轉(zhuǎn)子籠條和短路環(huán)的焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)子籠條和短路環(huán)的焊接方法，轉(zhuǎn)子籠條由錫磷青銅制成，短路環(huán)由紫銅制成，所述方法包括以下步驟：（a）將多個轉(zhuǎn)子籠條的第一端部和第一短路環(huán)對接以形成接頭；（b）將多個轉(zhuǎn)子籠條和第一短路環(huán)在加熱爐內(nèi)預(yù)熱至150～300℃；（c）采用氧乙炔焊接法，在接頭處將多個轉(zhuǎn)子籠條焊接在第一短路環(huán)上；以及（d）將第一短路環(huán)整體加熱至350～400℃，然后緩冷至環(huán)境溫度。根據(jù)本發(fā)明，可保證轉(zhuǎn)子籠條和短路環(huán)的焊縫具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和焊接質(zhì)量，無咬邊、裂紋、未焊透、未熔合、夾渣和氣孔等缺陷，焊接接頭的致密性良好，電機(jī)轉(zhuǎn)子可運(yùn)行5-10年，轉(zhuǎn)子籠條和短路環(huán)的焊接區(qū)不開焊。
【專利說明】轉(zhuǎn)子籠條和短路環(huán)的焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)子籠條和短路環(huán)的焊接方法，更具體地說，本發(fā)明涉及一種由錫磷青銅制成的轉(zhuǎn)子籠條和由紫銅制成的短路環(huán)的焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雙鼠籠異步電機(jī)是生產(chǎn)中常用的電氣設(shè)備，其作用是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，其具有單位體積容量大，起動轉(zhuǎn)矩大的特點(diǎn)，即功率密度或轉(zhuǎn)矩密度大。
[0003]電動機(jī)的頻繁啟動會使電動機(jī)的轉(zhuǎn)子籠條反復(fù)進(jìn)行加熱和冷卻，使轉(zhuǎn)子籠條交替受力導(dǎo)致高壓電動機(jī)轉(zhuǎn)子籠條金屬疲勞。短路環(huán)與每個籠條相接觸處是最薄弱的環(huán)節(jié)，其接觸處的機(jī)械強(qiáng)度與籠條和短路環(huán)的焊接工藝質(zhì)量密切相關(guān)。如果焊接工藝不合理，則在電動機(jī)工作過程中，短路環(huán)與籠條相接觸處易發(fā)生開焊、熔焊現(xiàn)象，造成轉(zhuǎn)子斷條、開裂，電動機(jī)三相電流不平衡，嚴(yán)重時使電動機(jī)燒毀。雙籠電動機(jī)籠條開焊或斷裂一般都是從外籠開始，如未能及時發(fā)現(xiàn)和處理，則會很快擴(kuò)大到整個轉(zhuǎn)子，以致?lián)p壞整臺電動機(jī)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，電動機(jī)的轉(zhuǎn)子籠條采用黃銅或紫銅制成。雖然紫銅、黃銅都具有良好的導(dǎo)電能力，但紫銅的機(jī)械強(qiáng)度較低，黃銅的機(jī)械強(qiáng)度較紫銅高，但當(dāng)黃銅的焊接溫度達(dá)到200?600°C時，會嚴(yán)重降低黃銅的機(jī)械強(qiáng)度。此外，紫銅和黃銅都不能承受大的拉力，在使用過程中容易發(fā)生疲勞斷裂。
[0005]短路環(huán)和籠條進(jìn)行焊接時，如果焊料的選擇不當(dāng)，籠條與短路環(huán)間焊縫填隙不良，易造成焊縫中存在氣孔、夾渣現(xiàn)象。如果焊接溫度控制不好，則由于短路環(huán)在焊接中局部受熱而產(chǎn)生熱變形，焊好后因冷卻收縮而造成籠條受到彎曲應(yīng)力。由于每根籠條在焊接溫度上的差異，彎曲應(yīng)力的分布極不均勻，可能造成很高的局部應(yīng)力而導(dǎo)致籠條與短路環(huán)開焊。因此，如何提高轉(zhuǎn)子籠條的機(jī)械性能以及提高轉(zhuǎn)子籠條和短路環(huán)的焊接質(zhì)量是電動機(jī)生產(chǎn)中亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個目的在于提供一種能夠解決上述技術(shù)問題中的至少一個技術(shù)問題的轉(zhuǎn)子籠條和短路環(huán)的焊接方法。
[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種轉(zhuǎn)子籠條和短路環(huán)的焊接方法，根據(jù)本發(fā)明的焊接方法，可保證轉(zhuǎn)子籠條和短路環(huán)的焊縫具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和焊接質(zhì)量。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一種轉(zhuǎn)子籠條和短路環(huán)的焊接方法，轉(zhuǎn)子籠條由錫磷青銅制成，短路環(huán)由紫銅制成，所述焊接方法包括以下步驟:(a)將多個轉(zhuǎn)子籠條的第一端部和第一短路環(huán)對接以形成接頭；(b)將多個轉(zhuǎn)子籠條和第一短路環(huán)在加熱爐內(nèi)預(yù)熱至150?300°C ；
