專利名稱：摩擦焊接式電極觸頭的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電觸頭材料技術領域，具體涉及一種電極觸頭。
背景技術：
觸點和觸橋通常應用于各種接觸器中。觸橋上的電觸點是電器開關的接觸元件，主要擔負著接通、斷開電路，及接通、斷開負載電流的任務，電觸點和滅弧系統(tǒng)是電器開關的心臟，電器開關的安全性、可靠性及開斷和關合特性很大程度上取決于電觸點材料的物理性質及其電特性。因此電觸點材料的性能直接影響著電器開關和相關電器設備的可靠運行?，F(xiàn)有的觸點與觸橋的連接通常采用傳統(tǒng)的釬焊或整體燒結的形式。傳統(tǒng)的釬焊雖然能實現(xiàn)任何形狀的焊接，但是其焊接強度低、觸橋容易受熱軟化。整體燒結的方式是一種無缺陷直接焊接，焊接強度也較高，但是整體燒結時冷卻速度以及形狀大大影響觸橋金相結構，尤其是鉻銅材質的觸橋，燒結后造成觸橋內(nèi)部金相不均一。另外，整體燒結容易造成焊接部位觸橋內(nèi)部元素濃度增大、觸橋部位容易聚集偏析，易造成觸橋整體成分出現(xiàn)偏差影響觸橋的整體性能；并且整體燒結工藝，需要精確的對溫度進行控制，工藝難度大，廢品產(chǎn)生率高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種摩擦焊接式電極觸頭的制造方法，解決以上技術問題。本發(fā)明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現(xiàn)摩擦焊接式電極觸頭的制造方法，包括I)觸點的制造，2 )觸點與觸橋的連接，其特征在于，步驟2)中，所述觸點和所述觸橋分別固定在旋轉摩擦焊接機上，觸點與觸橋的連接采用摩擦焊接的方式連接。本發(fā)明的觸點和觸橋摒棄了采用傳統(tǒng)的焊接方式、采用整體燒結的方式，而是采用摩擦焊接的方式連接。具有如下優(yōu)點與傳統(tǒng)的焊接方式相比，傳統(tǒng)的焊接容易由于導熱觸橋發(fā)生軟化現(xiàn)象，摩擦焊接方式是無缺陷焊接，觸橋不會軟化，加熱部分只限于焊接部位；與整體燒結的方式相比，整體燒結的方式對溫度控制要求較高，以避免焊接部位的成分變化和觸橋部位的聚集偏析，摩擦焊接方式焊接強度高、焊接均一穩(wěn)定。另外，摩擦焊接不會出現(xiàn)整體燒結中的溶融現(xiàn)象。摩擦焊接的焊接前后的金相不發(fā)生變化。步驟I)中，觸點采用CuW (銅鎢合金)，CuW的制造可以采用現(xiàn)有的技術進行制造，也可以采用如下步驟a)混粉將銅粉和鎢粉進行加脂混合；b)壓制將a)中的粉末進行成形，形成合金坯；c)脫脂將合金坯進行脫脂；d)燒結將脫脂后的合金坯進行燒結，合金坯中的粉末結合；
e)溶滲燒結后的合金坯進行銅填充。所述觸橋可以采用純銅(T2 )材質的觸橋、鉻銅(QCr )材質的觸橋或鐵(Fe )材質的觸橋。所述旋轉摩擦焊接機包括一旋轉夾具和一移動夾具，所述觸點設置在所述旋轉夾具上，所述觸橋設置在所述移動夾具上；通過控制旋轉夾具的旋轉、移動夾具的位移進行摩擦焊接。所述旋轉摩擦焊接機包括ー微型處理器系統(tǒng)，所述微型處理器系統(tǒng)連接通過旋轉機構連接所述旋轉夾具，所述微型處理器系統(tǒng)通過移動機構連接所述移動夾具；所述微型處理器系統(tǒng)連接一溫度傳感器，所述溫度傳感器設置在旋轉夾具或移動夾具中的ー個上；溫度傳感器用于檢測觸點和觸橋在摩擦時產(chǎn)生熱量的溫度信息，并將溫
