RU1770995C - Способ восстановлени контактов низковольтных электрических аппаратов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологи м восстановлени  контактов низковольтных электрических аппаратов и может быть использовано преимущественно при восстановлении контактов высотой более 1 мм сильноточных коммутационных аппаратов. Цель изобретени  - стабилизаци  геометрических размеров контактов, повышение износостойкости контактов и прочности па ного шва. Дл  этого по способу восстановлени  контактов низковольтных электрических аппаратов, включающему крепление контактов с контактодержателем посредством пайки на машинах точечной контактной сварки, используют пришедшие в негодность контакты на подложке из цветного металла с шероховатостью рабочей поверхности не более 300 мкм. сл

Description

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано преимущественно при восстановлении контактов высотой более 1 мм сильноточных коммутационных аппаратов.

Известны способы изготовлени  многослойных контактов, при которых контакты креп тс  к контактодержател м посредством сварки или пайки через прослойкутоко- провод щего металла.

Однако они не могут обеспечить высокое качество па нного шва при пайке бывших в эксплуатации контактов с неровной рабочей поверхностью на машинах точечной сварки вследствие того, что переходное сопротивление поверхность контакта - сварочный электрод соразмерно (или значительно больше) переходному сопротивлению между свариваемыми или па емыми

поверхност ми, что в конечном итого приводит к более интенсивному нагреву рабочей поверхности контакта.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  способ креплени  контактов на машинах точечной контактной сварки, при котором поверхности дл  пайки или сваривани  выполн ютс  с насечками дл  увеличени  переходного сопротивлени  во врем  пайки или сварки либо между соедин емыми детал ми прокладывают металлическую фольгу с более низкой по сравнению со свариваемыми металлами электропроводимостью.

Однако, использу  этот способ, нельз  обеспечить высокое качество па ного шва при пайке бывших в эксплуатации контактов с неровной рабочей поверхностью вследствие того, что переходное сопротивVJ

4 О ЧЭ Ю СП

леиие поверхность контакта - сварочный электрод соразмерно (или значительно больше) переходному сопротивлению между свариваемыми или па емыми поверхност ми , что в конечном итоге приводит к более интенсивному нагреву рабочей поверхности контакта и его пластической деформации . При этом практически невозможно подобрать временные режимы пайки, обеспечивающие надежное качество сварного шва и выравнивание рабочей поверхности контакта. При использовании прокладок из металлической фольги с более низкой проводимостью по сравнению с па емыми контактами увеличить переходное сопротивление можно только на незначительную величину, так как применение фольги с удельным сопротивлением, в 2 и более раза превышающим удельное сопротивление контакта и контактодержател , приведет к увеличению контактного сопротивлени  токоведущих частей, увеличению нагрева контактов при работе на номинальных токах сверх допустимых значений. При проведении перед пайкой зачистки рабочей поверхности контактов тер етс  значительна  часть материала (драгоценных металлов ). Кроме того, необходимо отметить, что

выполнение насечек дл  увеличени  переходного сопротивлени  во врем  пайки, хот  и дает положительный эффект, но в то же врем  ухудшает микроструктуру самого контакта за счет неоднородности материала , что в дальнейшем при эксплуатации контакта способствует повышенному износу. Таким образом, данный способ креплени  контактных накладок не обеспечивает гарантированного нагрева сло  припо  и соприкасающихс  с ним поверхностей и тем самым высокого качества па ного шва при пайке на машинах точечной контактной сварки бывших в эксплуатации контактов с неровност ми на рабочей поверхности.

Цель изобретени  - стабилизаци  геометрических размеров контактов, повышение износостойкости контактов и прочности па ного шва.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе восстановлени  контактов низковольтных электрических аппаратов, по которому контакты креп т к контактодержа- тел м посредством пайки на машинах точечной контактной сварки, согласно изобретению используют пришедшие в негодность контакты на подложке из цветного металла с шероховатостью рабочей поверхности не более 300 мкм, которые устанавливают на припой толщиной 0,6 - 0,8 мм с пористостью 60-80%, изготовленный методом порошковой металлургии, а пайку провод т при длительности протекани  импульса тока пайки, равной 1,8-2,2 от времени пайки контактов с гладкой рабочей поверхностью шероховатостью не более 20 мкм.