(c)采用氧乙炔焊接法，在接頭處將多個轉(zhuǎn)子籠條焊接在第一短路環(huán)上；以及(d)將第一短路環(huán)整體加熱至350?40(TC，然后緩冷至環(huán)境溫度。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一方面，多個轉(zhuǎn)子籠條中的每個具有圓柱形狀并在其第一端部和第二端部具有倒角，第一短路環(huán)具有環(huán)形板的形狀并包括從其表面凹入的多個沉孔，步驟(a)包括:將第一短路環(huán)與相對于第一短路環(huán)垂直地放置的多個轉(zhuǎn)子籠條中的每個對接，使得每個轉(zhuǎn)子籠條的第一端部的至少一部分被豎直地設(shè)置在相應(yīng)的沉孔中，以形成T形接頭。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一方面，步驟(C)包括:利用銀基釬料和銅氣焊熔劑采用左焊法在接頭處將多個轉(zhuǎn)子籠條分別焊接在第一短路環(huán)上。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一方面，利用銀基釬料和銅氣焊熔劑采用左焊法在接頭處將多個轉(zhuǎn)子籠條分別焊接在第一短路環(huán)上的步驟包括:將第一短路環(huán)預(yù)熱至500?600°C，并將銅氣焊熔劑加到待焊區(qū)域；利用焊嘴將多個轉(zhuǎn)子籠條和第一短路環(huán)的待焊區(qū)域加熱至750?850°C，用外焰籠罩住焊縫，將涂抹了銅氣焊熔劑的銀基釬料深入到轉(zhuǎn)子籠條的倒角的根部，使得熔化的銀基釬料將轉(zhuǎn)子籠條和第一短路環(huán)熔合；以及輕微拉長火焰，用釬料填滿沉孔和倒角。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述方法還包括:在利用銀基釬料和銅氣焊熔劑采用左焊法在接頭處將多個轉(zhuǎn)子籠條分別焊接在第一短路環(huán)上的過程中，將第一短路環(huán)的除了焊接部位以外的部位的溫度保持在200?300°C。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一方面，第一短路環(huán)具有環(huán)形板的形狀，步驟(C)包括:將第一短路環(huán)的圓周均分為偶數(shù)個圓弧；焊接各個圓弧相接處的第一短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條；以及焊接與各個圓弧相對應(yīng)的第一短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一方面，步驟(C)包括:將第一短路環(huán)的圓周均分為沿著圓周方向依次布置的第一圓弧、第二圓弧、第三圓弧和第四圓?。缓附拥谝粓A弧與第四圓弧的相接處的第一短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條；焊接第二圓弧與第三圓弧的相接處的第一短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條；焊接第一圓弧與第二圓弧的相接處的第一短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條；焊接第三圓弧與第四圓弧的相接處的第一短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條；焊接與第一圓弧對應(yīng)的第一短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條；焊接與第三圓弧對應(yīng)的第一短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條；焊接與第二圓弧對應(yīng)的第一短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條；以及焊接與第四圓弧對應(yīng)的第一短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一方面，步驟(C)包括:在接頭處將多個轉(zhuǎn)子籠條同時地焊接在第一短路環(huán)上。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述方法還包括以下步驟:(e)將多個轉(zhuǎn)子籠條的第二端部和第二短路環(huán)對接以形成接頭；(f)將多個轉(zhuǎn)子籠條和第二短路環(huán)在加熱爐內(nèi)預(yù)熱至150?300°C ; (g)采用氧乙炔焊接法，在接頭處將多個轉(zhuǎn)子籠條焊接在第二短路環(huán)上；以及
