屏蔽電機(jī)轉(zhuǎn)子銅端環(huán)與銅條接頭焊接方法
【專利說(shuō)明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:本發(fā)明涉及一種屏蔽電機(jī)轉(zhuǎn)子銅端環(huán)與銅條接頭焊接方法。
[0002]【背景技術(shù)】:屏蔽電機(jī)是核電站核島中的關(guān)鍵設(shè)備，其完整性對(duì)一回路的安全運(yùn)行有著重要影響，并直接關(guān)系到第三代AP1000非能動(dòng)核電站技術(shù)引進(jìn)的成敗，其中轉(zhuǎn)子連接環(huán)與銅條接頭釬焊是屏蔽電機(jī)主泵制造環(huán)節(jié)中的一項(xiàng)關(guān)鍵工序。AP1000轉(zhuǎn)子銅端環(huán)與銅條接頭采用整體式感應(yīng)線圈一次完成接頭釬焊過(guò)程，與傳統(tǒng)分段式釬焊不同，傳統(tǒng)分段式釬焊由于相鄰兩段疊加處接頭反復(fù)受熱氧化，規(guī)范性不強(qiáng)，嚴(yán)重影響接頭內(nèi)部質(zhì)量，缺陷超標(biāo)，返修率極高，對(duì)于釬縫質(zhì)量要求極高的核電站主泵電機(jī)轉(zhuǎn)子極不適用。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:本發(fā)明的目的是提供一種屏蔽電機(jī)轉(zhuǎn)子銅端環(huán)與銅條中頻釬焊方法，避免釬焊完成后，接頭存在缺陷孔隙超標(biāo)、母材熔化、裂紋等缺陷，導(dǎo)致接頭質(zhì)量不合格的冋題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0005](I)采用中頻感應(yīng)釬焊方法焊接屏蔽電機(jī)轉(zhuǎn)子銅端環(huán)與銅條接頭，中頻感應(yīng)釬焊是依靠工件在中頻交流電的交變磁場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的電阻熱來(lái)加熱的釬焊方法，具有加熱速度快且加熱均勻的特點(diǎn)；
[0006](2)根據(jù)接頭具體結(jié)構(gòu)形式及尺寸，設(shè)計(jì)專用的中頻感應(yīng)釬焊感應(yīng)線圈，該專用感應(yīng)線圈采用純銅管彎制而成，呈環(huán)狀，環(huán)狀感應(yīng)線圈表面裝有導(dǎo)磁片，以整體加熱的方式對(duì)銅端環(huán)進(jìn)行加熱，每臺(tái)屏蔽電機(jī)轉(zhuǎn)子共58根銅條一次性完成焊接，感應(yīng)線圈尺寸以銅端環(huán)上銅條插接槽口所處直徑為基準(zhǔn)制得；
[0007](3)釬焊參數(shù):根據(jù)接頭結(jié)構(gòu)尺寸，選用匹配的加熱功率與加熱時(shí)間，加熱功率約106?108千瓦，加熱時(shí)間約29?31分鐘，以達(dá)到最佳加熱效果，獲得最理想的填充條件；
[0008](4)型號(hào)為:AP1000的屏蔽電機(jī)轉(zhuǎn)子銅端環(huán)和銅條均采用含銀無(wú)氧銅UNS-C10700，選用最佳銅磷銀(AWS A5.8/A5.8M BCUP-5)釬焊材料，結(jié)合接頭釬焊質(zhì)量要求，選擇預(yù)置釬粒及棒狀釬料兩種形式的填充材料，兩種形式填充材料使用質(zhì)量比約1:1，預(yù)置釬粒尺寸1.2mmX 1.6mm，棒狀釬料Φ3.2mm，待槽口最上層預(yù)置釬?；救刍瘯r(shí)，多名操作者同時(shí)填充棒狀釬料，每人負(fù)責(zé)填充11?12個(gè)槽口，直至填滿槽口 ；
