專利名稱：摩擦焊接式電極觸頭的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電觸頭材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電極觸頭。
背景技術(shù)：
觸點和觸橋通常應(yīng)用于各種接觸器中。觸橋上的電觸點是電器開關(guān)的接觸元件，主要擔(dān)負(fù)著接通、斷開電路，及接通、斷開負(fù)載電流的任務(wù)，電觸點和滅弧系統(tǒng)是電器開關(guān)的心臟，電器開關(guān)的安全性、可靠性及開斷和關(guān)合特性很大程度上取決于電觸點材料的物理性質(zhì)及其電特性。因此電觸點材料的性能直接影響著電器開關(guān)和相關(guān)電器設(shè)備的可靠運(yùn)行。現(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(jié)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(qiáng)度低、觸橋容易受熱軟化。整體燒結(jié)的方式是一種無缺陷直接焊接，焊接強(qiáng)度也較高，但是整體燒結(jié)時冷卻速度以及形狀大大影響觸橋金相結(jié)構(gòu)，尤其是鉻銅材質(zhì)的觸橋，燒結(jié)后造成觸橋內(nèi)部金相不均一。另外，整體燒結(jié)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(jié)工藝，需要精確的對溫度進(jìn)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(shù)問題。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)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(zhuǎn)摩擦焊接機(jī)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(jié)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(dǎo)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(jié)的方式相比，整體燒結(jié)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(qiáng)度高、焊接均一穩(wěn)定。另外，摩擦焊接不會出現(xiàn)整體燒結(jié)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(shù)進(jìn)行制造，也可以采用如下步驟a)混粉將銅粉和鎢粉進(jìn)行加脂混合；b)壓制將a)中的粉末進(jìn)行成形，形成合金坯；c)脫脂將合金坯進(jìn)行脫脂；d)燒結(jié)將脫脂后的合金坯進(jìn)行燒結(jié)，合金坯中的粉末結(jié)合；
e)溶滲燒結(jié)后的合金坯進(jìn)行銅填充。所述觸橋可以采用純銅(T2 )材質(zhì)的觸橋、鉻銅(QCr )材質(zhì)的觸橋或鐵(Fe )材質(zhì)的觸橋。所述旋轉(zhuǎn)摩擦焊接機(jī)包括一旋轉(zhuǎn)夾具和一移動夾具，所述觸點設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)夾具上，所述觸橋設(shè)置在所述移動夾具上；通過控制旋轉(zhuǎn)夾具的旋轉(zhuǎn)、移動夾具的位移進(jìn)行摩擦焊接。所述旋轉(zhuǎn)摩擦焊接機(jī)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(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接所述旋轉(zhuǎn)夾具，所述微型處理器系統(tǒng)通過移動機(jī)構(gòu)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(shè)置在旋轉(zhuǎn)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?xí)r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(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速和移動機(jī)構(gòu)的位移量。采用上述技術(shù)的本發(fā)明，在進(jìn)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(zhuǎn)速傳感器、ー壓カ傳感器，所述轉(zhuǎn)速傳感器檢測所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速，所述壓カ傳感器檢測所述觸橋?qū)τ|點的施加力。傳統(tǒng)的摩擦焊接需要相同材質(zhì)之間的焊接，電觸點行業(yè)傳統(tǒng)エ藝也認(rèn)為，銅鎢合金與銅、鉻銅以及鐵之間無法實現(xiàn)高強(qiáng)度且符合焊接強(qiáng)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(zhì)的摩擦焊接，兩種材料各自之間的強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性等性能不同，要保證兩種不同材質(zhì)之間的摩擦焊接的強(qiáng)度，本發(fā)明采用對焊接參數(shù)，如對設(shè)備轉(zhuǎn)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(guān)行業(yè)提供了焊接性能優(yōu)異的電極觸頭。所述旋轉(zhuǎn)摩擦焊接機(jī)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(zhuǎn)夾具，所述加熱裝置用于對觸點的焊接部位進(jìn)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(shù)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(qiáng)度高、不損傷機(jī)械性能、觸橋品質(zhì)無變化等優(yōu)點。采用摩擦焊接形成的觸頭強(qiáng)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(jié)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(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示進(jìn)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(shù)進(jìn)行制造，也可以采用如下步驟a)混粉將銅粉、鎢粉進(jìn)行加脂混合；b)壓制將a)中的粉末進(jìn)行成形，形成合金坯；c)脫脂將合金坯進(jìn)行脫脂；d)燒結(jié)將脫脂后的合金坯進(jìn)行燒結(jié)，合金坯中的粉末結(jié)合；e)溶滲燒結(jié)后的合金坯進(jìn)行銅填充。