專利名稱：一種制造整體式電觸頭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于焊接技術(shù)范圍，特別涉及廣泛應(yīng)用于各種中、高壓斷路器的一種制造整體式電觸頭的方法。
背景技術(shù)：
整體式電觸頭廣泛應(yīng)用于各種中高壓斷路器中，是各種電力開關(guān)的核心部件，目前，一般采用整體液相燒結(jié)工藝制造整體式電觸頭。整體式觸頭是由兩種不同材質(zhì)組成的一種特殊零件，它的頭部是銅鎢合金，用于滅弧，尾部一般是銅合金QCr0.5它的主要作用是具備一定彈性和良好的導(dǎo)電性能，就整體式電觸頭而言，兩種材質(zhì)結(jié)合面的結(jié)合強(qiáng)度、電導(dǎo)率是影響整體式電觸頭綜合性能的最關(guān)鍵的因素。常用的銀合金或銅合金釬焊的方法，其界面電導(dǎo)率和結(jié)合強(qiáng)度均小于母材，焊后銅尾端退火軟化，界面性能成為電觸頭的薄弱環(huán)節(jié)，在使用中易發(fā)熱，開焊脫落；另一種方法為經(jīng)液相燒結(jié)的電觸頭，其界面強(qiáng)度可接近母材強(qiáng)度(銅尾)，電性能達(dá)到銅鎢合金水平，但是加工周期長，費(fèi)料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制造整體式電觸頭的方法，其特征在于本發(fā)明是采用摩擦焊接的方式將兩種異種金屬平面緊密接觸，在一定的壓力和轉(zhuǎn)速下靠金屬間原子擴(kuò)散而連接起來，其工藝過程為1).銅鎢合金燒結(jié)是將預(yù)先壓制好的合金坯，在溫度1360℃和氫氣保護(hù)下，燒制1.5小時(shí)，自然降溫即成。
2).焊前準(zhǔn)備接頭設(shè)計(jì)成大平面接觸，焊件外圓為圓柱形，其平面度、垂直度不大于0.2mm，焊前接頭表面用銼刀或砂紙打磨，去除氧化物，表面經(jīng)酒精或乙醚清洗，以防摻入其它離子或雜質(zhì)；3).摩擦焊將觸頭和焊尾夾在欲使用的機(jī)器上，對準(zhǔn)夾緊、調(diào)整轉(zhuǎn)速、摩擦壓力、摩擦?xí)r間、摩擦變形量、停車時(shí)間、和頂鍛變形量等焊接參數(shù)；摩擦焊接規(guī)范為取接頭直徑為12～45mm；調(diào)整轉(zhuǎn)速為1500～2700rpm；摩擦壓力為80～120(106N/m2)，摩擦?xí)r間為3～7S，摩擦進(jìn)給速度為1.2Mm/s，頂鍛壓力為150～200(106N/m2)，頂鍛變形量3mm。
4).去除焊瘤焊后飛邊用車、銑機(jī)械方法去除。
5).焊縫質(zhì)量檢測采用超聲波或X射線探傷，對焊接結(jié)合面縱深處檢測有無焊接裂紋、未焊透的缺陷；6).時(shí)效處理480℃，保溫4小時(shí)，然后隨爐冷卻至常溫；7).機(jī)械加工按設(shè)計(jì)要求加工成為產(chǎn)品待用。
本發(fā)明的有益效果①摩擦焊比較適合于異種金屬焊接，其焊縫為鍛造組織，故結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到或超過母材。②由于摩擦焊接的過程是金屬間原子擴(kuò)散的過程，焊后界面晶粒細(xì)化，電性能達(dá)到或高于母材。用摩擦焊的方法制造整體式電觸頭是可行的。③摩擦焊成品率在99％以上，相對于液相燒結(jié)提高5％，生產(chǎn)效率提高73倍。④在工藝上節(jié)省了固溶處理工序，焊接周期短，單件產(chǎn)品節(jié)約銅材36.7％，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的目的是提供一種制造整體式電觸頭的方法，其特征在于本發(fā)明是采用摩擦焊接的方式將兩種異種金屬平面緊密接觸，在一定的壓力和轉(zhuǎn)速下靠金屬間原子擴(kuò)散而連接起來。其工藝過程為1).銅鎢合金燒結(jié)是將預(yù)先壓制好的合金坯，在溫度1360℃和氫氣保護(hù)下，燒制1.5小時(shí)，自然降溫即成。