(h)將第二短路環(huán)整體加熱至350?40(TC，然后緩冷至環(huán)境溫度。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一方面，其中，同時執(zhí)行步驟(a)和(e)，同時執(zhí)行步驟(b)和(f)，同時執(zhí)行步驟(C)和(g),同時執(zhí)行步驟(d)和(h)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，可保證轉(zhuǎn)子籠條和短路環(huán)的焊縫具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和焊接質(zhì)量，無咬邊、裂紋、未焊透、未熔合、夾渣和氣孔等缺陷，焊接接頭的致密性良好，電機(jī)轉(zhuǎn)子可運(yùn)行5-10年，轉(zhuǎn)子籠條和短路環(huán)的焊接區(qū)不開焊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會變得更加清楚，其中:
[0020]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的端部具有倒角的轉(zhuǎn)子籠條的透視圖；[0021]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的沿著圖1中A-A線截取的轉(zhuǎn)子籠條的剖視圖；
[0022]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的具有向下凹入的沉孔的短路環(huán)的剖視圖；
[0023]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的轉(zhuǎn)子籠條與圖3中示出的短路環(huán)對接的示意圖；
[0024]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的圖4中示出的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條的焊接過程中的焊接順序圖。
[0025]主要附圖標(biāo)記的說明:
[0026]10.短路環(huán)，11.沉孔，20.轉(zhuǎn)子籠條，21.倒角，1.第一圓弧，2.第二圓弧，3.第三
圓弧,4.第四圓弧。
【具體實(shí)施方式】
[0027]在下文中，將參照附圖更充分地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，它們可以以不同的形式實(shí)施，而不應(yīng)解釋為局限于這里闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例使得本公開將是徹底的和完整的，并將把示例實(shí)施例的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。
[0028]在下文中，將描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的轉(zhuǎn)子籠條和短路環(huán)的焊接方法。
[0029]根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例提供的一種轉(zhuǎn)子籠條和短路環(huán)的焊接方法包括以下步驟:(1)將由錫磷青銅制成的多個轉(zhuǎn)子籠條的端部和由紫銅制成的短路環(huán)對接以形成接頭；(2)將多個轉(zhuǎn)子籠條和短路環(huán)在加熱爐內(nèi)預(yù)熱至150?300°C;(3)采用氧乙炔焊接法，在接頭處將多個轉(zhuǎn)子籠條焊接在短路環(huán)上；(4)將焊接后的短路環(huán)加熱至350?400°C，然后緩冷至環(huán)境溫度。
[0030]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的端部具有倒角21的轉(zhuǎn)子籠條20的透視圖，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的沿著圖1中A-A線截取的轉(zhuǎn)子籠條20的剖視圖。參照圖1和圖2，電動機(jī)轉(zhuǎn)子籠條20整體上具有圓柱形狀。轉(zhuǎn)子籠條20由QSn7-0.2錫磷青銅制成。在一個實(shí)施例中，采用擠壓工藝由QSn7-0.2錫磷青銅制造轉(zhuǎn)子籠條20。通過擠壓工藝生產(chǎn)的轉(zhuǎn)子籠條20的表面光滑，無擦痕、積瘤等缺陷。雖然圖1中示出了轉(zhuǎn)子籠條20具有圓柱形狀，但轉(zhuǎn)子籠條還可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的其它形狀。
[0031]用于制造轉(zhuǎn)子籠條20的QSn7-0.2錫磷青銅按重量百分比可包括92.5?93.5wt%的 Cu、6.25 ?7.25wt% 的 Sn、0.15 ?0.25wt% 的 P、0.008 ?0.01wt% 的 Pb、0.005 ?
