[发明专利]一种汽轮发电机大截面铜股线的锡焊质量控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽轮发电机大截面铜股线的锡焊质量控制方法，属于汽轮发电机技术领域。

背景技术

汽轮发电机上下层线棒的端部连接，是发电机制造过程中的重要环节，通常有多股线逐根焊接、铜板两侧同时与上下层线圈焊接、上下层线圈接头平面机械连接或焊接等形式。连接处电流大、振动工况复杂等特点对连接结构的可靠性提出了极高要求。从降低制造成本、简化制造工序、满足接头承受电流载荷能力等方面考虑，使用铜股线组合成大截面锡焊接头成为一种高效的连接解决方案。因此对该锡焊接头的质量控制便成为该定子嵌线工序的关键所在。

现有的锡焊技术未从工艺质量控制细节深入系统研究，仅对涉及工序有简单描述，造成工艺的质量波动较大，一旦发生问题，难以形成快速有效的解决办法，往往需要多方面综合改进，生产成本难以控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能提高多股线大截面接头锡焊合格率、降低锡焊过程中工艺风险的汽轮发电机大截面铜股线的锡焊质量控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种汽轮发电机大截面铜股线的锡焊质量控制方法，锡焊时，上层线棒和下层线棒通过铜股线连接，铜股线通过堆叠形成大截面股线束；定子线圈接头及导电排夹紧铜股线束；在铜股线束内部及铜股线束与定子线圈接头、导电排的界面处采用锡焊焊合成一体，且锡焊过程使用感应线圈加热，其特征在于：该方法由以下5个步骤组成：

步骤1：单根铜股线除保证材料的化学成份满足Cu与Ag的含量之和不小于99.95％外，其截面的宽边应具有弧度，厚度最大位置位于宽边中点，宽边中点处厚度比线规厚度大0.01～0.04mm；

步骤2：铜线落料后清理表面氧化皮至露出铜材本身金属光泽，清理完成后对铜股线搪锡，锡料可使用与锡焊料相同成份的铸造锡块；搪锡炉温度控制在300±10℃，搪锡时将铜股线水平夹持并轻微晃动防止表面产生气泡聚集；同时，定子线圈钎焊面镀银，导电排整体搪锡，定子线圈钎焊面镀银和导电排搪锡工艺均与铜股线搪锡工艺相同；

步骤3：装配接头时，铜股线束端部的位置低于导电排的上表面至少3mm，同时铜股线束端部位置应高于定子线圈接头表面3mm以上；紧固后，要求定子线圈接头、导电排、铜股线束之间的所有间隙均小于0.13mm；铜股线均在宽边中点处顶紧，锡焊间隙保证在0.02～0.08mm，锡焊间隙主要靠控制铜股线拉制形状保证，如达不到要求，需更换另一批次铜股线；

步骤4：将感应线圈从装配好的接头上部插入，感应线圈导磁体数量多的一侧置于定子线圈接头一侧，感应线圈导磁体数量少的一侧置于导电排一侧；设置焊机输出功率，以能将接头在3.5～4min达到锡焊温度，且接头所有位置温差不超过50℃为准；加热过程分3段，除第一段由室温加热至锡焊温度过程，其余两段均以钎料呈半凝固状态开始，以钎料呈完全液态结束，三次加热后完成焊接；锡焊过程中，熔化的锡料沿铜股线间的小孔渗下，由铜股线两侧向中心渗入填充铜股线间间隙。

步骤5：对锡焊接头进行超声波探伤，以定子线圈接头的上下边缘为基准，在L＝32mm的宽度内将除中间水管以外的部分分层四排，每排各测5个点，入射的超声波透过定子线圈接头、铜股线束、导电排后由在导电排外侧的同水平位置探头接收，如锡焊处钎合良好，则超声波波形在声程为接头厚度的位置有明显的透射波峰显示。

优选地，所述步骤2中铜股线锡焊层厚度大于10μm。

优选地，所述步骤2中定子线圈钎焊面镀银层厚度大于10μm。

本发明提供的一种方法克服了现有技术的不足，能很好地控制汽轮发电机大截面铜股线焊接工艺的波动性，大幅提高锡焊合格率，极大地节省制造成本。

附图说明

图1为汽轮发电机端部上下层线圈连接示意图；

图2为锡焊接头装配示意图；

图3为感应线圈加热锡焊接头示意图；

图4为铜股线截面形状要求示意图；

图5为铜股线堆叠后间隙情况示意图；

图6为图5中局部放大图；

图7为钎料加热后填充股线间隙方式示意图；

图8为锡焊接头探伤位置示意图；

图9为锡焊接头探伤合格波形示意图；

附图标记说明

1-上层线棒；2-下层线棒；3-铜股线；4-定子线圈接头；5-铜股线束；6-导电排；7-感应线圈。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。