一種轉(zhuǎn)子焊接工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)子焊接工藝，包括以下三個(gè)階段：第一階段為轉(zhuǎn)子焊接預(yù)熱階段；第一步，從室溫加熱到350-370℃，用時(shí)1.5-2.5小時(shí)；第二步，保溫350-370℃，用時(shí)1-3.5小時(shí)；升溫階段和保溫階段的總時(shí)間T滿足：3小時(shí)≤T≤6小時(shí)；第二階段為焊接感應(yīng)加熱階段；第一步，將溫度從300℃上升到500℃，用時(shí)120s；第二步，將溫度從500℃上升到550℃，用時(shí)40s；第三步，將溫度從550℃上升到600℃，用時(shí)40s；第四步，將溫度從600℃上升到650℃，用時(shí)40s；第五步，將溫度從650℃上升到680℃，用時(shí)30s，且溫度一旦達(dá)到680℃便停止加熱；第三階段為焊接冷卻階段。本發(fā)明轉(zhuǎn)子焊接工藝按給定的“溫度-時(shí)間特性曲線”進(jìn)行預(yù)熱、升溫、保溫、冷卻，確保轉(zhuǎn)子焊接質(zhì)量，轉(zhuǎn)子滿足工藝和使用要求。
【專利說明】一種轉(zhuǎn)子焊接工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)子焊接工藝，尤其涉及一種轉(zhuǎn)子感應(yīng)釬焊工藝，屬于焊接【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵路2000馬力以上大功率交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車配套牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)子，基本上采用鼠籠式焊接轉(zhuǎn)子，由多根導(dǎo)條、端環(huán)、轉(zhuǎn)子沖片組成。導(dǎo)條材料材料為銅鉻合同，導(dǎo)條嵌入端環(huán)釬焊槽內(nèi)，形成多個(gè)T型接頭。
[0003]美國(guó)GE公司6000馬力XHN5交流大功率鐵路機(jī)車中，對(duì)牽引電機(jī)鼠籠轉(zhuǎn)子焊接技術(shù)，采用手工氧氣-丙烯火焰釬焊，邊預(yù)熱、邊加溫、邊保溫、邊焊接、邊冷卻，預(yù)熱、焊接、冷卻的方式，焊接工藝時(shí)間和溫度都由操作者把控，這受人為因素影響較大，難于控制準(zhǔn)確的焊接溫度和時(shí)間。由于，焊接工藝執(zhí)行隨意性大，轉(zhuǎn)子焊接質(zhì)量差別大，穩(wěn)定性差，難以滿足轉(zhuǎn)子在電機(jī)中高速旋轉(zhuǎn)達(dá)600轉(zhuǎn)/分鐘以上的要求。
[0004]目前，為了保證轉(zhuǎn)子焊接質(zhì)量的一致性，以及轉(zhuǎn)子在電機(jī)中高速旋轉(zhuǎn)的可靠性，采用感應(yīng)釬焊技術(shù)，需要設(shè)計(jì)感應(yīng)釬焊工藝，才能形成良好的T型釬焊接頭。
[0005]現(xiàn)有感應(yīng)釬焊工藝的技術(shù)難點(diǎn)是:轉(zhuǎn)子釬焊工藝溫度-時(shí)間特性曲線設(shè)計(jì)。預(yù)熱以及預(yù)熱工藝溫度-時(shí)間曲線是否合理，將直接影響轉(zhuǎn)子裝配應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力的大??；焊接工藝溫度-時(shí)間曲線設(shè)計(jì)是否合理，將直接影響焊接接頭的強(qiáng)度及可靠性質(zhì)量；冷卻工藝溫度-時(shí)間曲線設(shè)計(jì)是否合理，將直接影響焊接殘余應(yīng)力和清理殘留焊渣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于:提供一種轉(zhuǎn)子焊接工藝，制定出定量的焊接工藝溫度-時(shí)間特性曲線，從而能有效的解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
[0007]本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種轉(zhuǎn)子焊接工藝，包括以下工藝步驟:
[0008]一、轉(zhuǎn)子焊接預(yù)熱階段；
[0009]I)、升溫:將裝配好的轉(zhuǎn)子和夾具放入烘爐中烘烤，溫度從室溫上升到350-370°C，用時(shí) 1.5-2.5 小時(shí)；
[0010]2)、保溫:溫度保持在350_370°C，用時(shí)1-3.5小時(shí)；且升溫階段和保溫階段的總時(shí)間T滿足:3小時(shí)≤T≤6小時(shí)；
[0011]3)、運(yùn)輸:轉(zhuǎn)子從烘爐中出爐后，直接搬運(yùn)到焊接工作平臺(tái)，運(yùn)輸途中使用紅外線高溫計(jì)測(cè)轉(zhuǎn)子鐵芯的溫度并做好記錄；轉(zhuǎn)子出爐到感應(yīng)焊接之間的時(shí)間控制在IOmin內(nèi)；