0.008wt% 的 Fe、0.002 ?0.004wt% 的 N1、0.06 ?0.09wt% 的 Ζη、0.001 ?0.002wt% 的 B1、少于 0.001wt% 的 S1、少于 0.0002wt% 的 Mg、少于 0.0004wt% 的 As、少于 0.0015wt% 的 Sb、少于0.0002被％的八1、少于0.0002被％的3，以及不可避免的雜質(zhì)。優(yōu)選地，用于制造轉(zhuǎn)子籠條20的QSn7-0.2錫磷青銅按重量百分比可包括93.lwt%的Cu,6.61wt%的Sn,0.18wt%的P、
0.008 ?0.01wt% 的 Pb、0.005 ?0.008wt% 的 Fe、0.002 ?0.004wt% 的 N1、0.06 ?0.09wt%的 Zn,0.0017wt% 的 B1、少于 0.001wt% 的 S1、少于 0.0002wt% 的 Mg、少于 0.0004wt% 的 As、少于0.0015wt%的Sb、少于0.0002wt%的Al、少于0.0002wt%的S，以及不可避免的雜質(zhì)。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，QSn7_0.2錫磷青銅在20°C時的電阻率為0.12?0.16 μ Ω.Π1。雖然QSn7-0.2錫磷青銅的電阻率較黃銅和紫銅的電阻率高，但QSn7_0.2錫磷青銅的導(dǎo)電性完全可滿足對籠條導(dǎo)電性的要求。[0033]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，QSn7_0.2錫磷青銅的室溫力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度≥440MPa，延伸率為15~25%，沖擊韌性≥70J/cm2，屈服強(qiáng)度為250~300MPa，布氏硬度為 120 ~150HB。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子籠條20由QSn7_0.2錫磷青銅制成。QSn7_0.2錫磷青銅具有較高的抗拉強(qiáng)度、延伸率、沖擊韌性、屈服強(qiáng)度以及布氏硬度，且QSn7-0.2錫磷青銅易于焊接，可減小焊接過程中的殘余應(yīng)力。因此，由QSn7-0.2錫磷青銅制成的轉(zhuǎn)子籠條20可經(jīng)受電動機(jī)在啟動過程以及焊接過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力、焊接殘余應(yīng)力和交變應(yīng)力，有效防止電動機(jī)在使用過程中發(fā)生籠條斷裂故障，例如可使電動機(jī)轉(zhuǎn)子正常運(yùn)行5-10年。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，轉(zhuǎn)子籠條20的長徑比可以是例如20~100，轉(zhuǎn)子籠條20的長度可以是例如500~2000mm。然而，本發(fā)明不限于此，轉(zhuǎn)子籠條20可以具有本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的其它任意合適的長徑比和其它任意合適的長度。
[0036]參照圖1和圖2，轉(zhuǎn)子籠條20具有在左端部和右端部的倒角21，以便于將轉(zhuǎn)子籠條20焊接在短路環(huán)10上(如后文所述)。倒角21的度數(shù)可為25°~30°，但本發(fā)明不限于此，倒角的度數(shù)可以是便于將轉(zhuǎn)子籠條20的端部焊接在短路環(huán)上而采用的任何合適的角度。倒角21的深度可大于轉(zhuǎn)子籠條20的半徑的三分之二。倒角21的存在使得能夠容易地將轉(zhuǎn)子籠條20的端部設(shè)置在短路環(huán)10的沉孔11中。
[0037]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的具有向下凹入的沉孔11的短路環(huán)10的剖視圖，圖4示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的轉(zhuǎn)子籠條20與圖3中示出的短路環(huán)10對接的示意圖，圖5示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的圖4中示出的短路環(huán)10與轉(zhuǎn)子籠條20的焊接過程中的焊接順序圖。參照圖3至圖5，短路環(huán)10具有環(huán)形板的形狀。多個轉(zhuǎn)子籠條20將要沿著短路環(huán)10的圓周方向被焊接在短路環(huán)10上。短路環(huán)10的將要與轉(zhuǎn)子籠條20焊接的部位沿著短路環(huán)10的圓周方向均勻分布，并且從剖視圖上看，這些焊接部位在短路環(huán)10的半徑方向上更靠近短路環(huán)10的外側(cè)。在焊接部位處，短路環(huán)10具有從其表面凹入的沉孔11，轉(zhuǎn)子籠條20的端部的至少一部分(例如，轉(zhuǎn)子籠條20的包括倒角21的端部)將要被設(shè)置在沉孔11中。因此，多個沉孔11沿著短路環(huán)10的圓周方向均勻分布。
[0038]首先，參照圖4，將短路環(huán)10與相對于短路環(huán)10垂直地放置的轉(zhuǎn)子籠條20對接，使得轉(zhuǎn)子籠條20的端部的至少一部分(例如，轉(zhuǎn)子籠條20的包括倒角21的端部)被豎直地設(shè)置在短路環(huán)10的沉孔11中，以形成T形接頭。
