焊接材料3放置在钢材料2的一端，其中，片状的焊接材料3紧贴着钢材料2呈平面的端面的中心处。针对于铜钨合金材料1、钢材料2之间的储能焊接，相对应的焊接材料3可以包括纯铜或者铜合金，如此，一方面可以保证焊接的强度，另外一方面可以使得电阻触头的导电性满足相应要求。

S103：根据铜钨合金材料1和钢材料2之间需要焊接的面积对储能焊机选择相应的焊接参数，在焊接参数下通过焊接材料3将铜钨合金材料1和钢材料2焊接成一体的毛坯零件。

在本步骤中，根据铜钨合金材料1和钢材料2之间需要焊接的面积对储能焊机选择相应的焊接参数，其中，铜钨合金材料1和钢材料2之间需要焊接的面积的数值基本大致等于呈片状的焊接材料3的面积。因此，可以根据焊接材料3的面积对储能焊机选择相应的焊接参数。通过实验发现，当选择纯铜或者铜合金作为焊接材料3时，且当焊接的面积的直径在30mm至50mm之间时，储能焊机的焊接参数选择可以如下：焊接电压在185V至205V之间，电极压力在13N至18N之间，电容在9000μF至10000μF之间。其中，储能焊机的焊接参数随着焊接面积的增加呈线性比例增加。在上述参数范围内，可以确保铜钨合金材料1和钢材料2接触面之间焊接的牢固强度以及焊接的接触面。图6为本申请实施例中毛坯零件的示意图，如图6所示，使用储能焊机在焊接参数下通过焊接材料3将铜钨合金材料1和钢材料2焊接成一体的毛坯零件。在焊接过程中，铜钨合金材料1与钢材料2之间的焊接为面对面结构的焊接。

S104：将焊接成一体的毛坯零件进行加工以得到相应形状的电阻触头。

在本步骤中，图7为本申请实施例中电阻触头的示意图，如图7所示，将焊接成一体的毛坯零件进行机加工以得到相应形状的电阻触头，机加工可以包括普通车床加工和/或数控车床加工等等。一般而言，焊接成一体的毛坯零件的不同区域段大体呈圆柱体状，但其外部轮框形状不满足电阻触头要求，因此，需要将毛坯零件在车床上进行机加工，削除多余部分，从而使得电阻触头的端部具有少量的铜钨合金材料1，且铜钨合金材料1的表面大致呈球面状。由于焊接材料3可能略小于铜钨合金材料1和/或钢材料2的横截面，因此，铜钨合金材料1与钢材料2边缘处可能存在未焊接处部分，通过机加工也可以削除该未焊接处部分，从而使得电阻触头中铜钨合金材料1与钢材料2之间是完全焊接的。

在本申请中还提出了一种电阻触头，该电阻触头由上述任一的电阻触头的制造方法制备而成。

本申请中电阻触头的制造方法通过储能焊机以储能焊接的方式进行焊接以形成电阻触头，该方法能够在不改变焊接件(铜钨合金材料1和钢材料2)的金相组织和力学性能下通过焊接材料3获得冶金结合的电阻触头。该电阻触头的焊接质量具有钎焊和整体烧结各自的优点，相比较钎焊的方法，其不仅不需要银焊条，而且其焊接质量完全依靠设备预设的焊接参数进行，不受操作者和环境变化的影响。相比较整体烧结的方法，通过储能焊焊接一个毛坯零件的时间大约在2分钟左右，相比较通过整体烧结方法制作一个电阻触头循环需要的6个小时而言，制造由铜钨合金与钢构成的电阻触头的效率到了大大的提升。同时，通过储能焊焊接铜钨合金材料1和钢材料2时的温度较低，其不会改变焊接部件的理化性能。综上，本电阻触头的制造方法具有工艺可控性强、焊接零件质量稳定的特点，同时，在整个焊接过程中，焊接工艺时间短、效率高，焊接时也不会改变铜钨合金材料1、钢材料2的理化性能，并且可以获得界面冶金结合的触头零件。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电阻触头的制造方法，其特征在于，所述电阻触头的制造方法包括以下步骤：

将铜钨合金材料、钢材料以及焊接材料加工成预设形状，所述铜钨合金材料的预设形状为至少一个端面为平面，所述钢材料的预设形状为至少一个端面为平面；

将所述铜钨合金材料和所述钢材料分别放置于储能焊机焊接处的两侧，所述焊接材料放置于所述钢材料的一端；

根据所述铜钨合金材料和所述钢材料之间需要焊接的面积对所述储能焊机选择相应的焊接参数，在所述焊接参数下通过所述焊接材料将所述铜钨合金材料和所述钢材料焊接成一体的毛坯零件，所述铜钨合金材料与所述钢材料之间的焊接为面对面结构的焊接；

将焊接成一体的所述毛坯零件进行加工以得到相应形状的电阻触头。

2.根据权利要求1所述的电阻触头的制造方法，其特征在于，所述焊接材料包括纯铜或者铜合金。

3.根据权利要求1所述的电阻触头的制造方法，其特征在于，所述焊接材料的预设形状为片状。

4.根据权利要求3所述的电阻触头的制造方法，其特征在于，所述钢材料的预设形状为至少一个端面为平面，在所述焊接材料放置于所述钢材料的一端的步骤中，片状的所述焊接材料紧贴着所述钢材料呈平面的端面的中心处。

5.根据权利要求2所述的电阻触头的制造方法，其特征在于，当焊接的面积的直径在30mm至50mm之间时，储能焊机的焊接参数如下：焊接电压在185V至205V之间，电极压力在13N至18N之间，电容在9000μF至10000μF之间。

6.根据权利要求5所述的电阻触头的制造方法，其特征在于，所述储能焊机的焊接参数随着焊接面积的增加呈线性比例增加。

7.根据权利要求1所述的电阻触头的制造方法，其特征在于，将焊接成一体的所述毛坯零件进行机加工以得到相应形状的电阻触头，所述机加工包括普通车床加工和/或数控车床加工。

8.一种电阻触头，其特征在于，所述电阻触头由权利要求1至7中任一所述的电阻触头的制造方法制备而成。

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