觸橋可以采用純銅(T2)材質(zhì)的觸橋、鉻銅(QCr)材質(zhì)的觸橋或鐵(Fe)材質(zhì)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(zhuǎn)摩擦焊接機(jī)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(jié)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(dǎo)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(jié)的方式相比，整體燒結(jié)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(qiáng)度高、焊接均一穩(wěn)定。另外，摩擦焊接不會出現(xiàn)整體燒結(jié)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(zhuǎn)摩擦焊接機(jī)包括一旋轉(zhuǎn)夾具和一移動夾具，觸點設(shè)置在旋轉(zhuǎn)夾具上，觸橋設(shè)置在移動夾具上。通過控制旋轉(zhuǎn)夾具的旋轉(zhuǎn)、移動夾具的位移進(jìn)行摩擦焊接。旋轉(zhuǎn)摩擦焊接機(jī)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(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接旋轉(zhuǎn)夾具，微型處理器系統(tǒng)通過移動機(jī)構(gòu)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(shè)置在旋轉(zhuǎn)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?xí)r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(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速和移動機(jī)構(gòu)的位移量。采用上述技術(shù)的發(fā)明，在進(jìn)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(zhuǎn)速傳感器、ー壓カ傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器檢測旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速，壓カ傳感器檢測觸橋?qū)τ|點的施加力。由于本發(fā)明的エ藝是不同材質(zhì)之間的摩擦焊接，兩種材料各自之間的強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性等性能不同，要保證兩種不同材質(zhì)之間的摩擦焊接的強(qiáng)度，本發(fā)明采用對焊接參數(shù)，如對設(shè)備轉(zhuǎn)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(guān)行業(yè)提供了焊接性能優(yōu)異的電極觸頭。旋轉(zhuǎn)摩擦焊接機(jī)還包括ー加熱裝置，加熱裝置的發(fā)熱端朝向旋轉(zhuǎn)夾具，加熱裝置用于對觸點的焊接部位進(jìn)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(jié)方式相比，具有如下區(qū)別
權(quán)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(zhuǎn)摩擦焊接機(jī)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(quán)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(jìn)行加脂混合； b)壓制將a)中的粉末進(jìn)行成形，形成合金坯； c)脫脂將合金坯進(jìn)行脫脂； d)燒結(jié)將脫脂后的合金坯進(jìn)行燒結(jié)，合金坯中的粉末結(jié)合； e)溶滲燒結(jié)后的合金坯進(jìn)行銅填充。
3.根據(jù)權(quán)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(zhì)的觸橋、鉻銅材質(zhì)的觸橋或鐵材質(zhì)的觸橋中的ー種。
4.根據(jù)權(quán)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(zhuǎn)摩擦焊接機(jī)包括一旋轉(zhuǎn)夾具和一移動夾具，所述觸點設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)夾具上，所述觸橋設(shè)置在所述移動夾具上；通過控制旋轉(zhuǎn)夾具的旋轉(zhuǎn)、移動夾具的位移進(jìn)行摩擦焊接。
5.根據(jù)權(quán)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(zhuǎn)摩擦焊接機(jī)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(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接所述旋轉(zhuǎn)夾具，所述微型處理器系統(tǒng)通過移動機(jī)構(gòu)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(shè)置在旋轉(zhuǎn)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?xí)r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(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速和移動機(jī)構(gòu)的位移量。
6.根據(jù)權(quán)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(zhuǎn)速傳感器、ー壓カ傳感器，所述轉(zhuǎn)速傳感器檢測所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速，所述壓カ傳感器檢測所述觸橋?qū)τ|點的施加力。
7.根據(jù)權(quán)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(zhuǎn)摩擦焊接機(jī)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(zhuǎn)夾具，所述加熱裝置用于對觸點的焊接部位進(jìn)行加熱。
全文摘要
本發(fā)明涉及電觸頭材料技術(shù)領(lǐng)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(zhuǎn)摩擦焊接機(jī)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(shù)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(qiáng)度高、不損傷機(jī)械性能、觸橋品質(zhì)無變化等優(yōu)點。采用摩擦焊接形成的觸頭強(qiáng)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(quán)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