[0039]倒角21的存在使得能夠容易地將轉(zhuǎn)子籠條20的端部設(shè)置在短路環(huán)10的沉孔11中。此外，在后續(xù)的焊接過程中，在沉孔11中可形成人工熔池，避免焊料的流失，保證接頭的焊接質(zhì)量。
[0040]雖然圖4中示出了一個轉(zhuǎn)子籠條20與短路環(huán)10的對接狀態(tài)，但是沿著短路環(huán)10的圓周方向，將多個轉(zhuǎn)子籠條20與短路環(huán)10按照如圖4所示的狀態(tài)對接?？蛇x擇地，除了沿著短路環(huán)10的圓周方向?qū)⒍鄠€轉(zhuǎn)子籠條20的端部與短路環(huán)10按照如圖4所示的狀態(tài)對接之外，還沿著另一短路環(huán)(該短路環(huán)可以與短路環(huán)10相同)的圓周方向?qū)⒍鄠€轉(zhuǎn)子籠條20的另一端部與該另一短路環(huán)按照如圖4所示的狀態(tài)對接，在這種情況下，平行的多個轉(zhuǎn)子籠條在兩端與兩個短路環(huán)對接，從而形成一個整體，以便于夾持或轉(zhuǎn)移該整體，從而有利于后續(xù)工序的處理。
[0041]然后，將對接好的轉(zhuǎn)子籠條20和短路環(huán)10(例如，多個轉(zhuǎn)子籠條20和與多個轉(zhuǎn)子籠條20的一端對接的一個短路環(huán)10，或者多個轉(zhuǎn)子籠條20和分別與多個轉(zhuǎn)子籠條20的兩端對接的兩個短路環(huán)10)在加熱爐內(nèi)預(yù)熱至150?300°C。預(yù)熱能減緩焊后的冷卻速度，有利于焊縫金屬中擴(kuò)散氫的逸出，避免產(chǎn)生氫致裂紋，預(yù)熱還可降低焊接應(yīng)力。如果預(yù)熱溫度低于150°C，則預(yù)熱的效果不明顯，不能有效降低焊接應(yīng)力；而如果預(yù)熱溫度高于300°C，則轉(zhuǎn)子籠條開始氧化。
[0042]然后，采用氧乙炔焊接法，在接頭處將轉(zhuǎn)子籠條20焊接在短路環(huán)10上。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，焊接時采用的釬料包括銀基釬料，焊接時采用的焊劑包括銅氣焊熔劑。優(yōu)選地，銀基釬料可為L303銀基釬料，其可具有3mm的直徑，L303銀基釬料的熔點(diǎn)在660?725°C之間，含銀量為45%，具有良好的流動性和填縫性，釬縫表面光潔，接頭強(qiáng)度高，耐沖擊。優(yōu)選地，銅氣焊熔劑可為CJ301銅氣焊熔劑，CJ301銅氣焊熔劑的熔點(diǎn)為650°C?？蓪303銀基釬料表面清洗干凈，然后將CJ301銅氣焊熔劑涂抹在L303銀基釬料上，然后施焊。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，采用左焊法對短路環(huán)10和轉(zhuǎn)子籠條20進(jìn)行焊接。左焊法的焊絲(例如，涂抹了熔劑的釬料)在焊炬前面，火焰指向工件待焊部分，兩者同時從焊縫右端向左端移動。在采用左焊法時，可以獲得高度和寬度均勻的焊縫；此外，由于焊接火焰指向焊件的未焊部分，因此還對金屬起到了預(yù)熱的作用。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，利用焊嘴(例如，與H01-12焊槍配套的H01-12-4焊嘴)將短路環(huán)10預(yù)熱至500?600°C，并將一定量的熔劑加到待焊區(qū)域。熔劑可對焊接區(qū)起到保護(hù)和潤濕的作用。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，利用氧乙炔氣體對短路環(huán)10進(jìn)行預(yù)熱的氣體流量為14?16L/min。然后，利用焊嘴(例如，與H01-12焊槍配套的H01-12-2焊嘴)將轉(zhuǎn)子籠條20和短路環(huán)10加熱至750?850°C進(jìn)行焊接，其中，焊嘴角度與短路環(huán)10呈45°左右。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，利用氧乙炔氣體對轉(zhuǎn)子籠條20和短路環(huán)10進(jìn)行焊接加熱的氣體流量為10?12L/min。如果氧乙炔氣體流量太大，則容易造成紊流，把氧氣等雜質(zhì)吹進(jìn)焊縫中；如果氧乙炔氣體流量太小，則由于保護(hù)效果不好導(dǎo)致空氣進(jìn)入焊縫，造成氣孔、合金元素的燒損等。
[0045]將氧乙炔外焰始終籠罩住焊縫，利用氧乙炔的中性焰進(jìn)行加熱。轉(zhuǎn)子籠條20和短路環(huán)10加熱至750?850°C后，將釬料例如涂抹了熔劑的釬料深入到轉(zhuǎn)子籠條20的倒角21的根部，利用氧乙炔的內(nèi)焰將釬料熔化，熔化的釬料將轉(zhuǎn)子籠條20和短路環(huán)10充分熔合，然后輕微拉長火焰，用焊料填滿沉孔11和倒角21。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，釬料與短路環(huán)10呈25°?30°。
[0046]在焊接時，對轉(zhuǎn)子籠條20和短路環(huán)10均勻地加熱，移動火焰和向焊縫送釬料，邊緣擺動到位。在焊接時，不應(yīng)存在未熔合、咬邊、裂紋等缺陷。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，將短路環(huán)10的圓周均分為偶數(shù)個圓弧，優(yōu)選地，例如
