一种真空开关管的制作方法

本发明涉及真空开关管，具体涉及一种真空开关管。

背景技术：

1、真空开关管，是中高压电力开关的核心部件，其主要作用是通过管内真空优良的绝缘性使中高压电路切断电源后能迅速熄弧并抑制电流，避免事故和意外的发生。真空断路器作为环保、绿色的电力产品，在电网中得到越来越广泛的应用，而真空开关管为真空断路器的核心元件。

2、真空开关管包括壳体，壳体内布置有配合使用的动触头和静触头，另外，在壳体内壁上还设有罩设于动触头及静触头外侧的屏蔽罩，以形成可靠屏蔽防护。在装配屏蔽罩时，屏蔽罩为金属材质，壳体为陶瓷材质，屏蔽罩与壳体之间通过高温钎焊的方式直接焊接时，由于金属材料与陶瓷材质膨胀系数不一样，钎焊处的焊接应力较大，导致焊接部位易脱落甚至导致瓷壳开裂，容易造成开裂、漏气的现象，装配效率低。

3、现有技术中如图7所示，真空开关管内置的屏蔽罩通过两节瓷壳之间的中封环与瓷壳钎焊固定连接。采用两节瓷壳结构，由于存在两个钎焊面，增加了漏气的风险，另外，两节瓷壳在钎焊时也容易出现不同轴的现象。

4、在现有技术中存在如授权公告号为cn217881304u的实用新型专利，其公开了三个所述瓷筒自上而下依次设置，中部瓷筒(6)顶部和底部均设有中封环（14），屏蔽筒（5）通过中封环（14）与瓷筒(6)钎焊固定。多节瓷筒结构在钎焊时容易出现不同轴的现象，另外钎焊面处容易出现漏气的现象。

技术实现思路

1、本发明提供一种真空开关管，以解决瓷筒壳体与屏蔽罩焊接处应力大导致屏蔽罩脱落或瓷筒壳体开裂漏气的质量问题。

2、为解决上述问题，本发明提供的一种真空开关管采用如下技术方案：

3、包括沿上下方向延伸的瓷筒壳体，其内布置有用于配合使用的动导电杆和静导电杆，两导电杆的相向端分别设有用于接触、开断的导电触头，所述瓷筒壳体内还设有沿上下方向延伸的且用于罩设在两导电触头外的屏蔽罩；

4、所述瓷筒壳体为单节的一体式结构，所述瓷筒壳体的内壁中间处一体设置有环形凸台，环形凸台的上端表面以及内周表面设有金属化钎焊层；

5、所述屏蔽罩上设有抵接在所述环形凸台端面上的限位环台，所述屏蔽罩具有与所述环形凸台的内周面对应的薄壁焊接段，该薄壁焊接段上端与所述限位环台一体邻接，所述屏蔽罩具有与所述薄壁焊接段下端一体邻接的下罩段，所述薄壁焊接段的外周面与所述下罩段的外周面平齐，所述薄壁焊接段的内径尺寸大于所述下罩段的内径尺寸以形成薄壁结构；

6、所述限位环台的台阶面以及薄壁焊接段分别与所述环形凸台上的金属化钎焊层钎焊固定连接。

7、采用上述技术方案，瓷筒壳体为单节结构，避免多节钎焊，且避免多节不同轴的问题，通过瓷筒壳体内壁的环形凸台与限位环台配合定位并通过钎焊固定连接，由于金属材料与陶瓷材料的膨胀系数不一样，环形凸台表面的金属化钎焊层便于实现与屏蔽罩之间的钎焊，避免焊接处应力大导致屏蔽罩脱落或瓷筒壳体开裂漏气的质量问题。

8、进一步地，所述环形凸台的下端面为斜坡面以加强环形凸台的支撑强度。

9、进一步地，所述环形凸台的壁厚与所述环形凸台表面的金属化钎焊层的厚度比为770∶3~770∶4。

10、采用上述技术方案，通过控制环形凸台以及金属化钎焊层的厚度，一方面保证金属化钎焊层在陶瓷材质的环形凸台上的附着强度，另一方面实现陶瓷材质的环形凸台的可焊性。金属化钎焊层的厚度优选30到40微米，此时，金属表面层表面镀镍后与屏蔽罩钎焊强度最佳，小于30微米强度开始降低，大于40微米密封面漏气率会提高。

11、进一步地，所述环形凸台的上端面与瓷筒壳体的内壁之间形成有倒角，所述倒角的表面为非焊接的瓷壳面。

12、采用上述技术方案，通过设置倒角以及倒角处不设金属化钎焊层，一方面保证环形凸台能承受较大的焊接应力，同时避免该处厚度突变，瓷筒壳体产生应力集中形成微裂纹。

13、进一步地，所述金属化钎焊层包括涂膏层以及设于涂膏层表面的金属电镀层，所述金属电镀层的表面为非抛光面。

14、进一步地，所述瓷筒壳体的外表面设有间隔排列的波纹槽，所述瓷筒壳体的外表面与环形凸台相对的部分为平直段。

15、采用上述技术方案，平直段结构设计，提高瓷筒壳体焊接处的结构强度，避免焊接处易开裂。

16、进一步地，所述屏蔽罩的材质为电工纯铁dt2，所述屏蔽罩上下罩段的厚度不小于1mm。

17、进一步地，所述薄壁焊接段的厚度与下罩段的厚度比为6∶10~6∶12，所述薄壁焊接段的长度与环形凸台内周面的直壁长度一致。

18、采用上述技术方案，屏蔽罩采用电工纯铁dt2，硬度较大，高温钎焊时金属材料与陶瓷材料的膨胀系数不一样，钎焊处的焊接应力较大，导致焊接部位易脱落甚至导致瓷壳开裂，所以采用了在屏蔽罩焊接处将材料车薄的设计，解决了焊接处应力大导致屏蔽罩脱落或瓷筒壳体开裂漏气的质量问题。