度信息傳送給所述微型處理器系統(tǒng)，所述微型處理器系統(tǒng)根據(jù)溫度信息控制旋轉機構的轉速和移動機構的位移量。采用上述技術的本發(fā)明，在進行摩擦焊接過程中，焊接部位的溫度可以得到有效控制，保證焊接部位無聚集偏析，觸橋部位不產(chǎn)生金相變化。所述微型處理器系統(tǒng)還連接ー轉速傳感器、ー壓カ傳感器，所述轉速傳感器檢測所述旋轉機構的轉速，所述壓カ傳感器檢測所述觸橋對觸點的施加力。傳統(tǒng)的摩擦焊接需要相同材質之間的焊接，電觸點行業(yè)傳統(tǒng)エ藝也認為，銅鎢合金與銅、鉻銅以及鐵之間無法實現(xiàn)高強度且符合焊接強度的摩擦焊接。而本發(fā)明的エ藝是銅鎢合金與銅、鉻銅以及鐵之間不同材質的摩擦焊接，兩種材料各自之間的強度、熱穩(wěn)定性等性能不同，要保證兩種不同材質之間的摩擦焊接的強度，本發(fā)明采用對焊接參數(shù)，如對設備轉速、觸點和觸橋之間的壓カ的控制，來實現(xiàn)CuW合金與純銅、鉻銅及Fe之間或者不同材料之間的焊接，為高壓開關行業(yè)提供了焊接性能優(yōu)異的電極觸頭。所述旋轉摩擦焊接機還包括ー加熱裝置，所述加熱裝置的發(fā)熱端朝向所述旋轉夾具，所述加熱裝置用于對觸點的焊接部位進行加熱，以便盡快實現(xiàn)觸點和觸橋的接觸面熔化。有益效果由于采用上述技術方案，本發(fā)明采用摩擦焊接的方式焊接觸點和觸橋，具有焊接部位強度高、不損傷機械性能、觸橋品質無變化等優(yōu)點。采用摩擦焊接形成的觸頭強度高、無中間相、性能優(yōu)異。


圖I為本發(fā)明的流程示意圖；圖2為本發(fā)明摩擦焊接法的流程示意圖；圖3為整體燒結品離焊接部位30mm距離的金相示意圖；圖4為摩擦焊接品離焊接部位30mm距離的金相示意圖；圖5為摩擦焊接品焊接部位的金相示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示進ー步闡述本發(fā)明。參照圖1，摩擦焊接式電極觸頭的制造方法，包括如下步驟
第一歩，觸點的制造觸點采用CuW，Cuff的制造可以采用現(xiàn)有的技術進行制造，也可以采用如下步驟a)混粉將銅粉、鎢粉進行加脂混合；b)壓制將a)中的粉末進行成形，形成合金坯；c)脫脂將合金坯進行脫脂；d)燒結將脫脂后的合金坯進行燒結，合金坯中的粉末結合；e)溶滲燒結后的合金坯進行銅填充。觸橋可以采用純銅(T2)材質的觸橋、鉻銅(QCr)材質的觸橋或鐵(Fe)材質的觸橋。第二步，觸點與觸橋的連接觸點和觸橋分別固定在旋轉摩擦焊接機上,觸點與觸橋的連接采用摩擦焊接的方式連接。本發(fā)明的觸點和觸橋摒棄了 采用傳統(tǒng)的焊接方式、采用整體燒結的方式，而是采用摩擦焊接的方式連接。具有如下優(yōu)點與傳統(tǒng)的焊接方式相比，傳統(tǒng)的焊接容易由于導熱觸橋發(fā)生軟化現(xiàn)象，摩擦焊接方式是無缺陷焊接，觸橋不會軟化，加熱部分只限于焊接部位；與整體燒結的方式相比，整體燒結的方式對溫度控制要求較高，以避免焊接部位的成分變化和觸橋部位的聚集偏析，摩擦焊接方式焊接強度高、焊接均一穩(wěn)定。另外，摩擦焊接不會出現(xiàn)整體燒結中的溶融現(xiàn)象。摩擦焊接的焊接前后的金相不發(fā)生變化。參照圖2，旋轉摩擦焊接機包括一旋轉夾具和一移動夾具，觸點設置在旋轉夾具上，觸橋設置在移動夾具上。通過控制旋轉夾具的旋轉、移動夾具的位移進行摩擦焊接。旋轉摩擦焊接機包括ー微型處理器系統(tǒng)，微型處理器系統(tǒng)連接通過旋轉機構連接旋轉夾具，微型處理器系統(tǒng)通過移動機構連接移動夾具。微型處理器系統(tǒng)連接一溫度傳感器，溫度傳感器設置在旋轉夾具或移動夾具中的ー個上；溫度傳感器用于檢測觸點和觸橋在摩擦時產(chǎn)生熱量的溫度信息，并將溫度信息傳送給微型處理器系統(tǒng)，微型處理器系統(tǒng)根據(jù)溫度信息控制旋轉機構的轉速和移動機構的位移量。采用上述技術的發(fā)明，在進行摩擦焊接過程中，焊接部位的溫度可以得到有效控制，保證焊接部位無成分變化，觸橋部位不產(chǎn)生金相變化。微型處理器系統(tǒng)還連接ー轉速傳感器、ー壓カ傳感器，轉速傳感器檢測旋轉機構的轉速，壓カ傳感器檢測觸橋對觸點的施加力。