一种转子焊接工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种转子焊接工艺，包括以下三个阶段：第一阶段为转子焊接预热阶段；第一步，从室温加热到350-370℃，用时1.5-2.5小时；第二步，保温350-370℃，用时1-3.5小时；升温阶段和保温阶段的总时间T满足：3小时≤T≤6小时；第二阶段为焊接感应加热阶段；第一步，将温度从300℃上升到500℃，用时120s；第二步，将温度从500℃上升到550℃，用时40s；第三步，将温度从550℃上升到600℃，用时40s；第四步，将温度从600℃上升到650℃，用时40s；第五步，将温度从650℃上升到680℃，用时30s，且温度一旦达到680℃便停止加热；第三阶段为焊接冷却阶段。本发明转子焊接工艺按给定的“温度-时间特性曲线”进行预热、升温、保温、冷却，确保转子焊接质量，转子满足工艺和使用要求。
【专利说明】一种转子焊接工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种转子焊接工艺，尤其涉及一种转子感应钎焊工艺，属于焊接【技术领域】。
【背景技术】
[0002]铁路2000马力以上大功率交流传动内燃机车配套牵引电机的转子，基本上采用鼠笼式焊接转子，由多根导条、端环、转子冲片组成。导条材料材料为铜铬合同，导条嵌入端环钎焊槽内，形成多个T型接头。
[0003]美国GE公司6000马力XHN5交流大功率铁路机车中，对牵引电机鼠笼转子焊接技术，采用手工氧气-丙烯火焰钎焊，边预热、边加温、边保温、边焊接、边冷却，预热、焊接、冷却的方式，焊接工艺时间和温度都由操作者把控，这受人为因素影响较大，难于控制准确的焊接温度和时间。由于，焊接工艺执行随意性大，转子焊接质量差别大，稳定性差，难以满足转子在电机中高速旋转达600转/分钟以上的要求。
[0004]目前，为了保证转子焊接质量的一致性，以及转子在电机中高速旋转的可靠性，采用感应钎焊技术，需要设计感应钎焊工艺，才能形成良好的T型钎焊接头。
[0005]现有感应钎焊工艺的技术难点是:转子钎焊工艺温度-时间特性曲线设计。预热以及预热工艺温度-时间曲线是否合理，将直接影响转子装配应力和焊接残余应力的大小；焊接工艺温度-时间曲线设计是否合理，将直接影响焊接接头的强度及可靠性质量；冷却工艺温度-时间曲线设计是否合理，将直接影响焊接残余应力和清理残留焊渣。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于:提供一种转子焊接工艺，制定出定量的焊接工艺温度-时间特性曲线，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。
[0007]本发明目的通过下述技术方案来实现:一种转子焊接工艺，包括以下工艺步骤:
[0008]一、转子焊接预热阶段；
[0009]I)、升温:将装配好的转子和夹具放入烘炉中烘烤，温度从室温上升到350-370°C，用时 1.5-2.5 小时；
[0010]2)、保温:温度保持在350_370°C，用时1-3.5小时；且升温阶段和保温阶段的总时间T满足:3小时≤T≤6小时；
[0011]3)、运输:转子从烘炉中出炉后，直接搬运到焊接工作平台，运输途中使用红外线高温计测转子铁芯的温度并做好记录；转子出炉到感应焊接之间的时间控制在IOmin内；
[0012]二、焊接感应加热阶段；
[0013]将预热阶段预热好的转子的两根相邻导条之间平放一片厚度2.5mm、宽度13mm、长度30_银焊片，共60片，调整焊片的位置使其位于端环焊逢的中间；通过以下步骤对端环进行感应加热:
[0014]第一步，将温度从300°C上升到500°C，用时120s ；[0015]第二步，将温度从500°C上升到550°C，用时40s ；
[0016]第三步，将温度从550°C上升到600°C，用时40s ；
[0017]第四步，将温度从600°C上升到650°C，用时40s ；
[0018]第五步，将温度从650°C上升到680°C，用时30s，并且温度一旦达到680°C便停止加热，进入冷却阶段；
[0019]三、焊接冷却阶段；
[0020]停止焊接感应加热后，用红外线测温仪测得端环温度小于350°C时，将转子用吊车调离焊接平台，将焊完的一端完全浸没水槽中进行水冷，入水温度280-300°C，入水深度在铁芯端面5_内，入水时间10-20s，将水冷后的转子吊离水面，空冷至室温；然后，将转子翻
转，焊接另一端。
[0021]作为一种优选方式，焊前准备如下:
[0022]I).导条、端环的清洁，将导条和端环放入硝酸溶液中进行清洗；
[0023]2).薄焊片与端环组装:把0.2mm厚银焊片剪切成端环凹槽适当大小，剪切120片，用刷子对两个端环内部凹槽涂抹适量的焊剂，在每个凹槽内放入一片剪好的0.2mm厚的银焊片，并使其平铺在凹槽的底部，当放完银焊片后再在端环凹槽内均匀涂抹适量的焊剂；