[0009](5)輔助攪拌:利用0.76mm厚鎳基合金ASTM B-575UNS N10276材料，制成尺寸為250mmX 7mm尺寸攪拌片，在棒狀釬料填充完畢后，停止加熱前，由填料操作者使用攪拌片對(duì)每一根銅條兩側(cè)與銅端環(huán)槽口間的釬縫位置進(jìn)行自下而上的輕微攪拌，幫助氣體溢出；
[0010](6)釬焊方法:1)采用中頻釬焊，將感應(yīng)線圈用云母帶包裹均勻后放置在工作臺(tái)上，吊裝銅端環(huán)座于感應(yīng)線圈上；2)預(yù)置釬粒:在銅端環(huán)與銅條按圖紙要求完成裝配固定后，釬焊前，將預(yù)置釬粒放置在銅條與銅端環(huán)槽縫處，釬粒應(yīng)完全填充槽口并與槽壁緊密結(jié)合，采用一個(gè)細(xì)尖角工具確保合金粒已填滿槽口與銅棒間的空隙，每個(gè)槽口的釬焊合金粒微微冒尖又不溢出槽壁，每個(gè)銅端環(huán)大概需要1.9?2.3千克預(yù)置釬粒；3)人員分配，多名填料人均布排列在銅端環(huán)外圍，每人預(yù)備6根棒狀釬料，每人負(fù)責(zé)11?12個(gè)槽口的填料工作，一名主操人員負(fù)責(zé)控制電源以及整體監(jiān)控，一名輔助人員負(fù)責(zé)計(jì)時(shí)，并實(shí)時(shí)匯報(bào)加熱時(shí)間；4)啟動(dòng)電源，開(kāi)始釬焊，輔助人員開(kāi)始計(jì)時(shí)，待加熱至19?20分鐘預(yù)置釬?；救刍?，填料人員開(kāi)始填充棒狀釬料，填料時(shí)釬料送進(jìn)到槽口底部，不能填充到銅條后側(cè)槽口表面以及碰觸到除端環(huán)及銅條以外其他部件，填料時(shí)間控制在5?6分鐘，釬棒填充結(jié)束后，多名填料操作者各使用一根鎳基合金攪拌片在銅條兩側(cè)與銅端環(huán)槽口間的釬縫位置進(jìn)行自下而上的輕微攪拌，幫助氣體溢出，每人順次攪拌各自負(fù)責(zé)的11?12各槽口，攪拌時(shí)間控制在2?3分鐘，攪拌完畢所有填料工作者停止攪拌，繼續(xù)加熱約I?2分鐘后停止加熱，關(guān)閉電源，待銅端環(huán)在空氣中自然冷卻12小時(shí)；5)釬縫質(zhì)量檢查:焊后銅端環(huán)外圓加工，直至露出銅條兩側(cè)釬縫，對(duì)釬縫質(zhì)量進(jìn)行檢查，不應(yīng)存在裂紋、母材熔化及未熔化釬料等缺陷，銅條兩側(cè)釬縫長(zhǎng)度和不小46mm，不連續(xù)氣孔長(zhǎng)度總和不大于兩條釬縫長(zhǎng)度總和的20%，單個(gè)氣孔缺陷不大于兩條釬縫長(zhǎng)度總和的10%。
[0011]本發(fā)明以整體式帶導(dǎo)磁體感應(yīng)線圈替代傳統(tǒng)分段式感應(yīng)線圈加熱方法對(duì)轉(zhuǎn)子銅端環(huán)進(jìn)行中頻釬焊，配以規(guī)范的工藝參數(shù)，填料方式以及對(duì)熔化狀態(tài)下的釬料進(jìn)行輕微攪拌的方法，對(duì)傳統(tǒng)分段式感應(yīng)釬焊方法易產(chǎn)生的母材反復(fù)受熱氧化，規(guī)范性不強(qiáng)，以及熔池受熱不均釬料熔化不徹底等問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化:首先，采用整體式帶導(dǎo)磁體感應(yīng)線圈進(jìn)行轉(zhuǎn)子線圈釬焊，一次性加熱易于控制工藝參數(shù)，加熱速度快且溫度易于觀察，避免了傳統(tǒng)分段式感應(yīng)線圈加熱導(dǎo)致母材反復(fù)受熱，且段與段之間加熱溫度無(wú)法維持一致，母材受熱不均，不但釬焊質(zhì)量難以控制，并且嚴(yán)重影響母材性能。