[0012]二、焊接感應(yīng)加熱階段；
[0013]將預(yù)熱階段預(yù)熱好的轉(zhuǎn)子的兩根相鄰導(dǎo)條之間平放一片厚度2.5mm、寬度13mm、長(zhǎng)度30_銀焊片，共60片，調(diào)整焊片的位置使其位于端環(huán)焊逢的中間；通過以下步驟對(duì)端環(huán)進(jìn)行感應(yīng)加熱:
[0014]第一步，將溫度從300°C上升到500°C，用時(shí)120s ；[0015]第二步，將溫度從500°C上升到550°C，用時(shí)40s ；
[0016]第三步，將溫度從550°C上升到600°C，用時(shí)40s ；
[0017]第四步，將溫度從600°C上升到650°C，用時(shí)40s ；
[0018]第五步，將溫度從650°C上升到680°C，用時(shí)30s，并且溫度一旦達(dá)到680°C便停止加熱，進(jìn)入冷卻階段；
[0019]三、焊接冷卻階段；
[0020]停止焊接感應(yīng)加熱后，用紅外線測(cè)溫儀測(cè)得端環(huán)溫度小于350°C時(shí)，將轉(zhuǎn)子用吊車調(diào)離焊接平臺(tái)，將焊完的一端完全浸沒水槽中進(jìn)行水冷，入水溫度280-300°C，入水深度在鐵芯端面5_內(nèi)，入水時(shí)間10-20s，將水冷后的轉(zhuǎn)子吊離水面，空冷至室溫；然后，將轉(zhuǎn)子翻
轉(zhuǎn)，焊接另一端。
[0021]作為一種優(yōu)選方式，焊前準(zhǔn)備如下:
[0022]I).導(dǎo)條、端環(huán)的清潔，將導(dǎo)條和端環(huán)放入硝酸溶液中進(jìn)行清洗；
[0023]2).薄焊片與端環(huán)組裝:把0.2mm厚銀焊片剪切成端環(huán)凹槽適當(dāng)大小，剪切120片，用刷子對(duì)兩個(gè)端環(huán)內(nèi)部凹槽涂抹適量的焊劑，在每個(gè)凹槽內(nèi)放入一片剪好的0.2mm厚的銀焊片，并使其平鋪在凹槽的底部，當(dāng)放完銀焊片后再在端環(huán)凹槽內(nèi)均勻涂抹適量的焊劑；
[0024]3).第一次端環(huán)套裝:將安裝平臺(tái)焊接工裝配合面用酒精擦洗干凈，并用液壓油潤(rùn)滑焊接工裝的內(nèi)部導(dǎo)向柱；將焊接工裝中心孔帶螺紋的下底板平放平臺(tái)上，然后將隔熱板和云母片安裝于底板上，并調(diào)整隔熱板和云母片的位置，使其位于中央，套入端環(huán)后將鐵心緩慢地安放在底板上；
[0025]4).導(dǎo)條裝配:將酸洗后的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條自然插入轉(zhuǎn)子鐵心槽和端環(huán)凹槽，并使所有的導(dǎo)條高度保持一致；
[0026]5).第二次端環(huán)套裝:將另一端環(huán)的凹槽朝下，并對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)條的上端安裝于導(dǎo)條上，安裝到位后使用木榔頭輕輕敲擊上端端環(huán)，依次安裝云母片和隔熱板，用吊環(huán)將上底座安裝于鐵心的上端，并將拉緊螺栓安裝到位后擰緊，擰緊后的轉(zhuǎn)子立放于指定位置等待焊接。
[0027]作為進(jìn)一步優(yōu)選方式，銀焊片在熔化過程中，及時(shí)用銀焊條來補(bǔ)償焊縫，當(dāng)焊片焊料完全融化并完全補(bǔ)償，且焊料平穩(wěn)的狀態(tài)下，肉眼檢查焊接質(zhì)量，確認(rèn)焊接無虛焊、氣孔、裂紋。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明轉(zhuǎn)子焊接工藝按給定的“溫度-時(shí)間特性曲線”進(jìn)行預(yù)熱、升溫、保溫、冷卻后，確保轉(zhuǎn)子焊接質(zhì)量，該轉(zhuǎn)子通過實(shí)物破壞性工藝驗(yàn)證，轉(zhuǎn)子焊接接頭強(qiáng)度、裝配應(yīng)力、布氏硬度以及焊縫失效比例等都達(dá)到了驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中感應(yīng)焊接工藝溫度時(shí)間控制圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。[0031]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了相互排斥的特質(zhì)和/或步驟以外，均可以以任何方式組合，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換，即，除非特別敘述，每個(gè)特征之一系列等效或類似特征中的一個(gè)實(shí)施例而已。
[0032]實(shí)施例:
