屏蔽電機(jī)定子線圈接頭焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及到一種屏蔽電機(jī)定子線圈的中頻釬焊方法，旨在確立一種用于主泵電機(jī)關(guān)鍵部件定子線圈釬焊的新中頻釬焊方法，通過使用專用感應(yīng)線圈對定子線圈接頭外側(cè)整體加熱，可有效克服傳統(tǒng)火焰釬焊對線圈局部單一加熱造成的接頭過熱及受熱不均應(yīng)力變形現(xiàn)象，加之采用預(yù)置釬料與棒狀釬料配合填料方式，并選用最佳匹配工藝參數(shù)，規(guī)范各個釬焊接頭的加熱功率及加熱時間，從而提高焊縫質(zhì)量，滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。該成果在工程上具有很高的應(yīng)用價(jià)值，并具有深遠(yuǎn)的社會意義。
【專利說明】屏蔽電機(jī)定子線圈接頭焊接方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:本發(fā)明涉及一種屏蔽電機(jī)定子線圈接頭焊接方法。
[0002]【背景技術(shù)】:屏蔽電機(jī)是核電站核島中的關(guān)鍵設(shè)備，其完整性對一回路的安全運(yùn)行有著重要影響，并直接關(guān)系到第三代AP1000非能動核電站技術(shù)引進(jìn)的成敗，其中定子線圈接頭釬焊是屏蔽電機(jī)主泵制造環(huán)節(jié)中的一項(xiàng)關(guān)鍵工序。由于AP1000定子線圈設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式與以往機(jī)組設(shè)計(jì)形式不同，且原有的火焰釬焊方法熱溫度不易控制，規(guī)范性不強(qiáng)，易導(dǎo)致母材過熱熔化甚至變形，且釬鋒質(zhì)量受人為因素影響嚴(yán)重，質(zhì)量不穩(wěn)定，返修率極高，對于釬縫質(zhì)量要求極高的核電站主泵電機(jī)定子線圈釬焊極不適用。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:本發(fā)明的目的是提供一種屏蔽電機(jī)定子線圈中頻釬焊方法，避免釬焊完成后，接頭存在變形量過大、母材熔化、內(nèi)部氣孔、裂紋、未熔化釬料及表面不連續(xù)超標(biāo)等缺陷，導(dǎo)致接頭質(zhì)量不合格的問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0005](I)采用中頻感應(yīng)釬焊方法焊接屏蔽電機(jī)定子線圈接頭，中頻感應(yīng)釬焊是依靠工件在中頻交流電的交變磁場中產(chǎn)生感應(yīng)電流的電阻熱來加熱的釬焊方法，具有加熱速度快，均勻且效率高的特點(diǎn)；
[0006]( 2 )根據(jù)接頭具體結(jié)構(gòu)形式及尺寸，設(shè)計(jì)專用中頻感應(yīng)釬焊感應(yīng)圈，該專用感應(yīng)線圈采用純銅管彎制而成，純銅管截面成正方形，表面涂有防止感應(yīng)線圈燒損的氧化鋁涂層，銅管彎制尺寸以具體釬焊接頭尺寸為基礎(chǔ)，彎制形式為三面同時加熱形式，專用感應(yīng)線圈可將接頭包覆在專用感應(yīng)線圈內(nèi)部，接頭外圍進(jìn)行整體并均勻的加熱，對于位于釬焊面相垂直方向無法夾持固定的接頭，可在感應(yīng)線圈設(shè)計(jì)上增加夾持功能，以保證釬焊面最大限度貼合；