其次，采用預(yù)置釬粒以及多名操作人員同時(shí)填置棒狀釬料的填充方式，可以最大程度保證整圈58個(gè)槽口釬縫高度一致，可有效避免傳統(tǒng)分段式填充方法易造成釬縫高低不均的情況。最后，棒狀釬料填充結(jié)束后，利用0.76mm厚鎳基合金ASTM B-575UNS N10276材料制成的攪拌片，在銅條兩側(cè)與銅端環(huán)槽口間的釬縫位置處，即處于熔化狀態(tài)的釬料進(jìn)行自下而上的輕微攪拌，可有效避免傳統(tǒng)方式氣體上溢不充分，而導(dǎo)致釬縫內(nèi)部氣孔缺陷超標(biāo)的情況。此種新工藝方法已在產(chǎn)品件中得到應(yīng)用，釬縫質(zhì)量良好，達(dá)到預(yù)期要求。本發(fā)明旨在確立一種用于主泵電機(jī)關(guān)鍵部件轉(zhuǎn)子銅端環(huán)與銅條釬焊的新中頻釬焊方法，通過(guò)使用專用的整體式帶導(dǎo)磁體感應(yīng)線圈對(duì)銅端環(huán)進(jìn)行整體加熱，可有效克服傳統(tǒng)分段式中頻釬焊對(duì)相鄰兩段間疊加部分反復(fù)加熱造成接頭二次氧化，影響接頭內(nèi)部質(zhì)量現(xiàn)象，加之采用預(yù)置釬粒與多名操作者同時(shí)填置棒狀釬料的填充方式，選用最佳工藝參數(shù)，規(guī)范加熱功率與各個(gè)階段的加熱時(shí)間，并配以輔助攪拌方法幫助氣體溢出，最大程度減少釬縫內(nèi)部缺陷，從而提高焊縫質(zhì)量，滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。該成果在工程上具有很高的應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
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[0012]圖1為屏蔽電機(jī)轉(zhuǎn)子銅端環(huán)與銅條釬焊接頭示意圖
[0013]圖2為屏蔽電機(jī)轉(zhuǎn)子銅端環(huán)與銅條釬焊專用整體式感應(yīng)線圈示意圖
【具體實(shí)施方式】
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[0014]如圖1所示為屏蔽電機(jī)轉(zhuǎn)子銅端環(huán)與銅條釬焊接頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，具體實(shí)施方案如下:
[0015](I)采用中頻感應(yīng)釬焊方法焊接屏蔽電機(jī)轉(zhuǎn)子銅端環(huán)與銅條接頭，中頻感應(yīng)釬焊是依靠工件在中頻交流電的交變磁場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的電阻熱來(lái)加熱的釬焊方法，具有加熱速度快且加熱均勻的特點(diǎn)；
[0016](2)根據(jù)接頭具體結(jié)構(gòu)形式及尺寸，設(shè)計(jì)如圖2所示的專用的中頻感應(yīng)釬焊感應(yīng)線圈，該專用感應(yīng)線圈采用純銅管彎制而成，呈環(huán)狀，環(huán)狀感應(yīng)線圈表面裝有導(dǎo)磁片，以整體加熱的方式對(duì)銅端環(huán)進(jìn)行加熱，每臺(tái)屏蔽電機(jī)轉(zhuǎn)子共58根銅條一次性完成焊接，感應(yīng)線圈尺寸以銅端環(huán)上銅條插接槽口所處直徑為基準(zhǔn)制得；
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