[0033]HXN5交流牽引電機(jī)轉(zhuǎn)子端環(huán)-導(dǎo)條感應(yīng)釬焊焊接工藝如下:
[0034]一、焊接設(shè)備
[0035]設(shè)備名稱:SINAC200感應(yīng)加熱設(shè)備。
[0036]其主要技術(shù)參數(shù):
[0037]1、主電源變頻器輸出
[0038]
【權(quán)利要求】
1.一種轉(zhuǎn)子焊接工藝，其特征在于:包括以下工藝步驟: 一、轉(zhuǎn)子焊接預(yù)熱階段； 1)、升溫:將裝配好的轉(zhuǎn)子和夾具放入烘爐中烘烤，溫度從室溫上升到350-370°C，用時(shí)1.5-2.5小時(shí)； 2)、保溫:溫度保持在350-370°C，用時(shí)1-3.5小時(shí)；且升溫階段和保溫階段的總時(shí)間T滿足:3小時(shí)≤T≤6小時(shí)； 3)、運(yùn)輸:轉(zhuǎn)子從烘爐中出爐后，直接搬運(yùn)到焊接工作平臺(tái)，運(yùn)輸途中使用紅外線高溫計(jì)測(cè)轉(zhuǎn)子鐵芯的溫度并做好記錄；轉(zhuǎn)子出爐到感應(yīng)焊接之間的時(shí)間控制在IOmin內(nèi)； 二、焊接感應(yīng)加熱階段； 將預(yù)熱階段預(yù)熱好的轉(zhuǎn)子的兩根相鄰導(dǎo)條之間平放一片厚度2.5mm、寬度13mm、長(zhǎng)度30mm銀焊片，共60片，調(diào)整焊片的位置使其位于端環(huán)焊逢的中間；通過以下步驟對(duì)端環(huán)進(jìn)行感應(yīng)加熱: 第一步，將溫度從300°C上升到500°C，用時(shí)120s ； 第二步，將溫度從500°C上升到550°C，用時(shí)40s ； 第三步，將溫度從550°C上升到600°C，用時(shí)40s ； 第四步，將溫度從600°C上升到650°C，用時(shí)40s ； 第五步，將溫度從650°C上升到680°C，用時(shí)30s，并且溫度一旦達(dá)到680°C便停止加熱，進(jìn)入冷卻階段； 三、焊接冷卻階段； 停止焊接感應(yīng)加熱后，用紅外線測(cè)溫儀測(cè)得端環(huán)溫度小于350°C時(shí)，將轉(zhuǎn)子用吊車調(diào)離焊接平臺(tái)，將焊完的一端完全浸沒水槽中進(jìn)行水冷，入水溫度280-300°C，入水深度在鐵芯端面5mm內(nèi)，入水時(shí)間10-20s,將水冷后的轉(zhuǎn)子吊離水面，空冷至室溫；然后,將轉(zhuǎn)子翻轉(zhuǎn)，焊接另一端。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子焊接工藝，其特征在于:焊前準(zhǔn)備如下: 0.導(dǎo)條、端環(huán)的清潔，將導(dǎo)條和端環(huán)放入硝酸溶液中進(jìn)行清洗； 2).薄焊片與端環(huán)組裝:把0.2mm厚銀焊片剪切成端環(huán)凹槽適當(dāng)大小，剪切120片，用刷子對(duì)兩個(gè)端環(huán)內(nèi)部凹槽涂抹適量的焊劑，在每個(gè)凹槽內(nèi)放入一片剪好的0.2mm厚的銀焊片，并使其平鋪在凹槽的底部，當(dāng)放完銀焊片后再在端環(huán)凹槽內(nèi)均勻涂抹適量的焊劑； 3).第一次端環(huán)套裝:將安裝平臺(tái)焊接工裝配合面用酒精擦洗干凈，并用液壓油潤(rùn)滑焊接工裝的內(nèi)部導(dǎo)向柱；將焊接工裝中心孔帶螺紋的下底板平放平臺(tái)上，然后將隔熱板和云母片安裝于底板上，并調(diào)整隔熱板和云母片的位置，使其位于中央，套入端環(huán)后將鐵心緩慢地安放在底板上； 4).導(dǎo)條裝配:將酸洗后的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條自然插入轉(zhuǎn)子鐵心槽和端環(huán)凹槽，并使所有的導(dǎo)條高度保持一致； 5).第二次端環(huán)套裝:將另一端環(huán)的凹槽朝下，并對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)條的上端安裝于導(dǎo)條上，安裝到位后使用木榔頭輕輕敲擊上端端環(huán)，依次安裝云母片和隔熱板，用吊環(huán)將上底座安裝于鐵心的上端，并將拉緊螺栓安裝到位后擰緊，擰緊后的轉(zhuǎn)子立放于指定位置等待焊接。
3.如權(quán)利要求1或者2中任一所述的轉(zhuǎn)子焊接工藝，其特征在于:銀焊片在熔化過程中，及時(shí)用銀焊條來補(bǔ)償焊縫，當(dāng)焊片焊料完全融化并完全補(bǔ)償，且焊料平穩(wěn)的狀態(tài)下，肉眼檢查焊接質(zhì)量，確認(rèn)焊接無虛焊、氣孔 、裂紋。
【文檔編號(hào)】B23K3/08GK103722266SQ201310750888
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】王錫勇 申請(qǐng)人:南車成都機(jī)車車輛有限公司