[0007](3)釬焊參數(shù):根據(jù)接頭具體結(jié)構(gòu)尺寸，選用匹配的加熱功率與加熱時間，以達(dá)到最佳加熱效果，獲得最理想的填充條件；
[0008](4)型號為:AP1000的屏蔽電機(jī)定子線圈采用無氧銅材料(UNS-C10200&C11000)，選用最佳銅磷銀(AWS A5.8/A5.8M BCUP-5)釬焊材料，結(jié)合接頭釬焊質(zhì)量要求，選擇預(yù)置釬片及棒狀釬料兩種形式的填充材料，預(yù)置釬片厚度0.254_，長寬尺寸與具體釬焊接頭尺寸一致，棒狀釬料在預(yù)置焊片開始熔化時填至外露邊縫，直至形成平滑外形；
[0009](5)釬焊方法:1)采用中頻釬焊；2)準(zhǔn)備預(yù)置釬片:預(yù)置釬片厚度0.254mm，根據(jù)接頭具體尺寸裁剪釬片，預(yù)置前對焊片外表面進(jìn)行徹底清理；3)接頭裝配:將釬片放置于釬縫處，對準(zhǔn)備焊接的工件位置進(jìn)行微調(diào)，確保對正，然后利用輔助工具將工件固定夾緊，最大限度做到釬縫內(nèi)表面無間隙，操作者根據(jù)圖紙規(guī)定放置手持式專用感應(yīng)線圈，把持穩(wěn)定；4)采用中頻感應(yīng)釬焊設(shè)備(EFD MINAC18/25)進(jìn)行加熱，屏蔽電機(jī)中共涉及八種定子線圈接頭，每種接頭均采用不同的加熱功率及加熱時間，加熱功率基本控制在75%?85%，加熱時間從25s至IlOs ;預(yù)置金屬開始熔化時，操作者進(jìn)行表面填料，當(dāng)觀察到釬焊合金填滿外露邊縫，形成平滑外形時停止加熱，接頭在空氣中冷卻到室溫；5)焊后檢查:焊后對釬縫質(zhì)量進(jìn)行檢查，利用五倍放大鏡對釬縫接頭外表面進(jìn)行檢查，不應(yīng)存在裂紋、母材熔化、未熔化釬料及表面不連續(xù)超標(biāo)等缺陷，釬焊評定件還應(yīng)進(jìn)行解剖以檢查內(nèi)部氣孔缺陷。[0010]本發(fā)明以中頻感應(yīng)釬焊方法替代傳統(tǒng)火焰釬焊加熱方法對定子線圈進(jìn)行釬焊，配以專用感應(yīng)線圈、填料方式及釬焊工藝參數(shù)，對傳統(tǒng)火焰釬焊方法易產(chǎn)生的母材加熱不均及應(yīng)力變形等問題進(jìn)行優(yōu)化:首先，采用中頻感應(yīng)釬焊方法進(jìn)行定子線圈釬焊，加熱速度快且溫度易于觀察控制，避免了傳統(tǒng)火焰釬焊易產(chǎn)生的母材過熱甚至熔化問題；其次，本中頻感應(yīng)釬焊采用專用感應(yīng)線圈對工件進(jìn)行加熱，該感應(yīng)線圈利用矩形截面銅管，根據(jù)接頭具體尺寸，彎制成三面包裹釬焊接頭的形式，可多方位同時對釬焊接頭加熱，避免了傳統(tǒng)火焰釬焊只能局部加熱導(dǎo)致釬焊接頭受熱不均，易產(chǎn)生應(yīng)力變形，影響釬縫質(zhì)量及整體裝配尺寸；最后，采用預(yù)置釬片與棒狀釬料配合填充的方式，在接頭配合面預(yù)先放置25.4_釬片，并以適用的功率進(jìn)行加熱，配以最佳加熱時間，對采用傳統(tǒng)火焰加熱方法易產(chǎn)生接頭內(nèi)部釬料填充量不足以致氣孔缺陷的問題進(jìn)行控制。