专利名称：铜铝复合型导电杆的制备方法
技术领域：
本发明属于异种金属焊接技术范围，特别涉及一种铜铝复合型导电杆的制备方法。
背景技术：
10KV以上电压等级的断路器、组合电器(GIS)等高压电器中，用于元件之间连接、传导电流的导体，称为导电杆。导电杆通过的电流为400～4000A，通常由紫铜棒或紫铜管制成。传统导电杆用材紫铜棒或紫铜管，重量较重，价格高，导致设备制造成本增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种铜铝复合型导电杆的制备方法。其特征在于所述导电杆由导电端和接触端两部分组成，接触端为纯铜和导电端为铝或铝合金，两部分采用摩擦焊的方法复合而成。制造工艺如下1)纯铜退火处理加热温度630～650℃，保温时间按照半径尺寸5～8分钟/cm确定，然后采用冷水快速冷却。
2)纯铜与铝棒或铝管的低温摩擦焊焊接工艺焊机转速280～560rpm；铝件装在焊接模套中，露出模1～2mm；摩擦压力1.5～3.5MPa，摩擦时间4～10S，顶锻压力2.8～8MPa，顶锻时间0S，工件进给速度1.8～3.5mm/S。
铜、铝结合面粗糙度1.6以下，焊前表面用乙醚清洁处理。
3)机械加工去除飞边，加工成型。
4)接触端镀银处理接触端铜圆周及端部镀银处理，厚度20～50μm；非对称结构的导电杆锥部、端面及螺纹镀银处理，厚度20～50μm。
本发明的有益效果是该产品由导电端和接触端两部分组成。接触端采用导电性能良好、熔点较高、热稳定性能优良、硬度及耐磨性能较高的工业纯铜——紫铜棒，具备一定耐弧烧损的能力，可与触指元件实现可动接触；导电端一般不与其它元件可动接触，采用电阻率稍大、而密度小、价格低廉的铝或合金铝制造。
铝的比重仅为铜的1/3，价格为铜的40-50％，有利于降低成本，减轻设备重量，主要通过加大导电端管部位的壁厚，一般不必加大外径尺寸，可使制作的导电杆的导电性能达到纯铜导电杆水平。
图1为有过渡端管式导电杆的结构示意图。
图2为棒式无过渡端导电杆的结构示意图。
图3为棒式有过渡端导电杆的结构示意图。
图4为台阶过渡端管式导电杆的结构示意图。
图5为非对称管式导电杆的结构示意图。
图6为非对称实心棒式导电杆的结构示意图。
具体实施例方式
本发明提供一种铜铝复合型导电杆的制备方法。在图1、图2、图3、图5和图6所示的平面或圆锥面的焊接面结构适合采用摩擦焊的方法复合，图4所示的台阶式焊接面适合采用氩弧焊接方式连接；导电杆的两端头接触部位为铜和非接触部位为铝或铝合金；制造工艺如下1)纯铜退火处理加热温度630-650℃，保温时间按照半径尺寸大小确定，5-8分钟/cm，然后采用冷水快速冷却。
2)纯铜与铝棒或铝管的低温摩擦焊焊接工艺焊机转速280～560rpm；铝件装在焊接模套中，露出模1～2mm；摩擦压力1.5～3.5MPa，摩擦时间4～10S，顶锻压力2.8～8MPa，顶锻时间0S，工件进给速度1.8～3.5mm/S；铜、铝结合面粗糙度1.6以下，焊前表面用乙醚清洁处理；3)机械加工去除飞边，加工成型；
4)接触端镀银处理接触端铜圆周及端部镀银处理，厚度20～50μm；非对称结构的导电杆锥部、端面及螺纹镀银处理，厚度20～50μm。
下面例举适合采用摩擦焊的方法复合的平面或圆锥面的焊接面结构如图1所示为有过渡端管式导电杆的结构示意图。在图中，两端为接触端1，中部为管式导电端3，接触端1和导电端3之间为过渡端2，其导电端3和过渡端2的接触面4为平面，接触端1和过渡端2的接触面为圆锥面5。
图2所示为棒式无过渡端导电杆的结构示意图，在棒式导电端3与接触端1之间的接触面为圆锥面5。
图3所示为棒式有过渡段导电杆的结构示意图，与图2不同是在接触段1和导电段3之间加过渡段2。
图5所示为非对称管式导电杆的结构示意图。一端为接触端1，另一端为管式导电端3，在非对称结构的导电杆铝端制作螺纹或锥体等结构。
图6为非对称实心棒式导电杆的结构示意图。一端为接触端1，另一端为棒式导电端3，根据需要可在导电端加工制作密封槽7，或在非对称结构的导电杆铝端制作螺纹8或锥体等结构。
图4所示的台阶式焊接面适合采用氩弧焊接方式连接，所示的台阶过渡端管式导电杆结构与图1相似，其不同之处是过渡端2的台阶插入导电端3内，形成台阶接触面6，通过氩弧焊接方式连接在一起。
权利要求
1.一种铜铝复合型导电杆的制备方法，其特征在于所述导电杆由导电端和接触端两部分组成，两部分采用摩擦焊的方法复合而成，制造工艺如下1)纯铜退火处理加热温度630～650℃，保温时间按照半径尺寸大小确定，5～8分钟/cm，然后采用冷水快速冷却；2)纯铜与铝棒或铝管的低温摩擦焊焊接工艺焊机转速280～560rpm；铝件装在焊接模套中，露出模1～2mm；摩擦压力1.5～3.5MPa，摩擦时间4～10S，顶锻压力2.8～8MPa，顶锻时间0S，工件进给速度1.8～3.5mm/S；铜、铝结合面粗糙度1.6以下，焊前表面用乙醚清洁处理；3)机械加工去除飞边，加工成型；或在导电杆外圆加工制作密封槽；将非对称结构的导电杆铝端制作成螺纹或锥体结构，用于与触指或其它导电元件联结；4)接触端镀银处理接触端铜圆周及端部镀银处理，厚度20～50μm；非对称结构的导电杆锥部、端面及螺纹镀银处理，厚度20～50μm。
2.根据权利要求1所述铜铝复合型导电杆的制备方法，其特征在于所述接触端为铜和导电端为铝或铝合金。
全文摘要
本发明公开了属于有色金属焊接技术范围的一种铜铝复合型导电杆的制备方法。导电杆结构由导电端和接触端两部分组成，两部分采用摩擦焊的方法复合而成，然后机械加工去除飞边，加工成型，接触端镀银处理。本发明接触端采用导电性能良好、熔点较高、热稳定性能优良、硬度及耐磨性能较高的工业纯铜——紫铜棒，具备一定耐弧烧损的能力，可与触指元件实现可动接触；导电端一般不与其它元件可动接触，采用电阻率稍大、而密度小、价格低廉的铝或合金铝制造。铝的比重仅为铜的1/3，价格为铜的40－50％，有利于大大降低成本，减轻设备重量，主要通过加大导电端管部位的壁厚，一般不必加大外径尺寸，可使制作的导电杆的导电性能达到纯铜导电杆水平。
文档编号H01H69/00GK1835165SQ20061005872
公开日2006年9月20日 申请日期2006年3月3日 优先权日2006年3月3日
发明者段沛林, 孙再滨, 孙芸, 宋华 申请人:段沛林