一种空内冷汽轮发电机引出线的焊接工艺

摘要

本发明提供了一种空内冷汽轮发电机引出线的焊接工艺，所述引出线包括连接圆管及与连接圆管两端焊接的上连接头和下连接头，焊接时采用两台中频感应加热设备用不同功率同时加热，使工件均匀受热，并对连接圆管与上连接头和下连接头之间的圆周钎缝进行手工填料，以增加焊接面积。采用上述工艺焊接空内冷汽轮发电机引出线后，焊接质量符合设计要求，无裂纹、未焊透、夹渣及判废气孔等缺陷，焊缝强度较高，焊接合格率高。

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种空内冷汽轮发电机引出线的焊接工艺，属于发电机引出线的焊接工艺技术领域。

背景技术

350MW空内冷汽轮发电机的引出线包括上连接头、下连接头和连接圆管，三部分组焊。连接圆管为Φ125×20，材质为TU1无氧铜；上连接头和下连接头采用TU1无氧铜板弯成U形，底部施焊处有Φ126mm深度为9mm的沉孔。预置环形银焊片的尺寸为Φ125×20。发电机引出线除承载自身重力载荷外，在发电机运行时，引出线还承受强烈的震动载荷，对焊接处的焊接强度要求较高。焊接时，施焊沉孔底部温度不易掌控，预置银焊片易出现受热不均，导致未融合、未焊透等缺陷，预置银焊片由固态转化为液态时收缩率较高，易产生气孔等缺陷。

根据上述情况，引出线连接头焊接时不宜采用氧气-乙炔焊、氩弧焊、气体保护焊等传统手工焊接。因为传统焊接不能将连接头沉孔底部进行均匀加热，容易出现未融合、未焊透等缺陷。并且对钎缝圆周方向进行填料时，由于受热不均，钎缝会出现氧化起皮的现象，降低焊接质量及焊接处的接头强度。如采用真空炉钎焊，焊接时无法进行手工填料，焊接面积为环形银焊片的熔池面积，对焊接处的焊透率要求极高，但是，由于上连接头和下连接头的铜材厚度不一，加热时间及时温度难以控制，存在厚铜材侧钎料未充分融合，薄铜材侧钎料液化流淌，腐蚀工件的现象，焊接合格率低，废品率高，这就是现有技术所存在的不足之处。

发明内容

本发明要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种空内冷汽轮发电机引出线的焊接工艺，该焊接工艺具有加热速度快、焊接缺陷少、焊缝强度高、焊接合格率高的特点。

本方案是通过如下技术措施来实现的：该空内冷汽轮发电机引出线的焊接工艺中，所述引出线包括连接圆管及与连接圆管两端焊接的上连接头和下连接头，焊接时采用两台中频感应加热设备用不同功率同时加热，并对连接圆管与上连接头和下连接头之间的圆周钎缝进行手工填料。

上述焊接时采用两台中频感应加热设备用不同功率同时加热是指：将两台中频感应加热设备的感应圈套至接合缝处，两感应圈之间使用隔板间隔，并将靠近待焊连接头的感应圈的功率设定为49～51KW、远离待焊连接头的感应圈的功率设定为32～35KW后开始加热；所述对连接圆管与上连接头和下连接头之间的圆周钎缝进行手工填料是指：观测到焊接处为桔红色时，使用含银量为14.5%～15.5%的BCu80AgP银焊条沿圆周方向填充连接头与连接圆管的接合间隙。

采用两台中频感应加热设备用不同功率同时加热时，加热至焊接处温度为740～780℃时，在室温30℃的情况下持续加热20～25分钟。

将整周间隙填充完毕后，继续加热0.5-2分钟，然后关闭中频感应加热设备。

将整周间隙填充完毕后，继续加热1分钟，然后关闭中频感应加热设备。

上述隔板采用厚度为4-6mm的云母板。

用夹紧工装固定连接圆管和连接头，将固定好的连接圆管和连接头放置在18-22mm厚的石棉板上。

上述银焊片的厚度为0.22-0.26mm，并保证银焊片的单侧去除量在0.03mm以内。

上述夹紧工装的夹紧力在10-15KN之间。

该空内冷汽轮发电机引出线的焊接工艺具体包括如下步骤：

（1）工件检查；

（2）焊件清理；

（3）组焊件装夹：将引出线连接圆管的一端与连接头进行装配，接合处填置环形银焊片，银焊片的厚度为0.24mm，银焊片的单侧去除量为0.03mm，将中频感应加热设备的两感应圈套至接合缝处，两感应圈之间使用5mm厚的云母板间隔，并用夹紧工装固定连接圆管和连接头，夹紧力为12KN；

（4）焊接：将靠近连接头的感应圈的功率设定为50KW、远离连接头的感应圈的功率设定为33KW后开始加热，加热至焊接处温度为740～780℃，在室温30℃时加热时间为20～25分钟，观测到焊接处为桔红色时，使用含银量为14.5%～15.5%的BCu80AgP银焊条沿圆周方向填充连接头与连接圆管的接合间隙，将整周间隙填充完毕后，继续加热1分钟，然后关闭中频感应加热设备；

（5）连接圆管的另一端与连接头焊接：焊件冷却后，拆下夹紧工装及中频感应加热设备的感应圈，重复步骤（2）、（3）、（4）操作；

（6）焊后处理。

本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，该空内冷汽轮发电机引出线的焊接工艺中，焊接时采用两台中频感应加热设备用不同功率同时加热，使工件均匀受热，并对连接圆管与上连接头和下连接头之间的圆周钎缝进行手工填料，以增加焊接面积。采用上述工艺焊接空内冷汽轮发电机引出线后，焊接质量符合设计要求，无裂纹、未焊透、夹渣及判废气孔等缺陷，焊缝强度较高，焊接合格率高。由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中空内冷汽轮发电机引出线的结构示意图。

