專利名稱：隔離開關(guān)導(dǎo)電臂軟連接的焊接工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接工藝，特別是一種隔離開關(guān)導(dǎo)電臂軟連接的焊接工藝。
背景技術(shù)：
目前，導(dǎo)電臂是隔離開關(guān)的重要組成部件，其導(dǎo)電棒與導(dǎo)電座的導(dǎo)電連接大都采 用軟連接。雖然軟連接體積較大、不易封閉，但是其結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、成本低廉、接觸可 靠，所以仍然被廣泛應(yīng)用。然而，隔離開關(guān)導(dǎo)電臂軟連接在焊接時，由于其是鋁合金材料之 間的焊接，鋁合金材料對氧的親和力很大，且鋁合金材料的導(dǎo)熱率和線膨脹系數(shù)比鐵大一 倍多，另外，鋁合金在焊接接頭金屬中形成結(jié)晶裂紋的傾向性較大；因此鋁合金材料之間的 焊接容易出現(xiàn)夾渣、氣孔和裂紋等缺陷。如果采用常規(guī)的焊接工藝焊接軟連接，非常容易燒 損鋁合金材料，而采用等離子弧焊或真空電子束焊焊接軟連接，又需要專用的設(shè)備且工藝 要求也很復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種隔離開關(guān)導(dǎo)電臂軟連接的焊接工藝，該焊接工藝操作 簡單、使用方便；使用該焊接工藝焊接隔離開關(guān)導(dǎo)電臂軟連接時，不會出現(xiàn)夾渣、氣孔和裂 紋等缺陷，也不容易燒損鋁合金材料，并且能夠保證鋁合金焊接接頭的強度和質(zhì)量，用以克 服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明的目的可以通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種隔離開關(guān)導(dǎo)電臂軟連接的焊接工藝，其特征在于包括順序進(jìn)行的以下工藝步驟 (I )制作焊接接頭首先將兩套每套20片每片厚度為0. 2mm長度依次長Imm的鋁箔疊 放組成導(dǎo)電帶，并保證疊放的每片鋁箔的兩端對齊；然后將制作好的兩套導(dǎo)電帶的兩端分 別插入鋁合金材質(zhì)的導(dǎo)電棒和兩個鋁合金材質(zhì)的軟連接焊板的相應(yīng)插槽中，并保證每套導(dǎo) 電帶的鋁箔對齊端面與導(dǎo)電棒和軟連接焊板的表面齊平；最后將導(dǎo)電帶兩側(cè)與導(dǎo)電棒及軟 連接焊板的接頭間隙定為0. 1 0. 2mm ；
(II)焊前處理嚴(yán)格清除焊接接頭母材表面、邊緣和焊接材料表面的氧化膜和油污，其 操作步驟為
(A)鋁合金材質(zhì)的導(dǎo)電棒和兩個鋁合金材質(zhì)的軟連接焊板的母材表面及邊緣20mm內(nèi) 的范圍使用機械方法清理氧化膜和油污，機械清理后用丙酮擦拭清除其表面剩余的油污；
(B)疊放在一起組成兩套導(dǎo)電帶的全部鋁箔單片，其插入到導(dǎo)電棒和兩個軟連接焊板 插槽中30mm內(nèi)的范圍用丙酮擦拭清洗干凈，自然干燥后，戴干凈的手套將其按照步驟(I ) 所述的步驟組裝到導(dǎo)電棒和兩個軟連接焊板的插槽中，等待焊接；
(C)焊絲用砂紙打磨至露出金屬光澤后，再用丙酮擦拭清洗干凈；
(III)焊接其具體工藝步驟為 焊接設(shè)備調(diào)節(jié)一焊接位置調(diào)節(jié)一施焊；
所述的焊接設(shè)備調(diào)節(jié)步驟中，焊接設(shè)備選用逆變式交直流脈沖氬弧焊機；調(diào)節(jié)該氬弧焊機的工作條件為 控制方式
