专利名称：镍铬合金带与紫铜板的焊接方法及其工装夹具的制作方法
技术领域：
本发明属金属焊接范畴公知的镍铬合金带与紫铜板的焊接通常采用氧-乙炔焊接方法，现也采用氩弧焊接，如法国ALSTHOM(阿尔斯通)公司在电力机车制动电阻带(镍铬合金带)与紫铜接头的连接上就采用氩弧焊接，株洲电力机车研究所在制动电阻带(镍铬合金带)与紫铜接头的连接上先采用电阻带与镍铬合金材料的接头进行氩弧焊接，然后用螺栓连接接头和紫铜母线。由于铜和镍铬合金之间的物理性能和电化性能存在较大差异，焊接难度大，熔合质量不易保证，采用氧-乙炔焊接，由于受热面大，易产生过烧，使镍铬合金带材质发生变化，导致焊接处脆化裂缝，且紫铜在氧-乙炔焊接环境中，表面易形成铜锈Cu(OH)2，CuCO3，影响导电性能;采用公知的氩弧焊接虽可避免铜锈的产生及较小发生过烧，但ALSTHOM公司为了使紫铜和镍铬合金较好地熔合，在两种母材之间增加铜镍合金片作为过渡焊接材料，株洲电力机车研究所则增加了过渡用镍铬合金接头，而接头和紫铜母线之间采用易导致接触面因接触电阻较大而过热的螺栓连接，影响电阻带的电气性能。
本发明的目的是提供一种经济、工艺简单、焊接质量好的镍铬合金带与紫铜板的焊接方法及其工装夹具。
为达到上述目的，本发明在钨极氩弧焊的基础上采用如下工艺方法焊前准备时，把镍铬合金带与紫铜板扁平方向贴紧，使待焊端边对齐或镍铬合金带端边宽出紫铜板端边约1mm，然后用工装夹具夹紧;引焊工序中，对紫铜板引弧加热至400°～600℃;施焊工序中，钨极端电弧主要集中在紫铜板上，只用弧的边缘熔化镍铬合金带端边，焊接工艺参数为焊接电流40～150A，焊接速度50～100cm/min，钨极直径1～3mm，钨极端离工作面2～10mm，氩气流量5～30L/min。为了使2种母材牢固地紧贴在一起，尽量减少间隙，特设计由底板和设在底板上包含有螺柱、压紧手柄、压臂座、压臂及平衡臂等的压紧机构构成的工装夹具，螺柱与底板垂直固定，螺柱自下而上套有压臂座及有内螺纹的压紧手柄等部件，压臂座两侧分别固定有压臂和平衡臂。
与公知的镍铬合金带和紫铜板焊接方法比较，采用本发明焊接了200多个产品，焊接处未发现过烧、脆化、裂纹等缺陷，也未出现铜锈，导电率100%符合要求，符合IEC322-70中关于欧姆电阻器的规定，电阻值允许差在+7-5%范围内，且焊接过程中既不需任何焊条、焊剂，也不需要过渡焊接材料，故本发明具有焊接质量好，经济、工艺简单等优点。
下面结合附图详述电力机车制动电阻器的镍铬合金电阻带与紫铜板接头的焊接工艺。
图1镍铬合金电阻带与紫铜板接头焊接工位正视图(兼摘要附图)图2镍铬合金电阻带与紫铜板接头焊接工位俯视图焊前准备把厚0.56mm镍铬合金电阻带[9]的端部和两个厚2mm的弯成直角的紫铜板接头[8]清理干净，清理后的电阻带平置于工装夹具底板[7]上，两个紫铜接头[8]的竖面背靠背贴紧，其底平面与镍铬合金电阻带的端部平面贴紧，两种母材的前端边、左、右端边对齐，也可以电阻带三个端边各宽出约1mm，夹具底板[7]呈梯形和矩形的组合形，底板上固定两根螺柱[2]，螺柱自下而上套有垫圈[6]、压臂座[5]、垫圈[3]、有内螺纹的压紧手柄[4]，压臂座[5]的两侧分别固定有压臂[1]和平衡臂[10]，拧松压紧手柄[4]，压臂座就可以抬高、转动，待工件[8]，[9]按上述要求放好后，压臂[1]的弯端置于紫铜接头水平面上，平衡臂[10]弯端顶住底板[7]，拧紧压紧手柄就可以夹紧待焊工件;引弧工序中，对紫铜接头[8]的水平面引弧加热，温度达450℃左右，然后施焊，钨极端电弧主要集中在紫铜接头的正、左、右端边，只能用弧的边缘燎化电阻带[9]的端边，因电阻带很薄，故易于熔化，此时铜板边缘也形成熔池，等均匀形成焊缝[11]，即完成焊接，焊后工件自然冷却。焊接时，焊炬在作直线移动时，也可适当垂向移动，焊接电流60～80A，焊接速度60～80cm/min，钨极直径1.6mm，氩气流量5～10L/min，钨极端离工作面2～4mm(这与焊接电流大小有关，电流大则距离远)。
随紫铜板和镍铬合金带的厚度的改变，焊接参数也改变，如焊接厚1mm的镍铬合金带和4mm厚紫铜板时，焊接电流550A左右，焊接速度80～100Cm/min，氩气流量20～30L/min，钨极端离工作面4～10mm。
权利要求
1.一种镍铬合金带与紫铜板的焊接方法及其工装夹具，采用钨极氩弧焊，本发明的特征在于焊前准备时把镍铬合金带与紫铜板扁平方向贴紧，使待焊端边对齐或镍铬合金带端边宽出紫铜板端边约1mm，然后用工装夹具夹紧；引焊工序中，对紫铜板引弧加热至400℃～600℃；施焊工序中，钨极端电弧主要集中在紫铜板上，只用弧的边缘熔化镍铬合金带端边，焊接电流为40～150A，焊接速度50～100cm/min，钨极直径1～3mm，钨极端离工作面2～10mm，氩气流量5～30L/min。
2.按权利要求1所述之镍铬合金带与紫铜板的焊接方法及其工装夹具，其工装夹具的特征在于由底板及设在底板上包含有螺柱、压紧手柄、压臂座、压臂及平衡臂等部件的压紧机构构成，螺柱与底板垂直固定，螺柱自下而上套有压臂座及有内螺纹的压紧手柄，压臂座两侧分别固定有压臂和平衡臂。
全文摘要
一种镍铬合金带与紫铜板的焊接方法及其工装夹具，采用钨极氩弧焊接，本发明的特点在于镍铬合金带和紫铜板的待焊端边要对齐或镍铬合金带宽出紫铜板端边约1mm，把两种母材用工装夹具夹紧，先对紫铜板加热至400℃～600℃，施焊时钨极端电弧主要集中在紫铜板上，只用弧的边缘熔化镍铬合金带端边。工装夹具由底板和包含有螺柱、压臂座、压紧手柄、压臂和平衡臂等部件的压紧机构构成。本发明具有焊接质量好，经济、工艺简单等优点。
文档编号B23K9/23GK1089894SQ9311065
公开日1994年7月27日 申请日期1993年4月8日 优先权日1993年4月8日
发明者黄旺福, 文子钧, 周慰农, 江录华, 刘岩 申请人:株洲电力机车配件工业总公司