4、6、8、10、12、14、16個圓弧。然后，依照上述的方法焊接各個圓弧相接處的短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條20。在例如將短路環(huán)10的圓周均分為2η (η是大于I的整數(shù))個圓弧并對多個圓弧和相接處依次編號的情況下，可以首先焊接2η個相接處中的第I相接處的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，然后焊接與第I相接處中心對稱的第η+1相接處的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，然后焊接與第I相接處相鄰的第2相接處的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，然后焊接與第2相接處中心對稱的第η+2相接處的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，以這樣的順序進(jìn)行，直至焊接完所有相接處的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條。然而，本發(fā)明不限于此，在例如將短路環(huán)10的圓周均分為2η (η是大于I的整數(shù))個圓弧并對多個圓弧和相接處依次編號的情況下，可以首先焊接2η個相接處中的第I相接處的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，然后焊接與第I相接處中心對稱的第η+1相接處的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，然后焊接與第I相接處不相鄰的第i相接處(例如，第i相接處位于第I相接處與第η+1相接處的中點(diǎn))的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，然后焊接與第i相接處中心對稱的第n+i相接處的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，然后焊接第I相接處與第i相接處之間的中點(diǎn)處的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，然后焊接與該中點(diǎn)處中心對稱的相接處短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，以這樣的順序進(jìn)行，直至焊接完所有相接處的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條?？梢园凑杖魏魏线m的順序焊接相接處的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，只要能確保足夠的同心度和水平度即可。
[0048]然后，焊接與各個圓弧相對應(yīng)的短路環(huán)10和轉(zhuǎn)子籠條20。在例如將短路環(huán)10的圓周均分為2η (η是大于I的整數(shù))個圓弧并對多個圓弧依次編號的情況下，可以首先焊接2η個圓弧中的第I圓弧處的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，然后焊接與第I圓弧中心對稱的第η+1圓弧處的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，然后焊接與第I圓弧相鄰的第2圓弧處的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，然后焊接與第2圓弧中心對稱的第η+2圓弧處的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，以這樣的順序進(jìn)行，直至焊接完所有相接處的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條。然而，本發(fā)明不限于此，在例如將短路環(huán)10的圓周均分為2η(η是大于I的整數(shù))個圓弧并對多個圓弧依次編號的情況下，可以首先焊接2η個圓弧中的第I圓弧處的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，然后焊接與第I圓弧中心對稱的第η+1圓弧處的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，然后焊接與第I圓弧不相鄰的第i圓弧處(例如，第i圓弧位于第I圓弧與第η+1圓弧的中點(diǎn))的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，然后焊接與第i圓弧中心對稱的第n+i圓弧處的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，然后焊接第I圓弧與第i圓弧之間的中點(diǎn)處的圓弧的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，然后焊接與該中點(diǎn)處的圓弧中心對稱的圓弧的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條，以這樣的順序進(jìn)行，直至焊接完與所有圓弧對應(yīng)的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子籠條?？梢园凑杖魏魏线m的順序焊接與各個圓弧相對應(yīng)的短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條，只要能確保足夠的同心度和水平度即可。