交流恒流、四步氬弧焊控制方式；
提前送氣時間 電流衰減時間 延氣時間
0. 1 Is 0. 2 5s 5 15s
清理比例
20 25% ；
所述的焊接位置調(diào)節(jié)步驟中，焊接位置采用平焊位置，調(diào)節(jié)時將導(dǎo)電帶與導(dǎo)電棒及兩 個軟連接焊板裝配后夾在臺虎鉗上，使待焊部位處于平焊位置；
所述的施焊步驟中，焊絲選用硅鋁合金焊絲；所述硅鋁合金焊絲中各成分的百分含量 為Mn 0. 02 0. 05%、Ti 0. 2 0. 5%、Si 5 10%、Al 89. 45 94. 78% ；施焊的工作條件 為
焊接方式手工鎢極氬弧焊(TIG)；
焊絲直徑Φ 3. 2mm ；
施焊氬氣純度99. 9%以上；
施焊氬氣流量15 20L/min ；
鎢極類型 Φ 3mm鈰鎢極，鎢極端部磨成為圓球形或圓錐形； 鎢極伸出長度6 8mm;
噴嘴內(nèi)直徑Φ 20mm;
鎢極噴嘴與焊件之間的距離8 14mm ；
引弧方式高頻引弧；
所述的施焊步驟，通過高頻引弧起弧后，待鎢極端部被加熱到380 460°C后，先利用 電弧將待焊部位長度方向上預(yù)熱40 50mm，預(yù)熱電流為90 100A，預(yù)熱速度為10 15cm/ min;之后將焊機焊槍退回到起弧部位，加焊絲進(jìn)行焊接，焊接時焊絲傾角為8° 12°，焊 機焊槍的位置與焊絲互相垂直；焊接導(dǎo)電帶與導(dǎo)電棒接頭的焊接電流為190 210A，焊接 速度為10 15cm/min，電弧電壓為觀 32V ；焊接兩個導(dǎo)電帶與軟連接焊板接頭的焊接電 流為170 180A，焊接速度為10 15cm/min，電弧電壓為洸 30V ；
(IV)焊后檢驗(A)焊接完成后焊接接頭余高應(yīng)控制在2 2. 5mm ； (B)對焊接接頭表 面做5倍放大鏡目視檢驗和液體滲透(PT)檢測，保證表面未發(fā)現(xiàn)夾渣、氣孔、裂紋以及邊緣 未熔合缺陷；(C)對焊接接頭進(jìn)行破壞性試驗，測定接頭熔合深度為3 5mm ； (D)在實驗室 對焊接接頭進(jìn)行受力方向拉伸試驗，斷裂部位均在鋁箔母材部位，焊接接頭沒有絲毫的壞 損，應(yīng)認(rèn)為焊接接頭強度滿足要求。本發(fā)明組成導(dǎo)電帶的鋁箔為3003鋁箔，其材質(zhì)為Al-Mn合金，其中各成份的百分 含量為 Cu 0. 005%、Mn 0. 03%、Fe 0. 61%、Ti 0. 02%、Si 0. 61%、Zn 0. 005%、Al 98. 72%。本發(fā)明所述鋁合金材質(zhì)的導(dǎo)電棒和兩個鋁合金材質(zhì)的軟連接焊板均選用IOlA鑄 鋁，所述IOlA鑄鋁中各成份的百分含量為Mn 0.36%、Fe 0. 12%、Ti 0. 14%、Si 7. 26%, Al 92. 12% ο本發(fā)明的優(yōu)點是該焊接工藝操作簡單、使用方便；使用該焊接工藝焊接隔離開 關(guān)導(dǎo)電臂軟連接時，不會出現(xiàn)夾渣、氣孔和裂紋等缺陷，也不容易燒損鋁合金材料，并且能 夠保證鋁合金焊接接頭的強度和質(zhì)量，是一種理想的隔離開關(guān)導(dǎo)電臂軟連接的焊接工藝。


圖1是隔離開關(guān)導(dǎo)電臂軟連接的整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是導(dǎo)電帶與導(dǎo)電棒接頭的放大結(jié)構(gòu)示意圖3是導(dǎo)電帶與軟連接焊板接頭的放大結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是焊絲的傾角為10°、焊機焊槍的傾角為80°時的傾角位置示意圖。圖中1、導(dǎo)電帶與導(dǎo)電棒接頭；2、軟連接焊板；3、導(dǎo)電棒；4、導(dǎo)電帶；5、導(dǎo)電帶與 軟連接焊板接頭；6、接頭間隙；7、焊絲；8、焊機焊槍。