Изобретение обеспечивает стабилизацию геометрических размеров контактов по высоте путем использовани  контактодержател  (подложка цветного металла), пришедшего в негодность конт акта и припо 

0 толщиной 0,6 - 0,8 мм с пористостью 60- 80%. Контакт на подложке и пористый припой позвол ют увеличить переходное сопротивление во врем  пайки, что исключает применение припоев с низкой электро5 проводностью и повышает прочность па ного шва.

Использование контактов с шероховатостью поверхности не более 300 мкм обеспечиваетс  установкой временной дли0 тельности импульсов тока пайки, равной 1,8 - 2,2 от времени пайки контактов с гладкой рабочей поверхностью шероховатостью не более 20 мкм. Это позвол ет получить качественно новую поверхность контакта без

5 различных фазовых изменений и пластического течени  контакта с выходом на ровную (нивелированную) поверхность, котора  может нести эксплуатационную нагрузку, без значительных перераспределений плотно0 стей тока на поверхности контакта. Кроме того, шероховата  рабоча  поверхность контакта, котора  содержит различные химические элементы с определенной микроструктурой, отличной от общей мик5 роструктуры контакта, сложившейс  под воздействием различных эксплуатационных факторов, под действием температуры, давлени  во врем  пайки претерпевает различные структурные изменени  с внедрени0 ем в поверхностный слой контактов различных химических элементов и частиц, образовавшихс  под воздействием эксплуатационных факторов (при воздействии электрической дуги отключени  цепи), что в

5 конечном итоге приводит к частичному повышению износостойкости контактов.

Использование контактов с шероховатостью поверхности более 300 мкм не обеспечивает получение одновременно ровной

0 (нивелированной)рабочей поверхности контакта с использованием указанных припоев и качественно па нного шва без каких-либо отрицательных  влений, не говор  уже о повышении прочности па ного шва.

5 При использовании припоев толщиной 0,6 - 0,8 мм с пористостью 60-80%. изготовленных методом порошковой металлургии, в процессе нагревани  пористого припо  до температуры плавлени  припой расплавл етс , его толщина уменьшаетс , при этом

переходное сопротивление шва значительно уменьшаетс  и становитс  в несколько раз меньшим переходного сопротивлени  участка рабоча  поверхность - электрод сварочной машины, что приводит в конечном итоге к уменьшению тепловыделени  на участке па ного шва и интенсификации нагрева рабочей поверхности контакта. При дальнейшем нагреве импульсом тока происходит преимущественный нагрев рабочей поверхности и при достижении пластического состо ни  материала - выравнивание рабочей поверхности контактов под действием избыточного давлени  электродов сварочной машины. Таким образом, обеспечиваетс  стабилизаци  (нивелирование) по высоте, а также стабилизаци  рабочей поверхности контакта.