該種工藝方法在釬焊評定件上已獲得驗(yàn)證，經(jīng)證實(shí)，采用中頻感應(yīng)釬焊配以專用感應(yīng)線圈對定子線圈進(jìn)行釬焊的新工藝方法，不但加熱溫度易于控制且工件受熱均勻，與火焰加熱相比，焊后接頭變形量控制方面具有顯著提升，加之對評定件進(jìn)行剖切后觀察釬縫內(nèi)部質(zhì)量，也證實(shí)采用預(yù)置釬片配合棒狀釬料的填充方式，可有效抑制接頭結(jié)合面氣孔缺陷的產(chǎn)生。此種新工藝方法已在產(chǎn)品件中得到應(yīng)用，釬縫質(zhì)量良好，達(dá)到預(yù)期要求。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0011]圖1為屏蔽電機(jī)#1接頭專用感應(yīng)線圈示意圖
[0012]圖2為屏蔽電機(jī)#2接頭專用感應(yīng)線圈示意圖
【具體實(shí)施方式】:
[0013]具體實(shí)施方案如下:
[0014](I)采用中頻感應(yīng)釬焊方法焊接屏蔽電機(jī)定子線圈接頭，中頻感應(yīng)釬焊是依靠工件在中頻交流電的交變磁場中產(chǎn)生感應(yīng)電流的電阻熱來加熱的釬焊方法，具有加熱速度快，均勻且效率高的特點(diǎn)；
[0015](2)根據(jù)接頭具體結(jié)構(gòu)形式及尺寸，設(shè)計(jì)專用中頻感應(yīng)釬焊感應(yīng)圈，該專用感應(yīng)線圈采用純銅管彎制而成，純銅管截面成正方形，表面涂有防止感應(yīng)線圈燒損的氧化鋁涂層，銅管彎制尺寸以具體釬焊接頭尺寸為基礎(chǔ)，彎制形式如圖1所示，該設(shè)計(jì)承三面同時加熱形式，專用感應(yīng)線圈可將接頭包覆在專用感應(yīng)線圈內(nèi)部，接頭外圍進(jìn)行整體并均勻的加熱，對于位于釬焊面相垂直方向無法夾持固定的接頭，可在感應(yīng)線圈設(shè)計(jì)上增加夾持功能，如圖2所示，以保證釬焊面最大限度貼合；
[0016](3)釬焊參數(shù):根據(jù)接頭具體結(jié)構(gòu)尺寸，選用匹配的加熱功率與加熱時間，以達(dá)到最佳加熱效果，獲得最理想的填充條件；
[0017](4)型號為:AP1000的屏蔽電機(jī)定子線圈采用無氧銅材料(UNS-C10200&C11000)，選用最佳銅磷銀(AWS A5.8/A5.8M BCUP-5)釬焊材料，結(jié)合接頭釬焊質(zhì)量要求，選擇預(yù)置釬片及棒狀釬料兩種形式的填充材料，預(yù)置釬片厚度0.254_，長寬尺寸與具體釬焊接頭尺寸一致，棒狀釬料在預(yù)置焊片開始熔化時填至外露邊縫，直至形成平滑外形；
[0018](5)釬焊方法:1)采用中頻釬焊；2)準(zhǔn)備預(yù)置釬片:預(yù)置釬片厚度0.254_，根據(jù)接頭具體尺寸裁剪釬片，預(yù)置前對焊片外表面進(jìn)行徹底清理；3)接頭裝配:將釬片放置于釬縫處，對準(zhǔn)備焊接的工件位置進(jìn)行微調(diào)，確保對正，然后利用輔助工具將工件固定夾緊，最大限度做到釬縫內(nèi)表面無間隙，操作者根據(jù)圖紙規(guī)定放置手持式專用感應(yīng)線圈，把持穩(wěn)定；4)采用中頻感應(yīng)釬焊設(shè)備(EFD MINAC18/25)進(jìn)行加熱，屏蔽電機(jī)中共涉及八種定子線圈接頭，每種接頭均采用不同的加熱功率及加熱時間，加熱功率基本控制在75%?85%，加熱時間從25s至IlOs ;預(yù)置金屬開始熔化時，操作者進(jìn)行表面填料，當(dāng)觀察到釬焊合金填滿外露邊縫，形成平滑外形時停止加熱，接頭在空氣中冷卻到室溫；5)焊后檢查:焊后對釬縫質(zhì)量進(jìn)行檢查，利用五倍放大鏡對釬縫接頭外表面進(jìn)行檢查，不應(yīng)存在裂紋、母材熔化、未熔化釬料及表面不連續(xù)超標(biāo)等缺陷，釬焊評定件還應(yīng)進(jìn)行解剖以檢查內(nèi)部氣孔缺陷。