具體實施例方式如圖1——4所示，一種隔離開關(guān)導(dǎo)電臂軟連接的焊接工藝，其特征在于包括順序 進(jìn)行的以下工藝步驟
(I )制作焊接接頭首先將兩套每套20片每片厚度為0. 2mm長度依次長Imm的鋁箔疊 放組成導(dǎo)電帶4，并保證疊放的每片鋁箔的兩端對齊；然后將制作好的兩套導(dǎo)電帶4的兩端 分別插入鋁合金材質(zhì)的導(dǎo)電棒3和兩個鋁合金材質(zhì)的軟連接焊板2的相應(yīng)插槽中，并保證 每套導(dǎo)電帶4的鋁箔對齊端面與導(dǎo)電棒3和軟連接焊板2的表面齊平；最后將導(dǎo)電帶4兩 側(cè)與導(dǎo)電棒3及軟連接焊板2的接頭間隙6定為0. 1 0. 2mm,用以避免高溫時鋁合金強度 低造成塌漏，同時又具有一定的熔深從而保證焊接接頭強度；
(II)焊前處理嚴(yán)格清除焊接接頭母材表面、邊緣和焊接材料表面的氧化膜和油污，其 操作步驟為
(A)鋁合金材質(zhì)的導(dǎo)電棒3和兩個鋁合金材質(zhì)的軟連接焊板2的母材表面及邊緣20mm 內(nèi)的范圍使用機械方法(如銼刀、刮刀和鋼刷等)清理氧化膜和油污，機械清理后用丙酮擦 拭清除其表面剩余的油污；
(B)疊放在一起組成兩套導(dǎo)電帶4的全部鋁箔單片，其插入到導(dǎo)電棒3和兩個軟連接焊 板2插槽中30mm內(nèi)的范圍用丙酮擦拭清洗干凈，自然干燥后，戴干凈的手套將其按照步驟 (I )所述的步驟組裝到導(dǎo)電棒3和兩個軟連接焊板2的插槽中，等待焊接；
(C)焊絲7用砂紙打磨至露出金屬光澤后，再用丙酮擦拭清洗干凈；
(III)焊接其具體工藝步驟為 焊接設(shè)備調(diào)節(jié)一焊接位置調(diào)節(jié)一施焊；
所述的焊接設(shè)備調(diào)節(jié)步驟中，焊接設(shè)備選用山大奧太生產(chǎn)的型號為WSMEII的逆變式 交直流脈沖氬弧焊機；調(diào)節(jié)該氬弧焊機的工作條件為
控制方式交流恒流、四步氬弧焊控制方式；
提前送氣時間0. 1 Is ；
電流衰減時間0. 2 k ；
延氣時間5 15s ；
清理比例20 25%;
所述的焊接位置調(diào)節(jié)步驟中，焊接位置采用平焊位置，調(diào)節(jié)時將導(dǎo)電帶4與導(dǎo)電棒3及 兩個軟連接焊板2裝配后夾在臺虎鉗上，使待焊部位處于平焊位置；
所述的施焊步驟中，焊絲7選用美國萬能生產(chǎn)的型號為M55的硅鋁合金焊絲；所述硅鋁合金焊絲中各成分的百分含量為Mn 0. 02 0. 05%、Ti 0. 2 0. 5%、Si 5 10%、Al 89. 45 94. 78% ；施焊的工作條件為
焊接方式手工鎢極氬弧焊(TIG)；
焊絲直徑Φ 3. 2mm ；
施焊氬氣純度99. 9%以上；
施焊氬氣流量15 20L/min ；
鎢極類型 Φ 3mm鈰鎢極，鎢極端部磨成為圓球形或圓錐形； 鎢極伸出長度6 8mm;
噴嘴內(nèi)直徑Φ 20mm;
鎢極噴嘴與焊件之間的距離8 14mm ；