Повышение прочности па ного шва при пайке на машинах точечной контактной сварки достигаетс  путем применени  припо  в виде ленты толщиной 0,6 - 0,8 мм изготовленного методом порошковой металлургии , с пористостью 60-80%. При использовании указанного припо  переходное сопротивление в месте пайки увеличиваетс  в 6-10 раз в сравнении с пайкой с применением беспористых припоев, за счет пористой структуры, при которой материал занимает 20-40% объема, припо , шероховатой поверхности припо  и увеличени  переходного сопротивлени  на границе соединени  между собой частиц порошка, что исключает необходимость выполнени  насечек на соприкасающихс  при пайке поверхност х контакта или контактодержате- л  или применение прослоек фольги с высоким удельным электросопротивлением . Это определ ет преимущественное нагревание сло  припо  и прилегающих к нему поверхностей деталей при прохождении через него импульса тока. Указанна  толщина ленты припо  после его расправлени  обеспечивает оптимальную толщину па ного .шва (не более 100 мкм). Кроме того, относительно больша  толщина сло  припо  способствует увеличению падени  на- пр же ни  на нем во врем  пайки, что в конечном итоге приводит к интенсификации процесса нагрева припо  и поверхностей пайки, Указанна  пористость (60-80%) достаточна дл  обеспечени  надежного качества шва, при этом нет необходимости в дальнейшем увеличении пористости, учитыва , что практически получение материала с пористостью больше 80% трудно по технологическим причинам. При использовании припоев с пористостью меньше 60% не удаетс  достичь заметного увеличени  переходного сопротивлени  во врем  пайки.

Длительность протекани  импульса тока пайки, равна  1,8-2,2 от времени пайки контактов с гладкой рабочей поверхностью шероховатостью не более 20 мкм, устзнов- лена экспериментально.

Пример. Дл  восстановлени  выбраны изношенные контакты, содержащие в своем составе 85% серебра и 15% оксида

кадми , средней высотой около 0,8 мм со следами электрической эрозии в виде выступов и впадин на рабочей поверхности размером до 0,3 мм, которые примен ютс  в контакторах посто нного тока типа КПЕ, устанавливаемых на электропогрузчиках. В качестве подложки контакта используют часть контактодержател , при этом путем механической обработки снимают определенную часть материала контактодержэтел 

дл  обеспечени  номинальной высоты контакта (2 мм). Затем производ т пайку контакта к контактодержателю на машине точечной контактной сварки типа МТР 2402 УХЛ4 с помощью припо  типа МФСу 92-6-2

(92% меди, 6% фосфора, 2% сереТэра), изготовленного в виде ленты толщиной 0,8 мм методом порошковой металлургии, с пористостью около.70%. Сварочный ток дл  контактов диаметром 14 мм составл ет 16 кА.

Длительность пайки устанавливают в пределах 1-1,4 с, проковки 1,5-2 с. Рабочую поверхность после пайки выравнивают с остаточными неровност ми, высота которых не превышает 0,03 ммл При проведении испитаний на определение качества па ного шва площадь припо  по отношению к сопр гаемой площади контакта составл ет не менее 0,85, усилие среза по па нному шву - не менее 0,9 прочности композиции контакта , что соответствует ОСТ 16 0.686.126-81. Износостойкость восстановленных контактов составл ет не менее 80% износостойкости новых контактов.

При использовании припоев с пористостью , меньшей предлагаемой или при изменении временных режимов пайки наблюдаютс  непропаи площадью более 40%. оплавлени  поверхностного сло , прилипание контактов к сварочному электроду.

Использование предлагаемого способа восстановлени  контактов при проведении ремонтов контактных коммутационных аппаратов позвол ет, по сравнению с

известными технологи ми ремонта и восстановлени , предусматривающими замену пришедших в негодность серебросодержа- щих контактов новыми, сэкономить определенную часть драгоценных металлов и полностью использовать ресурс контактов.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ восстановлени  контактов низковольтных электрических аппаратов, включающий крепление к контактодержател м посредством пайки на машинах точечной контактной сварки, отличающийс  тем, что, с целью стабилизации геометрических размеров контактов, повышени  износостойкости контактов и прочности па ного шва, используют пришедшие в негодность

   0

   контакты на подложке из цветного металла с шероховатостью рабочей поверхности не более 300 мкм, которые устанавливают на припой толщиной 0,6 - 0,8 мм пористостью 60-80%, изготовленный методом порошковой металлургии, а пайку провод т при длительности протекани  импульса тока пайки, равной 1,8 - 2,2 от времени пайки контактов с гладкой рабочей поверхностью шероховатостью не более 20 мкм.