2).焊前準(zhǔn)備接頭設(shè)計(jì)成大平面接觸，焊件外圓為圓柱形，其平面度、垂直度不大于0.2mm，焊前接頭表面用銼刀或砂紙打磨，去除氧化物，表面經(jīng)酒精或乙醚清洗，以防摻入其它離子或雜質(zhì)；3).摩擦焊將觸頭和焊尾夾在欲使用的機(jī)器上，對準(zhǔn)夾緊、調(diào)整轉(zhuǎn)速、摩擦壓力、摩擦?xí)r間、摩擦變形量、停車時(shí)間、和頂鍛變形量等焊接參數(shù)，摩擦焊接規(guī)范為取接頭直徑為12～45mm；調(diào)整轉(zhuǎn)速1500～2700rpm；摩擦壓力80～120(106N/m2)摩擦?xí)r間3～7S，摩擦進(jìn)給速度1.2Mm/s，頂鍛壓力150～200(106N/m2)，約為摩擦壓力的2倍，頂鍛變形量3mm。
4).去除焊瘤焊后飛邊用車、銑等機(jī)械方法去除。
5).焊縫質(zhì)量檢測采用超聲波或X射線探傷，對焊接結(jié)合面縱深處檢測焊接裂紋、未焊透等缺陷；6).時(shí)效處理480℃，保溫4小時(shí)，然后隨爐冷卻至常溫；7).機(jī)械加工按設(shè)計(jì)要求加工成為產(chǎn)品待用。
對比摩擦焊和液相燒結(jié)兩種方法，本發(fā)明在工序上節(jié)省了固溶處理工序，縮短了加工時(shí)間，經(jīng)測試可得其主要參數(shù)電阻率相同，在硬度和結(jié)合面的抗拉強(qiáng)度方面都優(yōu)于液相燒結(jié)的顯著效果。
權(quán)利要求
1.一種制造整體式電觸頭的方法，其特征在于本發(fā)明是采用摩擦焊接的方式將兩種異種金屬平面緊密接觸，在一定的壓力和轉(zhuǎn)速下靠金屬間原子擴(kuò)散而連接起來，其工藝過程為1).銅鎢合金燒結(jié)是將預(yù)先壓制好的合金坯，在溫度1360℃和氫氣保護(hù)下，燒制1.5小時(shí)，自然降溫即成。2).焊前準(zhǔn)備接頭設(shè)計(jì)成大平面接觸，焊件外圓為圓柱形，其平面度、垂直度不大于0.2mm，焊前接頭表面用銼刀或砂紙打磨，去除氧化物，表面經(jīng)酒精或乙醚清洗，以防摻入其它離子或雜質(zhì)；3).摩擦焊將觸頭和焊尾夾在欲使用的機(jī)器上，對準(zhǔn)夾緊、調(diào)整轉(zhuǎn)速、摩擦壓力、摩擦?xí)r間、摩擦變形量、停車時(shí)間、和頂鍛變形量等焊接參數(shù)；摩擦焊接規(guī)范為取接頭直徑為12～45mm；調(diào)整轉(zhuǎn)速為1500～2700rpm；摩擦壓力為80～120(106N/m2)，摩擦?xí)r間為3～7S，摩擦進(jìn)給速度為1.2Mm/s，頂鍛壓力為150～200(106N/m2)，頂鍛變形量3mm。4).去除焊瘤焊后飛邊用車、銑機(jī)械方法去除。5).焊縫質(zhì)量檢測采用超聲波或X射線探傷，對焊接結(jié)合面縱深處檢測有無焊接裂紋、未焊透的缺陷；6).時(shí)效處理480℃，保溫4小時(shí)，然后隨爐冷卻至常溫；7).機(jī)械加工按設(shè)計(jì)要求加工成為產(chǎn)品待用。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于燒結(jié)技術(shù)的一種制造整體式電觸頭的方法，即用摩擦焊的工藝，將構(gòu)成電觸頭的兩種金屬焊接在一起，然后經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚恚附觾?nèi)應(yīng)力，及整體加工，可獲得比其它方法在結(jié)合面的抗拉強(qiáng)度和硬度都更優(yōu)良的整體式觸頭。同液相燒結(jié)比，成品率高5％，生產(chǎn)率提高7.3倍，節(jié)約銅材，36％以上，而且節(jié)省固液處理工序。有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，無環(huán)境污染。
文檔編號B23K20/12GK1395265SQ0212949
公開日2003年2月5日 申請日期2002年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月23日
發(fā)明者段沛林, 孫蕓 申請人:段沛林