引弧方式高頻引?。?br> 所述的施焊步驟，通過高頻引弧起弧后，待鎢極端部被加熱到380 460°C后，先利用 電弧將待焊部位長度方向上預(yù)熱40 50mm，預(yù)熱電流為90 100A，預(yù)熱速度為10 15cm/ min ；之后將焊機焊槍8退回到起弧部位，加焊絲7進(jìn)行焊接，焊接時焊絲7傾角為8° 12°，焊機焊槍8的位置與焊絲7互相垂直；焊接導(dǎo)電帶與導(dǎo)電棒接頭1的焊接電流為 190 210A，焊接速度為10 15cm/min，電弧電壓為28 32V ；焊接兩個導(dǎo)電帶與軟連接 焊板接頭5的焊接電流為170 180A，焊接速度為10 15cm/min，電弧電壓為沈 30V ； (IV)焊后檢驗(A)焊接完成后焊接接頭余高應(yīng)控制在2 2. 5mm ； (B)對焊接接頭表 面做5倍放大鏡目視檢驗和液體滲透(PT)檢測，保證表面未發(fā)現(xiàn)夾渣、氣孔、裂紋以及邊緣 未熔合缺陷；(C)對焊接接頭進(jìn)行破壞性試驗，測定接頭熔合深度為3 5mm ； (D)在實驗室 對焊接接頭進(jìn)行受力方向拉伸試驗，斷裂部位均在鋁箔母材部位，焊接接頭沒有絲毫的壞 損，應(yīng)認(rèn)為焊接接頭強度滿足要求。 本隔離開關(guān)導(dǎo)電臂軟連接的焊接工藝，組成導(dǎo)電帶4的鋁箔為3003鋁箔，其材質(zhì) 為Al-Mn合金，其中各成份的百分含量為Cu 0. 005%、Mn 0. 03%、Fe 0. 61%、Ti 0. 02%、Si 0. 61%, Zn 0.005%、Al 98.72%。所述鋁合金材質(zhì)的導(dǎo)電棒3和兩個鋁合金材質(zhì)的軟連接 焊板2均選用IOlA鑄鋁，所述IOlA鑄鋁中各成份的百分含量為Mn 0. 36%、Fe 0. 12%、Ti 0. 14%、Si 7. 26%、Al 92. 12%。
權(quán)利要求
1. 一種隔離開關(guān)導(dǎo)電臂軟連接的焊接工藝，其特征在于包括順序進(jìn)行的以下工藝步驟(I )制作焊接接頭首先將兩套每套20片每片厚度為0. 2mm長度依次長Imm的鋁箔疊 放組成導(dǎo)電帶，并保證疊放的每片鋁箔的兩端對齊；然后將制作好的兩套導(dǎo)電帶的兩端分 別插入鋁合金材質(zhì)的導(dǎo)電棒和兩個鋁合金材質(zhì)的軟連接焊板的相應(yīng)插槽中，并保證每套導(dǎo) 電帶的鋁箔對齊端面與導(dǎo)電棒和軟連接焊板的表面齊平；最后將導(dǎo)電帶兩側(cè)與導(dǎo)電棒及軟 連接焊板的接頭間隙定為0. 1 0. 2mm ；(II)焊前處理嚴(yán)格清除焊接接頭母材表面、邊緣和焊接材料表面的氧化膜和油污，其 操作步驟為(A)鋁合金材質(zhì)的導(dǎo)電棒和兩個鋁合金材質(zhì)的軟連接焊板的母材表面及邊緣20mm內(nèi) 的范圍使用機械方法清理氧化膜和油污，機械清理后用丙酮擦拭清除其表面剩余的油污；(B)疊放在一起組成兩套導(dǎo)電帶的全部鋁箔單片，其插入到導(dǎo)電棒和兩個軟連接焊板 插槽中30mm內(nèi)的范圍用丙酮擦拭清洗干凈，自然干燥后，戴干凈的手套將其按照步驟(I ) 所述的步驟組裝到導(dǎo)電棒和兩個軟連接焊板的插槽中，等待焊接；(C)焊絲用砂紙打磨至露出金屬光澤后，再用丙酮擦拭清洗干凈；(III)焊接其具體工藝步驟為 焊接設(shè)備調(diào)節(jié)一焊接位置調(diào)節(jié)一施焊；所述的焊接設(shè)備調(diào)節(jié)步驟中，焊接設(shè)備選用逆變式交直流脈沖氬弧焊機；調(diào)節(jié)該氬弧 焊機的工作條件為控制方式交流恒流、四步氬弧焊控制方式；提前送氣時間0. 1 Is電流衰減時間0. 2 k延氣時間5 15s清理比例20 25%;所述的焊接位置調(diào)節(jié)步驟中，焊接位置采用平焊位置，調(diào)節(jié)時將導(dǎo)電帶與導(dǎo)電棒及兩 個軟連接焊板裝配后夾在臺虎鉗上，使待焊部位處于平焊位置；所述的施焊步驟中，焊絲選用硅鋁合金焊絲；所述硅鋁合金焊絲中各成分的百分含量 為Mn 0. 