由于本發(fā)明的エ藝是不同材質之間的摩擦焊接，兩種材料各自之間的強度、熱穩(wěn)定性等性能不同，要保證兩種不同材質之間的摩擦焊接的強度，本發(fā)明采用對焊接參數(shù)，如對設備轉速、觸點和觸橋之間的壓カ的控制，來實現(xiàn)Cuff合金與純銅、鉻銅及Fe之間或者不同材料之間的焊接，為高壓開關行業(yè)提供了焊接性能優(yōu)異的電極觸頭。旋轉摩擦焊接機還包括ー加熱裝置，加熱裝置的發(fā)熱端朝向旋轉夾具，加熱裝置用于對觸點的焊接部位進行加熱，以便盡快實現(xiàn)觸點和觸橋的接觸面熔化。采用本發(fā)明的摩擦焊接法將觸點和觸橋焊接的方式，與傳統(tǒng)釬焊方式、整體燒結方式相比，具有如下區(qū)別
權利要求
1.摩擦焊接式電極觸頭的制造方法，包括I)觸點的制造，2)觸點與觸橋的連接，其特征在于，步驟2)中，所述觸點和所述觸橋分別固定在旋轉摩擦焊接機上，觸點與觸橋的連接采用摩擦焊接的方式連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的摩擦焊接式電極觸頭的制造方法，其特征在于，步驟I)中，觸點采用CuW，Cuff的制造采用如下步驟 a)混粉將銅粉、鶴粉進行加脂混合； b)壓制將a)中的粉末進行成形，形成合金坯； c)脫脂將合金坯進行脫脂； d)燒結將脫脂后的合金坯進行燒結，合金坯中的粉末結合； e)溶滲燒結后的合金坯進行銅填充。
3.根據(jù)權利要求2所述的摩擦焊接式電極觸頭的制造方法，其特征在于，所述觸橋采用純銅材質的觸橋、鉻銅材質的觸橋或鐵材質的觸橋中的ー種。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的摩擦焊接式電極觸頭的制造方法，其特征在于，所述旋轉摩擦焊接機包括一旋轉夾具和一移動夾具，所述觸點設置在所述旋轉夾具上，所述觸橋設置在所述移動夾具上；通過控制旋轉夾具的旋轉、移動夾具的位移進行摩擦焊接。
5.根據(jù)權利要求4所述的摩擦焊接式電極觸頭的制造方法，其特征在干，所述旋轉摩擦焊接機包括ー微型處理器系統(tǒng)，所述微型處理器系統(tǒng)連接通過旋轉機構連接所述旋轉夾具，所述微型處理器系統(tǒng)通過移動機構連接所述移動夾具； 所述微型處理器系統(tǒng)連接一溫度傳感器，所述溫度傳感器設置在旋轉夾具或移動夾具中的ー個上；溫度傳感器用于檢測觸點和觸橋在摩擦時產(chǎn)生熱量的溫度信息，并將溫度信息傳送給所述微型處理器系統(tǒng)，所述微型處理器系統(tǒng)根據(jù)溫度信息控制旋轉機構的轉速和移動機構的位移量。
6.根據(jù)權利要求5所述的摩擦焊接式電極觸頭的制造方法，其特征在于，所述微型處理器系統(tǒng)還連接ー轉速傳感器、ー壓カ傳感器，所述轉速傳感器檢測所述旋轉機構的轉速，所述壓カ傳感器檢測所述觸橋對觸點的施加力。
7.根據(jù)權利要求5所述的摩擦焊接式電極觸頭的制造方法，其特征在于，所述旋轉摩擦焊接機還包括ー加熱裝置，所述加熱裝置的發(fā)熱端朝向所述旋轉夾具，所述加熱裝置用于對觸點的焊接部位進行加熱。
全文摘要
本發(fā)明涉及電觸頭材料技術領域，具體涉及一種電極觸頭。摩擦焊接式電極觸頭的制造方法，包括1)觸點的制造，2)觸點與觸橋的連接，步驟2)中，觸點和觸橋分別固定在旋轉摩擦焊接機上，觸點與觸橋的連接采用摩擦焊接的方式連接。由于采用上述技術方案，本發(fā)明采用摩擦焊接的方式焊接觸點和觸橋，具有焊接部位強度高、不損傷機械性能、觸橋品質無變化等優(yōu)點。采用摩擦焊接形成的觸頭強度高、無中間相、性能優(yōu)異。
文檔編號H01H11/04GK102856101SQ20121030085
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權日2012年8月22日
發(fā)明者寺本修一, 上野智行, 清水誠一郎, 徐斌 申請人:上海電科電工材料有限公司