[0049]例如，參照圖5，將短路環(huán)10的圓周均分為四個圓弧，即沿著順時針圓周方向依次布置的第一圓弧1、第二圓弧2、第三圓弧3和第四圓弧4。首先，焊接第一圓弧I與第四圓弧4的相接處的短路環(huán)10和轉(zhuǎn)子籠條20，然后焊接第二圓弧2與第三圓弧3的相接處的短路環(huán)10和轉(zhuǎn)子籠條20，然后焊接第一圓弧I與第二圓弧2的相接處的短路環(huán)10和轉(zhuǎn)子籠條20，然后焊接第三圓弧3與第四圓弧4的相接處的短路環(huán)10和轉(zhuǎn)子籠條20。然后，焊接與第一圓弧I對應(yīng)的短路環(huán)10和轉(zhuǎn)子籠條20，然后焊接與第三圓弧3對應(yīng)的短路環(huán)10和轉(zhuǎn)子籠條20，然后焊接與第二圓弧2對應(yīng)的短路環(huán)10和轉(zhuǎn)子籠條20，然后焊接與第四圓弧4對應(yīng)的短路環(huán)10和轉(zhuǎn)子籠條20。
[0050]在對每個相接處的短路環(huán)10和轉(zhuǎn)子籠條20以及與各個圓弧相對應(yīng)的短路環(huán)10和多個轉(zhuǎn)子籠條20進(jìn)行焊接時，可以采用上面描述的氧乙炔焊接法。另外，在對與每個圓弧相對應(yīng)的短路環(huán)10和多個轉(zhuǎn)子籠條20進(jìn)行焊接時，可以從圓弧的一端沿著順時針方向或逆時針方向依次焊接多個轉(zhuǎn)子籠條20和短路環(huán)10。
[0051]雖然上面描述了短路環(huán)10與多個轉(zhuǎn)子籠條20的焊接次序，但是本發(fā)明不限于此。在一個示例性實(shí)施例中，可以同時焊接短路環(huán)10與多個轉(zhuǎn)子籠條20中的每個。
[0052]在焊接短路環(huán)10和多個轉(zhuǎn)子籠條20時，可將短路環(huán)10的溫度保持在200?300°C的范圍內(nèi)，這有助于獲得較小的焊接殘余應(yīng)力。
[0053]在焊接完多個轉(zhuǎn)子籠條20與一個短路環(huán)10之后，將焊接后的該短路環(huán)10加熱至350?400°C，然后采用諸如石棉的保溫材料包裹短路環(huán)10或爐內(nèi)緩冷至諸如室溫的環(huán)境溫度，以此對焊接后短路環(huán)10進(jìn)行退火處理。在焊接過程中，由于加熱和冷卻的不均勻性，以及焊接件本身產(chǎn)生的拘束或外加拘束，在焊接工作結(jié)束后，焊接件中總會產(chǎn)生焊接應(yīng)力，因此需對短路環(huán)10 (尤其是短路環(huán)10與轉(zhuǎn)子籠條20之間的焊接部位)進(jìn)行退火處理以消除焊后內(nèi)應(yīng)力。
[0054]然后，可以按照上面描述的方法對多個轉(zhuǎn)子籠條20的另一端和另一個短路環(huán)10進(jìn)行焊接，在此不再贅述。雖然這里描述了首先焊接多個轉(zhuǎn)子籠條20的一端與一個短路環(huán)10，然后焊接該多個轉(zhuǎn)子籠條20的另一端與另一個短路環(huán)10，但是本發(fā)明不限于此。在一個示例性實(shí)施例中，多個轉(zhuǎn)子籠條20的一端和另一端可以同時地分別焊接到兩個短路環(huán)10。
[0055]在焊接完成后，對轉(zhuǎn)子籠條20和短路環(huán)10的焊接部位進(jìn)行外觀校驗(yàn)和著色校驗(yàn)，焊接部位無裂痕缺陷即為合格。然而，本發(fā)明不限于此。在一個示例性實(shí)施例中，可以省略外觀校驗(yàn)和著色校驗(yàn)的步驟。
[0056]然后，將焊接在一起的短路環(huán)10和轉(zhuǎn)子籠條20進(jìn)行焊接應(yīng)力消除處理。在一個示例性實(shí)施例中，可采用震動法或錘擊法進(jìn)行焊接應(yīng)力消除處理。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子籠條和短路環(huán)的焊接方法，選擇了合適的焊料與合理的焊接方法和溫度，可保證轉(zhuǎn)子籠條和短路環(huán)的焊縫具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和焊接質(zhì)量，無咬邊、裂紋、未焊透、未熔合、夾渣和氣孔等缺陷，焊接接頭的致密性良好，電機(jī)轉(zhuǎn)子可運(yùn)行5-10年，轉(zhuǎn)子籠條和短路環(huán)的焊接區(qū)不開焊。
[0058]雖然已參照附圖描述了本發(fā)明的一些實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定其范圍的本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以對這些實(shí)施例進(jìn)行修改。
【權(quán)利要求】