[0024]3).第一次端环套装:将安装平台焊接工装配合面用酒精擦洗干净，并用液压油润滑焊接工装的内部导向柱；将焊接工装中心孔带螺纹的下底板平放平台上，然后将隔热板和云母片安装于底板上，并调整隔热板和云母片的位置，使其位于中央，套入端环后将铁心缓慢地安放在底板上；
[0025]4).导条装配:将酸洗后的转子导条自然插入转子铁心槽和端环凹槽，并使所有的导条高度保持一致；
[0026]5).第二次端环套装:将另一端环的凹槽朝下，并对准导条的上端安装于导条上，安装到位后使用木榔头轻轻敲击上端端环，依次安装云母片和隔热板，用吊环将上底座安装于铁心的上端，并将拉紧螺栓安装到位后拧紧，拧紧后的转子立放于指定位置等待焊接。
[0027]作为进一步优选方式，银焊片在熔化过程中，及时用银焊条来补偿焊缝，当焊片焊料完全融化并完全补偿，且焊料平稳的状态下，肉眼检查焊接质量，确认焊接无虚焊、气孔、裂纹。
[0028]与现有技术相比，本发明的有益效果:本发明转子焊接工艺按给定的“温度-时间特性曲线”进行预热、升温、保温、冷却后，确保转子焊接质量，该转子通过实物破坏性工艺验证，转子焊接接头强度、装配应力、布氏硬度以及焊缝失效比例等都达到了验证标准。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是本发明实施例1中感应焊接工艺温度时间控制图。
【具体实施方式】
[0030]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。[0031]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。
[0032]实施例:
[0033]HXN5交流牵引电机转子端环-导条感应钎焊焊接工艺如下:
[0034]一、焊接设备
[0035]设备名称:SINAC200感应加热设备。
[0036]其主要技术参数:
[0037]1、主电源变频器输出
[0038]
【权利要求】
1.一种转子焊接工艺，其特征在于:包括以下工艺步骤: 一、转子焊接预热阶段； 1)、升温:将装配好的转子和夹具放入烘炉中烘烤，温度从室温上升到350-370°C，用时1.5-2.5小时； 2)、保温:温度保持在350-370°C，用时1-3.5小时；且升温阶段和保温阶段的总时间T满足:3小时≤T≤6小时； 3)、运输:转子从烘炉中出炉后，直接搬运到焊接工作平台，运输途中使用红外线高温计测转子铁芯的温度并做好记录；转子出炉到感应焊接之间的时间控制在IOmin内； 二、焊接感应加热阶段； 将预热阶段预热好的转子的两根相邻导条之间平放一片厚度2.5mm、宽度13mm、长度30mm银焊片，共60片，调整焊片的位置使其位于端环焊逢的中间；通过以下步骤对端环进行感应加热: 第一步，将温度从300°C上升到500°C，用时120s ； 第二步，将温度从500°C上升到550°C，用时40s ； 第三步，将温度从550°C上升到600°C，用时40s ； 第四步，将温度从600°C上升到650°C，用时40s ； 第五步，将温度从650°C上升到680°C，用时30s，并且温度一旦达到680°C便停止加热，进入冷却阶段； 三、焊接冷却阶段； 停止焊接感应加热后，用红外线测温仪测得端环温度小于350°C时，将转子用吊车调离焊接平台，将焊完的一端完全浸没水槽中进行水冷，入水温度280-300°C，入水深度在铁芯端面5mm内，入水时间10-20s,将水冷后的转子吊离水面，空冷至室温；然后,将转子翻转，焊接另一端。
2.如权利要求1所述的转子焊接工艺，其特征在于:焊前准备如下: 0.导条、端环的清洁，将导条和端环放入硝酸溶液中进行清洗； 2).薄焊片与端环组装:把0.2mm厚银焊片剪切成端环凹槽适当大小，剪切120片，用刷子对两个端环内部凹槽涂抹适量的焊剂，在每个凹槽内放入一片剪好的0.2mm厚的银焊片，并使其平铺在凹槽的底部，当放完银焊片后再在端环凹槽内均匀涂抹适量的焊剂； 3).第一次端环套装:将安装平台焊接工装配合面用酒精擦洗干净，并用液压油润滑焊接工装的内部导向柱；将焊接工装中心孔带螺纹的下底板平放平台上，然后将隔热板和云母片安装于底板上，并调整隔热板和云母片的位置，使其位于中央，套入端环后将铁心缓慢地安放在底板上； 4).导条装配:将酸洗后的转子导条自然插入转子铁心槽和端环凹槽，并使所有的导条高度保持一致； 5).第二次端环套装:将另一端环的凹槽朝下，并对准导条的上端安装于导条上，安装到位后使用木榔头轻轻敲击上端端环，依次安装云母片和隔热板，用吊环将上底座安装于铁心的上端，并将拉紧螺栓安装到位后拧紧，拧紧后的转子立放于指定位置等待焊接。
3.如权利要求1或者2中任一所述的转子焊接工艺，其特征在于:银焊片在熔化过程中，及时用银焊条来补偿焊缝，当焊片焊料完全融化并完全补偿，且焊料平稳的状态下，肉眼检查焊接质量，确认焊接无虚焊、气孔 、裂纹。
【文档编号】B23K3/08GK103722266SQ201310750888
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】王锡勇 申请人:南车成都机车车辆有限公司