一種製造整體式電觸頭的方法
2023-05-23 21:26:41
專利名稱：一種製造整體式電觸頭的方法
技術領域：
本發明屬於焊接技術範圍，特別涉及廣泛應用於各種中、高壓斷路器的一種製造整體式電觸頭的方法。
背景技術：
整體式電觸頭廣泛應用於各種中高壓斷路器中，是各種電力開關的核心部件，目前，一般採用整體液相燒結工藝製造整體式電觸頭。整體式觸頭是由兩種不同材質組成的一種特殊零件，它的頭部是銅鎢合金，用於滅弧，尾部一般是銅合金QCr0.5它的主要作用是具備一定彈性和良好的導電性能，就整體式電觸頭而言，兩種材質結合面的結合強度、電導率是影響整體式電觸頭綜合性能的最關鍵的因素。常用的銀合金或銅合金釺焊的方法，其界面電導率和結合強度均小於母材，焊後銅尾端退火軟化，界面性能成為電觸頭的薄弱環節，在使用中易發熱，開焊脫落；另一種方法為經液相燒結的電觸頭，其界面強度可接近母材強度(銅尾)，電性能達到銅鎢合金水平，但是加工周期長，費料。
發明內容
本發明的目的是提供一種製造整體式電觸頭的方法，其特徵在於本發明是採用摩擦焊接的方式將兩種異種金屬平面緊密接觸，在一定的壓力和轉速下靠金屬間原子擴散而連接起來，其工藝過程為1).銅鎢合金燒結是將預先壓制好的合金坯，在溫度1360℃和氫氣保護下，燒制1.5小時，自然降溫即成。
2).焊前準備接頭設計成大平面接觸，焊件外圓為圓柱形，其平面度、垂直度不大於0.2mm，焊前接頭表面用銼刀或砂紙打磨，去除氧化物，表面經酒精或乙醚清洗，以防摻入其它離子或雜質；3).摩擦焊將觸頭和焊尾夾在欲使用的機器上，對準夾緊、調整轉速、摩擦壓力、摩擦時間、摩擦變形量、停車時間、和頂鍛變形量等焊接參數；摩擦焊接規範為取接頭直徑為12～45mm；調整轉速為1500～2700rpm；摩擦壓力為80～120(106N/m2)，摩擦時間為3～7S，摩擦進給速度為1.2Mm/s，頂鍛壓力為150～200(106N/m2)，頂鍛變形量3mm。
4).去除焊瘤焊後飛邊用車、銑機械方法去除。
5).焊縫質量檢測採用超聲波或X射線探傷，對焊接結合面縱深處檢測有無焊接裂紋、未焊透的缺陷；6).時效處理480℃，保溫4小時，然後隨爐冷卻至常溫；7).機械加工按設計要求加工成為產品待用。
本發明的有益效果①摩擦焊比較適合於異種金屬焊接，其焊縫為鍛造組織，故結合強度達到或超過母材。②由於摩擦焊接的過程是金屬間原子擴散的過程，焊後界面晶粒細化，電性能達到或高於母材。用摩擦焊的方法製造整體式電觸頭是可行的。③摩擦焊成品率在99％以上，相對於液相燒結提高5％，生產效率提高73倍。④在工藝上節省了固溶處理工序，焊接周期短，單件產品節約銅材36.7％，具有顯著的經濟效益。
具體實施例方式
本發明的目的是提供一種製造整體式電觸頭的方法，其特徵在於本發明是採用摩擦焊接的方式將兩種異種金屬平面緊密接觸，在一定的壓力和轉速下靠金屬間原子擴散而連接起來。其工藝過程為1).銅鎢合金燒結是將預先壓制好的合金坯，在溫度1360℃和氫氣保護下，燒制1.5小時，自然降溫即成。
2).焊前準備接頭設計成大平面接觸，焊件外圓為圓柱形，其平面度、垂直度不大於0.2mm，焊前接頭表面用銼刀或砂紙打磨，去除氧化物，表面經酒精或乙醚清洗，以防摻入其它離子或雜質；3).摩擦焊將觸頭和焊尾夾在欲使用的機器上，對準夾緊、調整轉速、摩擦壓力、摩擦時間、摩擦變形量、停車時間、和頂鍛變形量等焊接參數，摩擦焊接規範為取接頭直徑為12～45mm；調整轉速1500～2700rpm；摩擦壓力80～120(106N/m2)摩擦時間3～7S，摩擦進給速度1.2Mm/s，頂鍛壓力150～200(106N/m2)，約為摩擦壓力的2倍，頂鍛變形量3mm。
4).去除焊瘤焊後飛邊用車、銑等機械方法去除。
5).焊縫質量檢測採用超聲波或X射線探傷，對焊接結合面縱深處檢測焊接裂紋、未焊透等缺陷；6).時效處理480℃，保溫4小時，然後隨爐冷卻至常溫；7).機械加工按設計要求加工成為產品待用。
對比摩擦焊和液相燒結兩種方法，本發明在工序上節省了固溶處理工序，縮短了加工時間，經測試可得其主要參數電阻率相同，在硬度和結合面的抗拉強度方面都優於液相燒結的顯著效果。
權利要求
1.一種製造整體式電觸頭的方法，其特徵在於本發明是採用摩擦焊接的方式將兩種異種金屬平面緊密接觸，在一定的壓力和轉速下靠金屬間原子擴散而連接起來，其工藝過程為1).銅鎢合金燒結是將預先壓制好的合金坯，在溫度1360℃和氫氣保護下，燒制1.5小時，自然降溫即成。2).焊前準備接頭設計成大平面接觸，焊件外圓為圓柱形，其平面度、垂直度不大於0.2mm，焊前接頭表面用銼刀或砂紙打磨，去除氧化物，表面經酒精或乙醚清洗，以防摻入其它離子或雜質；3).摩擦焊將觸頭和焊尾夾在欲使用的機器上，對準夾緊、調整轉速、摩擦壓力、摩擦時間、摩擦變形量、停車時間、和頂鍛變形量等焊接參數；摩擦焊接規範為取接頭直徑為12～45mm；調整轉速為1500～2700rpm；摩擦壓力為80～120(106N/m2)，摩擦時間為3～7S，摩擦進給速度為1.2Mm/s，頂鍛壓力為150～200(106N/m2)，頂鍛變形量3mm。4).去除焊瘤焊後飛邊用車、銑機械方法去除。5).焊縫質量檢測採用超聲波或X射線探傷，對焊接結合面縱深處檢測有無焊接裂紋、未焊透的缺陷；6).時效處理480℃，保溫4小時，然後隨爐冷卻至常溫；7).機械加工按設計要求加工成為產品待用。
全文摘要
本發明公開了屬於燒結技術的一種製造整體式電觸頭的方法，即用摩擦焊的工藝，將構成電觸頭的兩種金屬焊接在一起，然後經適當的熱處理，消除焊接內應力，及整體加工，可獲得比其它方法在結合面的抗拉強度和硬度都更優良的整體式觸頭。同液相燒結比，成品率高5％，生產率提高7.3倍，節約銅材，36％以上，而且節省固液處理工序。有顯著的經濟效益，無環境汙染。
文檔編號B23K20/12GK1395265SQ0212949
公開日2003年2月5日 申請日期2002年8月23日 優先權日2002年8月23日
發明者段沛林, 孫芸 申請人:段沛林