交流电机转子铜端环感应钎焊研究

摘要

风力发电机、高速电力机车用牵引电机等，为达到大功率、小体积的使用效果，广泛使用高导电性和高强度的铜合金。交流电机端环与导条的焊接是大功率异步牵引电动机制造的一项关键技术，开展其焊接工艺研究具有重要的意义，中国南车电机公司将此课题作为解决交流电机制造的一个重点项目，本文结合交流电机转子端环焊接的课题，对铜及其合金的焊接进行了研究，主要研究结论如下： l、通过氧乙炔火焰钎焊、感应钎焊、电阻钎焊等焊接方法的对比试验发现感应钎焊可获得优质的焊接接头，且感应钎焊的焊接效率也是最高的。 2、采用中频整体感应钎焊，一次加热完成大功率异步牵引电动机转子端环与导条的焊接，焊接周期短，导条和端环受焊接热影响小，转子冲片绝缘几乎不受影响，焊接的机械强度好、整体质量高。 3、为实现端环的整体焊接，保证焊接质量，感应线圈的设计是关键环节，通过试验研究，设计了不同大小的感应线圈，对于大型电机采用多段对称感应钎焊，从而解决了一机多用的焊接效果。 4、合理的焊接材料、钎剂的选择匹配，焊接加热程序的设计，焊接部位的彻底清理将对端环的焊接质量具有极大的影响。 采用端环的整体感应钎焊工艺，已成功焊接了上百台电机转子，并投入到风电、民用、铁路等行业营运的过程中，无一例出现问题。由此可见，该焊接工艺是安全可靠、切实可行的，同时也适合于工业化大批量生产。

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文摘

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第1章绪论

1.1铜及铜合金的性能及应用

1.1.1铜及铜合金的性能

1.1.2铜及铜合金的应用

1.2铜及铜合金焊接方法概述

1.2.1钎焊

1.2.2手工电弧焊

1.2.3钨极氩弧焊(TIG焊)

1.2.4熔化极氩弧焊(MIG焊)

1.3铜及其合金焊接接头的机械性能及电性能

1.3.1机械性能

1.3.2电性能

1.4电机转子中铜及铜合金端环与导条焊接工艺综述

1.5本文的项目来源及主要研究内容

第2章不同焊接方法对紫铜焊接接头质量的影响

2.1试验材料及焊前准备

2.1.1母材

2.1.2焊接材料

2.1.3焊前准备

2.2小样焊接工艺确定及实施

2.2.1焊接工艺

2.2.2焊接过程

2.3焊缝质量检测设备

2.3.1液压屏显万能试验机

2.3.2微电阻测量仪

2.4试验结果

2.4.1不同焊接方法时焊接接头的外观质量

2.4.2不同焊接方法时焊接接头的微观组织

2.4.3不同焊接方法时焊接接头的性能

2.5本章小节

第3章交流电机转子铜端环与导条钎焊工艺研究

3.1焊接结构分析

3.2钎焊设备

3.2.1第一代感应焊接设备

3.2.2第二代感应焊接设备

3.2.3第三代感应焊接设备

3.3感应线圈设计

3.4钎料重量的计算

3.5程序设计

3.6焊接工艺过程

3.7焊前准备

3.7.1焊前处理

3.7.2设备及试件装配

3.7.3开机前设备准备

3.8焊接实施

3.8.1焊接顺序

3.8.2焊接

3.9焊后处理

3.10焊接试验结果与分析

3.11端环与导条焊接批量生产情况

3.12本章小结

第4章焊缝检测

4.1外观检查

4.2微电阻测量

4.3渗透检查

4.3.1渗透检查过程

4.3.2检查结果

4.4本章小结

第5章感应钎焊工件的焊接缺陷分析

5.1钎焊接头缺陷分类及产生的原因

5.2焊接缺陷对策

5.3本章小结

结论

参考文献

附录A攻读学位期间所发表的学术论文目录

致谢