02 0. 05%、Ti 0. 2 0. 5%、Si 5 10%、Al 89. 45 94. 78% ；施焊的工作條件 為焊接方式手工鎢極氬弧焊(TIG)；焊絲直徑Φ 3. 2mm ；施焊氬氣純度99. 9%以上；施焊氬氣流量15 20L/min ；鎢極類型 Φ 3mm鈰鎢極，鎢極端部磨成為圓球形或圓錐形； 鎢極伸出長度6 8mm;噴嘴內(nèi)直徑Φ 20mm;鎢極噴嘴與焊件之間的距離8 14mm ；引弧方式高頻引??；所述的施焊步驟，通過高頻引弧起弧后，待鎢極端部被加熱到380 460°C后，先利用電弧將待焊部位長度方向上預(yù)熱40 50mm，預(yù)熱電流為90 100A，預(yù)熱速度為10 15cm/ min;之后將焊機焊槍退回到起弧部位，加焊絲進(jìn)行焊接，焊接時焊絲傾角為8° 12°，焊 機焊槍的位置與焊絲互相垂直；焊接導(dǎo)電帶與導(dǎo)電棒接頭的焊接電流為190 210A，焊接 速度為10 15cm/min，電弧電壓為觀 32V ；焊接兩個導(dǎo)電帶與軟連接焊板接頭的焊接電 流為170 180A，焊接速度為10 15cm/min，電弧電壓為26 30V ；(IV)焊后檢驗(A)焊接完成后焊接接頭余高應(yīng)控制在2 2. 5mm ； (B)對焊接接頭表 面做5倍放大鏡目視檢驗和液體滲透(PT)檢測，保證表面未發(fā)現(xiàn)夾渣、氣孔、裂紋以及邊緣 未熔合缺陷；(C)對焊接接頭進(jìn)行破壞性試驗，測定接頭熔合深度為3 5mm ； (D)在實驗室 對焊接接頭進(jìn)行受力方向拉伸試驗，斷裂部位均在鋁箔母材部位，焊接接頭沒有絲毫的壞 損，應(yīng)認(rèn)為焊接接頭強度滿足要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離開關(guān)導(dǎo)電臂軟連接的焊接工藝，其特征在于組成導(dǎo) 電帶的鋁箔為3003鋁箔，其材質(zhì)為Al-Mn合金，其中各成份的百分含量為Cu 0. 005%、Mn 0. 03%、Fe 0. 61%、Ti 0. 02%、Si 0. 61%、Zn 0. 005%、Al 98. 72%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離開關(guān)導(dǎo)電臂軟連接的焊接工藝，其特征在于所述鋁合 金材質(zhì)的導(dǎo)電棒和兩個鋁合金材質(zhì)的軟連接焊板均選用IOlA鑄鋁，所述IOlA鑄鋁中各成 份的百分含量為 Mn 0.36%、Fe 0.12%、Ti 0. 14%、Si 7. 26%, Al 92.12%。
全文摘要
一種隔離開關(guān)導(dǎo)電臂軟連接的焊接工藝，其特征在于包括順序進(jìn)行的以下工藝步驟制作焊接接頭；焊前處理；焊接；焊后檢驗。其優(yōu)點為，該焊接工藝操作簡單、使用方便；使用該焊接工藝焊接隔離開關(guān)導(dǎo)電臂軟連接時，不會出現(xiàn)夾渣、氣孔和裂紋等缺陷，也不容易燒損鋁合金材料，并且能夠保證鋁合金焊接接頭的強度和質(zhì)量，是一種理想的隔離開關(guān)導(dǎo)電臂軟連接的焊接工藝。
文檔編號B23K9/235GK102069275SQ20101057892
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者周艷霞, 常建海, 胡雪松, 辛金普 申請人:河北電力設(shè)備廠