【權(quán)利要求】
1.一種屏蔽電機(jī)定子線圈接頭焊接方法，其特征是: (I)采用中頻感應(yīng)釬焊方法焊接屏蔽電機(jī)定子線圈接頭，中頻感應(yīng)釬焊是依靠工件在中頻交流電的交變磁場中產(chǎn)生感應(yīng)電流的電阻熱來加熱的釬焊方法，具有加熱速度快，均勻且效率高的特點(diǎn)； (2 )根據(jù)接頭具體結(jié)構(gòu)形式及尺寸，設(shè)計(jì)專用中頻感應(yīng)釬焊感應(yīng)圈，該專用感應(yīng)線圈采用純銅管彎制而成，純銅管截面成正方形，表面涂有防止感應(yīng)線圈燒損的氧化鋁涂層，銅管彎制尺寸以具體釬焊接頭尺寸為基礎(chǔ)，彎制形式為三面同時加熱形式，專用感應(yīng)線圈可將接頭包覆在專用感應(yīng)線圈內(nèi)部，接頭外圍進(jìn)行整體并均勻的加熱，對于位于釬焊面相垂直方向無法夾持固定的接頭，可在感應(yīng)線圈設(shè)計(jì)上增加夾持功能，以保證釬焊面最大限度貼合； (3)釬焊參數(shù):根據(jù)接頭具體結(jié)構(gòu)尺寸，選用匹配的加熱功率與加熱時間，以達(dá)到最佳加熱效果，獲得最理想的填充條件； (4)型號為=APlOOO的屏蔽電機(jī)定子線圈采用無氧銅材料(UNS-C10200&C11000)，選用最佳銅磷銀(AWS A5.8/A5.8M BCUP-5)釬焊材料，結(jié)合接頭釬焊質(zhì)量要求，選擇預(yù)置釬片及棒狀釬料兩種形式的填充材料，預(yù)置釬片厚度0.254_，長寬尺寸與具體釬焊接頭尺寸一致，棒狀釬料在預(yù)置焊片開始熔化時填至外露邊縫，直至形成平滑外形； (5)釬焊方法:1)采用中頻釬焊；2)準(zhǔn)備預(yù)置釬片:預(yù)置釬片厚度0.254_，根據(jù)接頭具體尺寸裁剪釬片，預(yù)置前對焊片外表面進(jìn)行徹底清理；3)接頭裝配:將釬片放置于釬縫處，對準(zhǔn)備焊接的工件位置進(jìn)行微調(diào)，確保對正，然后利用輔助工具將工件固定夾緊，最大限度做到釬縫內(nèi)表面無間隙，操作者根據(jù)圖紙規(guī)定放置手持式專用感應(yīng)線圈，把持穩(wěn)定；4)采用中頻感應(yīng)釬焊設(shè)備(EFD MINAC18/25)進(jìn)行加熱，屏蔽電機(jī)中共涉及八種定子線圈接頭，每種接頭均采用不同的加熱功率及加熱時間，加熱功率基本控制在75%?85%，加熱時間從25s至IlOs ;預(yù)置金屬開始熔化時，操作者進(jìn)行表面填料，當(dāng)觀察到釬焊合金填滿外露邊縫，形成平滑外形時停止加熱，接頭在空氣中冷卻到室溫；5)焊后檢查:焊后對釬縫質(zhì)量進(jìn)行檢查，利用五倍放大鏡對釬縫接頭外表面進(jìn)行檢查，不應(yīng)存在裂紋、母材熔化、未熔化釬料及表面不連續(xù)超標(biāo)等缺陷，釬焊評定件還應(yīng)進(jìn)行解剖以檢查內(nèi)部氣孔缺陷。
【文檔編號】B23K1/08GK103909317SQ201410134302
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】李雅范, 劉大為, 李夢啟, 張韻曾, 宋丹, 張晨光, 劉宇 申請人:哈爾濱電氣動力裝備有限公司