[发明专利]铜包铝扁线锡焊搭接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜包铝扁线锡焊搭接方法。

背景技术

众所周知，铜具有独特的物理性能和电气性能，是传统的导电材料，也是变压器绕阻的主要原材料。但是，由于世界上铜资源的匮乏和市场价格居高不下，促使电工行业积极寻求代用材料。一般认为铝导线是较好的代用材料。由于铝的资源丰富，其具有价格低廉、重量轻、导电率较高等优点，所以，在20世纪60年代就提出“以铝代铜”，用铝导线作电能传输线，其中包括制作变压器绕组。但是由于铝的强度较低，容易蠕变，绕组长期使用后会产生变形，而且铝的腐蚀性较差，表面极易形成坚固的氧化膜，致使接头难以牢固连接，从而限制了“以铝代铜”的进一步推广。随着双金属复合材料技术的发展，人们利用铜的优良导电性和铝的重量轻的特点，将铜层包覆在铝芯周围，形成具有导电性好、密度小、柔软、耐腐蚀性、价格低廉的铜包铝线，从而发展成为导线的第三种金属材料。现在应用于铜包铝线焊接的主要方法为冷压焊。焊接的主要工艺参数由模具尺寸确定，每种规格的导线对应一种压焊模具。搭接冷压焊时，将工件搭放好后，用钢制制压头加压，压头压入必要深度后反复几次，焊接完成。经过焊接时严重变形的冷压焊接头，其结合界面均呈现复杂的峰谷和犬牙交错的空间形貌，同时接点处漏铝是必不可免的，所以焊接后需人工打磨使接头表面平整并对漏铝处进行电镀。 这种方法不利于变压器缠绕的特征如下：①变压器的缠绕速度非常快而且车间可能多种规格导线同时缠绕，每搭接一种规格的导线就要更换一次模具，操作较为麻烦、费时；②接头处呈现复杂的峰谷和犬牙交错的空间形貌，打磨比较费时费力；③接头处必然漏铝，电镀则增加一道工序；其它的热焊接方式比如气焊等皆不适合铜包铝线的焊接，其原因如下：①纯铝的熔点为660℃，接头处如果温度过高将导致铝融化。②随着温度的升高铜铝界面会产生铜铝化合物，温度超过400℃严重破坏铜铝的结合程度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对铜包铝扁线在变压器应用中长度局限的问题，提供一种操作快捷省时的锡焊搭接方法。

为了解决现有技术存在的问题，本发明采用的技术方案是：

铜包铝扁线锡焊搭接方法，包括如下步骤：

a.将搭接面进行打磨平整，搭接区域长度为搭接母材厚度的15~30倍；

b. 对接时以锡为焊料搭接，焊缝厚度在0.3~1.0mm之间；

c. 将对接两头压紧，加热温度不超过400℃；

d.焊后打磨对接处。

所述的步骤c中加热温度为300℃。

本发明所具有的优点与效果是：

本发明铜包铝扁线锡焊搭接方法在不同规格铜包铝线交替焊接时不需要跟换任何工装夹具，操作简便快捷，所需时间短，有利于提高生产效率。纯锡的熔点在231℃，所以在焊接过程中加热温度控制在300℃左右即可，不会对铜包铝的铜铝结合造成任何影响。

表1为常温下及环境温度75～85℃时本发明锡焊搭接方法焊缝的抗拉强度及延伸率与母材的抗拉强度及延伸率的实验数据。

根据表1可以看出常温下焊缝的抗拉强度不低于母材的抗拉强度；环境温度75～85℃时焊缝抗拉强度不低于母材的90%。

附图说明

图1为本发明铜包铝扁线锡焊搭接方法中对接焊接时的状态示意图。

图2为图1的剖视图。

图中：铜线接头1；铝线接头2；锡焊料3。

具体实施方式

本发明一种铜包铝扁线锡焊搭接方法，其步骤如下：

a.对接前，如图1所示，先用锉刀打磨两线体铜线接头1和铝线接头2的对接面去除氧化膜，使其表面发亮、光滑无毛刺。搭接区域长度为搭接母材厚度的15~30倍。

b.对接时如图2所示，先将铜线接头1和铝线接头2的中间放置足够的锡焊料3，再迅速对接焊接。焊缝厚度控制在0.3~1.0mm之间。

c. 对接过程中铜线接头1和铝线接头2一定要保持平直，对接速度要快，对接两头要压紧、受热均匀，切忌冷热不均，加热温度不超过400℃，本实施例中焊接过程中加热温度控制在300℃左右即可。

d.焊后用锉刀细致打磨对接处，焊接时受热氧化处用砂纸打磨，对接后表面应光滑无毛刺。