專利名稱：隔離開關導電臂軟連接的焊接工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種焊接工藝，特別是一種隔離開關導電臂軟連接的焊接工藝。
背景技術：
目前，導電臂是隔離開關的重要組成部件，其導電棒與導電座的導電連接大都采 用軟連接。雖然軟連接體積較大、不易封閉，但是其結構簡單、制造容易、成本低廉、接觸可 靠，所以仍然被廣泛應用。然而，隔離開關導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，又需要專用的設備且工藝 要求也很復雜。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是設計一種隔離開關導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導電臂軟連接時，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量，用以克 服現(xiàn)有技術的不足。本發(fā)明的目的可以通過下述技術方案來實現(xiàn)
一種隔離開關導電臂軟連接的焊接工藝，其特征在于包括順序進行的以下工藝步驟 (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電帶的兩端分 別插入鋁合金材質的導電棒和兩個鋁合金材質的軟連接焊板的相應插槽中，并保證每套導 電帶的鋁箔對齊端面與導電棒和軟連接焊板的表面齊平；最后將導電帶兩側與導電棒及軟 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)鋁合金材質的導電棒和兩個鋁合金材質的軟連接焊板的母材表面及邊緣20mm內 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電帶的全部鋁箔單片，其插入到導電棒和兩個軟連接焊板 插槽中30mm內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 焊接設備調節(jié)一焊接位置調節(jié)一施焊；
所述的焊接設備調節(jié)步驟中，焊接設備選用逆變式交直流脈沖氬弧焊機；調節(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% ；
所述的焊接位置調節(jié)步驟中，焊接位置采用平焊位置，調節(jié)時將導電帶與導電棒及兩 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熱40 50mm，預熱電流為90 100A，預熱速度為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；焊接導電帶與導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，應認為焊接接頭強度滿足要求。本發(fā)明組成導電帶的鋁箔為3003鋁箔，其材質為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)明所述鋁合金材質的導電棒和兩個鋁合金材質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 關導電臂軟連接時，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量，是一種理想的隔離開關導電臂軟連接的焊接工藝。


圖1是隔離開關導電臂軟連接的整體結構示意圖； 圖2是導電帶與導電棒接頭的放大結構示意圖3是導電帶與軟連接焊板接頭的放大結構示意圖； 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、導電帶與導電棒接頭；2、軟連接焊板；3、導電棒；4、導電帶；5、導電帶與 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，一種隔離開關導電臂軟連接的焊接工藝，其特征在于包括順序 進行的以下工藝步驟
(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電帶4的兩端 分別插入鋁合金材質的導電棒3和兩個鋁合金材質的軟連接焊板2的相應插槽中，并保證 每套導電帶4的鋁箔對齊端面與導電棒3和軟連接焊板2的表面齊平；最后將導電帶4兩 側與導電棒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)鋁合金材質的導電棒3和兩個鋁合金材質的軟連接焊板2的母材表面及邊緣20mm 內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電帶4的全部鋁箔單片，其插入到導電棒3和兩個軟連接焊 板2插槽中30mm內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 焊接設備調節(jié)一焊接位置調節(jié)一施焊；
所述的焊接設備調節(jié)步驟中，焊接設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%;
所述的焊接位置調節(jié)步驟中，焊接位置采用平焊位置，調節(jié)時將導電帶4與導電棒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熱40 50mm，預熱電流為90 100A，預熱速度為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；焊接導電帶與導電棒接頭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，應認為焊接接頭強度滿足要求。 本隔離開關導電臂軟連接的焊接工藝，組成導電帶4的鋁箔為3003鋁箔，其材質 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%。所述鋁合金材質的導電棒3和兩個鋁合金材質的軟連接 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%。
權利要求
1. 一種隔離開關導電臂軟連接的焊接工藝，其特征在于包括順序進行的以下工藝步驟(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電帶的兩端分 別插入鋁合金材質的導電棒和兩個鋁合金材質的軟連接焊板的相應插槽中，并保證每套導 電帶的鋁箔對齊端面與導電棒和軟連接焊板的表面齊平；最后將導電帶兩側與導電棒及軟 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)鋁合金材質的導電棒和兩個鋁合金材質的軟連接焊板的母材表面及邊緣20mm內 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電帶的全部鋁箔單片，其插入到導電棒和兩個軟連接焊板 插槽中30mm內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 焊接設備調節(jié)一焊接位置調節(jié)一施焊；所述的焊接設備調節(jié)步驟中，焊接設備選用逆變式交直流脈沖氬弧焊機；調節(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%;所述的焊接位置調節(jié)步驟中，焊接位置采用平焊位置，調節(jié)時將導電帶與導電棒及兩 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熱40 50mm，預熱電流為90 100A，預熱速度為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；焊接導電帶與導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，應認為焊接接頭強度滿足要求。
2.根據(jù)權利要求1所述的隔離開關導電臂軟連接的焊接工藝，其特征在于組成導 電帶的鋁箔為3003鋁箔，其材質為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)權利要求1所述的隔離開關導電臂軟連接的焊接工藝，其特征在于所述鋁合 金材質的導電棒和兩個鋁合金材質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
一種隔離開關導電臂軟連接的焊接工藝，其特征在于包括順序進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導電臂軟連接時，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量，是一種理想的隔離開關導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:河北電力設備廠