19、真空开关管早期的屏蔽罩采用无氧铜材料，现采用电工纯铁dt2降低成本，但电工纯铁dt2相对无氧铜的硬度和强度较大，采用车薄处理形成薄壁焊接段，达到缓解应力、降低漏气风险的目的。

20、进一步地，所述动导电杆上套放有密封设于瓷筒壳体端部的动端盖，所述静导电杆上套放有密封设于瓷筒壳体端部的静端盖。

21、进一步地，所述瓷筒壳体与屏蔽罩通过钎焊固定连接，所述瓷筒壳体内壁的环形凸台表面做金属化处理形成金属化钎焊层，所述屏蔽罩上与环形凸台相对的直壁部分经过车薄形成薄壁焊接段。

22、真空开关管放入真空钎焊炉内进行一次封排钎焊时实现所述瓷筒壳体与屏蔽罩之间的钎焊固定连接，其中，通过真空钎焊炉进行高温钎焊时，炉内温度达到650℃后保温60min再继续升温，使得炉内温度更加均匀，待炉内温度上升至770℃后保温30min再继续升温，升温至830℃后保温20min至焊料完全熔化，随后自然降温至500℃，待温度降低至500℃时充入高纯氮气快速降温，待温度降低至不高于60℃时出炉即可。

23、进一步地，真空开关管通过真空钎焊炉进行钎焊时，真空钎焊炉内的真空度不低于3×10-3pa。

24、本发明所提供的一种真空开关管的有益效果是：瓷筒壳体为单节结构，避免多节钎焊，且避免多节不同轴的问题，通过瓷筒壳体内壁的环形凸台与限位环台配合定位并通过钎焊固定连接，由于金属材料与陶瓷材料的膨胀系数不一样，环形凸台表面的金属化钎焊层便于实现与屏蔽罩之间实现钎焊，且采用了在屏蔽罩焊接处将材料车薄的设计，解决了焊接处应力大导致瓷筒壳体与屏蔽罩焊接处脱落或瓷筒壳体焊接处开裂漏气的质量问题。

技术特征：

1.一种真空开关管，包括沿上下方向延伸的瓷筒壳体（1），其内布置有用于配合使用的动导电杆（4）和静导电杆（5），两导电杆的相向端分别设有用于接触、开断的导电触头，所述瓷筒壳体（1）内还设有沿上下方向延伸的且罩设在两导电触头外的屏蔽罩（6）；

2.根据权利要求1所述的一种真空开关管，其特征在于，所述环形凸台（13）的下端面为斜坡面。

3.根据权利要求2所述的一种真空开关管，其特征在于，所述环形凸台（13）的壁厚与所述环形凸台（13）表面的金属化钎焊层（15）的厚度比为770∶3~770∶4。

4.根据权利要求3所述的一种真空开关管，其特征在于，所述环形凸台（13）的上端面与瓷筒壳体（1）的内壁之间形成有倒角（131），所述倒角（131）的表面为瓷壳面。

5.根据权利要求3所述的一种真空开关管，其特征在于，所述金属化钎焊层（15）包括涂膏层以及设于涂膏层表面的金属电镀层，所述金属电镀层的表面为非抛光面。

6.根据权利要求2所述的一种真空开关管，其特征在于，所述瓷筒壳体（1）的外表面设有间隔排列的波纹槽（11），所述瓷筒壳体（1）的外表面与环形凸台（13）相对的部分为平直段（12）。

7.根据权利要求1所述的一种真空开关管，其特征在于，所述屏蔽罩（6）的材质为电工纯铁dt2，所述屏蔽罩（6）上下罩段（63）的厚度不小于1mm。

8.根据权利要求7所述的一种真空开关管，其特征在于，所述薄壁焊接段（62）的厚度与下罩段（63）的厚度比为6∶10~6∶12，所述薄壁焊接段（62）的长度与环形凸台（13）内周面的直壁长度一致。

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种真空开关管，其特征在于，所述瓷筒壳体（1）与屏蔽罩（6）之间通过真空钎焊炉钎焊固定连接，所述瓷筒壳体（1）内壁的环形凸台（13）表面做金属化处理形成金属化钎焊层（15），所述屏蔽罩（6）上与环形凸台（13）相对的直壁部分经过车薄后形成薄壁焊接段（62）；

10.根据权利要求9所述的一种真空开关管，其特征在于，真空开关管通过真空钎焊炉进行钎焊时，真空钎焊炉内的真空度不低于3×10-3pa。

技术总结
本发明涉及真空开关管技术领域，具体涉及一种真空开关管，包括瓷筒壳体、屏蔽罩，瓷筒壳体为单节的一体式结构，瓷筒壳体的内壁中间处设有环形凸台，环形凸台的表面设有金属化钎焊层，屏蔽罩上设有与环形凸台抵接的限位环台，屏蔽罩上设有薄壁焊接段，限位环台的阶面以及薄壁焊接段分别与环形凸台表面上的金属化钎焊层通过钎焊固定连接。本发明瓷筒壳体为单节结构，避免多节钎焊，通过瓷筒壳体内壁的环形凸台与限位环台配合定位并通过钎焊固定连接，环形凸台表面的金属化钎焊层便于实现与屏蔽罩之间的钎焊，避免焊接处应力大导致屏蔽罩脱落或瓷筒壳体开裂漏气的质量问题。

技术研发人员：张雍,柳泽农,李志勇,黄稳
受保护的技术使用者：武汉飞特电气有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15