图2为连接圆管与下连接头焊接时的主视结构示意图。

图3为连接圆管与下连接头焊接时的局部剖视立体结构示意图。

图中，1-上连接头，2-连接圆管，3-下连接头，4-银焊片，5-夹紧工装，6-感应圈，7-中频感应加热设备，8-石棉板。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。

中频感应加热设备：利用电磁感应的原理，使置于感应线圈中的工件中产生涡流，从而使工件发热，加热至所需温度。

一种空内冷汽轮发电机引出线的焊接工艺，所述引出线包括连接圆管2及与连接圆管2两端焊接的上连接头1和下连接头3，焊接时采用两台中频感应加热设备7用不同功率同时加热，并对连接圆管2与上连接头1和下连接头3之间的圆周钎缝进行手工填料。

其中，焊接时采用两台中频感应加热设备7用不同功率同时加热是指：将两台中频感应加热设备7的感应圈6套至接合缝处，两感应圈6之间使用隔板间隔，所述隔板优选采用厚度为4-6mm的云母板，用云母板将两感应圈6间隔，避免两感应圈6直接接触造成局部过热烧损感应圈6，同时，云母板不宜过厚，如过厚，则上部感应圈6的位置上移，不能保证连接处的加热温度。并将靠近待焊连接头的感应圈6的功率设定为49～51KW、远离待焊连接头的感应圈6的功率设定为32～35KW后开始加热；加热至焊接处温度为740～780℃时，在室温30℃的情况下持续加热20～25分钟。用夹紧工装5固定连接圆管2和连接头，夹紧工装5的夹紧力在10-15KN之间。将固定好的连接圆管2和连接头放置在18-22mm厚的石棉板8上。

在将中频感应加热设备7的感应圈6套至接合缝处之前，需要先按图纸形式装配引出线连接头及连接圆管2，接合处填置环形银焊片4，银焊片4的厚度为0.22-0.26mm，并保证银焊片的单侧去除量在0.03mm以内。

对连接圆管2与上连接头1和下连接头3之间的圆周钎缝进行手工填料是指：观测到焊接处为桔红色时，使用含银量为14.5%～15.5%的BCu80AgP银焊条沿圆周方向填充连接头与连接圆管2的接合间隙。将整周间隙填充完毕后，继续加热0.5-2分钟，然后关闭中频感应加热设备7，优选将整周间隙填充完毕后，继续加热1分钟，然后关闭中频感应加热设备7。

该空内冷汽轮发电机引出线的焊接工艺具体包括如下步骤。

（1）工件检查：分别对上连接头1、下连接头3和连接圆管2进行外观检查，并核对上连接头1和下连接头3的止口尺寸以及连接圆管2的长度尺寸，重点检查上连接头1和下连接头3的R处（倒角处）有无因弯形造成的凹痕及连接圆管2有无裂纹、气孔、夹渣等缺陷，环形银焊片4表面应平整。

（2）焊件清理：分别对上连接头1、下连接头3、连接圆管2和银焊片4进行清理。用酒精或丙酮清除工件表面的油污。用3M7740B型搓布对工件焊接部位进行抛光，确保表面无细小毛刺及氧化膜。使用DPT-5清洗剂对工件进行清洗，并使用洁净白布擦除表面物质，并保证焊接面干燥。清理银焊片4时应注意：用搓布清理时要均匀用力，银焊片4的单侧去除量为0.03mm即可，清理必须全面去掉银焊片4里圈的小毛刺。

（3）组焊件装夹：按图纸形式将引出线连接圆管2的一端与连接头进行装配，接合处填置环形银焊片4，银焊片4的厚度为0.24mm，将中频感应加热设备7的两感应圈6套至接合缝处，两感应圈6之间使用5mm厚的云母板间隔。并用夹紧工装5固定连接圆管2和连接头，保证夹紧力12KN。将夹紧后的组焊件放置在20mm厚的石棉板8上，注意放置连接圆管2时应保证其外圆周面与连接头止口之间的间隙均匀。

（4）焊接：焊接应选在洁净、干燥的地点，并防止粉尘等杂质落至焊接处，中频感应加热设备7的感应圈6应与连接圆管2之间的间隙均匀。将靠近连接头的感应圈6的功率设定为50KW、远离连接头的感应圈6的功率设定为33KW后开始加热，加热至焊接处温度为740～780℃，在室温30℃时加热时间为20～25分钟，观测到焊接处为桔红色时，使用含银量为14.5%～15.5%的BCu80AgP银焊条沿圆周方向填充连接头与连接圆管2的接合间隙，将整周间隙填充完毕后，继续加热1分钟，然后关闭中频感应加热设备7。

（5）连接圆管2的另一端与连接头焊接：焊件冷却后，拆下夹紧工装5及中频感应加热设备7的感应圈6，重复步骤（2）、（3）、（4）操作，并注意使用夹紧工装5夹紧组焊件后，应保证上连接头1和下连接头3的平面度。

（6）焊后处理：工件冷却后，拆下夹紧工装5及中频感应加热设备7的感应圈6，使用抛光砂轮清理可能出现的焊料溶滴和堆积，使用丙酮清洗被焊工件的表面氧化物。

本发明中未经描述的技术特征可以通过现有技术实现，在此不再赘述。本发明并不仅限于上述具体实施方式，本领域普通技术人员在本发明的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。