1.一種轉(zhuǎn)子籠條和短路環(huán)的焊接方法，轉(zhuǎn)子籠條由錫磷青銅制成，短路環(huán)由紫銅制成，其特征在于所述方法包括以下步驟: Ca)將多個轉(zhuǎn)子籠條的第一端部和第一短路環(huán)對接以形成接頭； (b)將多個轉(zhuǎn)子籠條和第一短路環(huán)在加熱爐內(nèi)預(yù)熱至150~300°C； (c)采用氧乙炔焊接法，在接頭處將多個轉(zhuǎn)子籠條焊接在第一短路環(huán)上；以及 Cd)將第一短路環(huán)整體加熱至350~40(TC，然后緩冷至環(huán)境溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接方法，其特征在于，多個轉(zhuǎn)子籠條中的每個具有圓柱形狀并在其第一端部和第二端部具有倒角，第一短路環(huán)具有環(huán)形板的形狀并包括從其表面凹入的多個沉孔， 步驟(a)包括:將第一短路環(huán)與相對于第一短路環(huán)垂直地放置的多個轉(zhuǎn)子籠條中的每個對接，使得每個轉(zhuǎn)子籠條的第一端部的至少一部分被豎直地設(shè)置在相應(yīng)的沉孔中，以形成T形接頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊接方法，其特征在于，步驟(c)包括:利用銀基釬料和銅氣焊熔劑采用左焊法在接頭處將多個轉(zhuǎn)子籠條分別焊接在第一短路環(huán)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的焊接方法，其特征在于，利用銀基釬料和銅氣焊熔劑采用左焊法在接頭處將多個轉(zhuǎn)子籠條分別焊接在第一短路環(huán)上的步驟包括: 將第一短路環(huán)預(yù)熱至500~600°C，并將銅氣焊熔劑加到待焊區(qū)域； 利用焊嘴將多個轉(zhuǎn)子籠條和第一短路環(huán)的待焊區(qū)域加熱至750~850°C，用外焰籠罩住焊縫，將涂抹了銅氣焊熔劑`的銀基釬料深入到轉(zhuǎn)子籠條的倒角的根部，使得熔化的銀基釬料將轉(zhuǎn)子籠條和第一短路環(huán)熔合；以及輕微拉長火焰，用釬料填滿沉孔和倒角。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的焊接方法，其特征在于所述方法還包括:在利用銀基釬料和銅氣焊熔劑采用左焊法在接頭處將多個轉(zhuǎn)子籠條分別焊接在第一短路環(huán)上的過程中，將第一短路環(huán)的除了焊接部位以外的部位的溫度保持在200~300°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第一短路環(huán)具有環(huán)形板的形狀，步驟(c)包括: 將第一短路環(huán)的圓周均分為偶數(shù)個圓??； 焊接各個圓弧相接處的第一短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條；以及 焊接與各個圓弧相對應(yīng)的第一短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟(c)包括: 將第一短路環(huán)的圓周均分為沿著圓周方向依次布置的第一圓弧、第二圓弧、第三圓弧和第四圓?。? 焊接第一圓弧與第四圓弧的相接處的第一短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條； 焊接第二圓弧與第三圓弧的相接處的第一短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條； 焊接第一圓弧與第二圓弧的相接處的第一短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條； 焊接第三圓弧與第四圓弧的相接處的第一短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條； 焊接與第一圓弧對應(yīng)的第一短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條； 焊接與第三圓弧對應(yīng)的第一短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條； 焊接與第二圓弧對應(yīng)的第一短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條；以及焊接與第四圓弧對應(yīng)的第一短路環(huán)和轉(zhuǎn)子籠條。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(c)包括:在接頭處將多個轉(zhuǎn)子籠條同時地焊接在第一短路環(huán)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法還包括以下步驟: Ce)將多個轉(zhuǎn)子籠條的第二端部和第二短路環(huán)對接以形成接頭； Cf)將多個轉(zhuǎn)子籠條和第二短路環(huán)在加熱爐內(nèi)預(yù)熱至150~300°C ； (g)采用氧乙炔焊接法，在接頭處將多個轉(zhuǎn)子籠條焊接在第二短路環(huán)上；以及
(h)將第二短路環(huán)整體加熱至350~40(TC，然后緩冷至環(huán)境溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，同時執(zhí)行步驟(a)和(e)，同時執(zhí)行步驟(b)和Cf),同時執(zhí)行步驟(C)和(g)，同時執(zhí)行步驟(d)和(h)。
【文檔編號】B23K5/14GK103722269SQ201310752068
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】馬義健, 盧明輝, 黎愛軍 申請人:攀鋼集團(tuán)工程技術(shù)有限公司