張?zhí)m芝

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱150040)

0 引言

大型電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子鐵心都分成很多疊片段，鐵心段之間放置了點(diǎn)焊有通風(fēng)槽鋼(或通風(fēng)槽片)的沖片，即通風(fēng)槽板，從而形成定、轉(zhuǎn)子鐵心徑向風(fēng)道，用以鐵心的散熱和通風(fēng)冷卻。通風(fēng)槽板的制造質(zhì)量必須滿足強(qiáng)度要求，確保裝壓后不產(chǎn)生倒塌和壓潰現(xiàn)象。同時(shí)，通風(fēng)槽鋼點(diǎn)焊在沖片上的位置要準(zhǔn)確，各段鐵心裝壓完后，通風(fēng)槽鋼軸向位置成一直線，以保證徑向風(fēng)道不扭曲和鐵心壓緊力的軸向直線傳遞。

隨著我國(guó)電機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展和制造設(shè)備的更新?lián)Q代，通風(fēng)槽板的制造工藝水平也得到了很大提高。本文從點(diǎn)焊工藝方法的原理、點(diǎn)焊質(zhì)量等方面對(duì)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子通風(fēng)槽板的制造工藝方法進(jìn)行了深入的分析和總結(jié)。

1 通風(fēng)槽板的點(diǎn)焊工藝方法

目前國(guó)內(nèi)電機(jī)通風(fēng)槽板焊接工藝可分為電阻焊和激光焊兩種。電阻焊就是將所焊工件放在兩個(gè)電極之間，接通電流并施加一定的壓力，利用電流流過(guò)工件接觸面時(shí)所產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行加熱，形成被焊工件局部熔化狀態(tài)，在壓力的作用下形成焊接接頭。手工點(diǎn)焊、凸焊和自動(dòng)點(diǎn)焊都屬于電阻焊。而激光焊是利用原子受激輻射的原理，使工作物質(zhì)受激發(fā)而產(chǎn)生的一種單色性高、方向性強(qiáng)、光亮度高的光束。利用激光器產(chǎn)生的高能量密度的相干單色光子流聚集而成的激光束作為能源，轟擊金屬或非金屬，產(chǎn)生熱量并使之熔化而達(dá)到焊接目的。根據(jù)焊接設(shè)備和焊接方式，我們可將通風(fēng)槽板的焊接工藝細(xì)分為手工點(diǎn)焊、凸焊、自動(dòng)點(diǎn)焊和激光點(diǎn)焊四種。

1.1 手工點(diǎn)焊

這里所謂的手工點(diǎn)焊指的是事先將通風(fēng)槽鋼(或通風(fēng)槽片)在沖片上的焊接位置通過(guò)手工劃線的方式劃出，然后采用單點(diǎn)式點(diǎn)焊機(jī)進(jìn)行雙面點(diǎn)焊。點(diǎn)焊時(shí)將槽鋼(槽片)放在劃好線的位置，電極由工件的兩側(cè)向焊接處饋電。典型的雙面點(diǎn)焊方式如圖1 所示，這是最常用的方式。

圖1 單點(diǎn)雙面點(diǎn)焊原理圖

這種點(diǎn)焊方式可適用于任何規(guī)格類(lèi)型的槽鋼(槽片)的焊接(如普通火電產(chǎn)品定子通風(fēng)槽板)，適用范圍廣，操作簡(jiǎn)單，加工成本低。但焊接效率低，工件的兩側(cè)均有電極壓痕，槽鋼點(diǎn)焊位置誤差大，焊接質(zhì)量不高，通常用于通風(fēng)槽板數(shù)量少，槽鋼(槽片)尺寸大的交直流電機(jī)通風(fēng)槽板的點(diǎn)焊以及襯口環(huán)、固定片等零散部件的點(diǎn)焊，如圖2 所示。

圖2 手工點(diǎn)焊

2.2 凸焊

凸焊屬于電阻點(diǎn)焊的一種，是利用通風(fēng)槽片帶有的特制凸點(diǎn)，焊接到?jīng)_片上的焊接方式(如大直流電機(jī)電樞通風(fēng)槽板)。凸焊時(shí)，焊件同時(shí)在幾點(diǎn)內(nèi)接觸，實(shí)質(zhì)上是一種多點(diǎn)點(diǎn)焊。凸焊采用凸焊機(jī)來(lái)完成，和點(diǎn)焊機(jī)并沒(méi)有原理上的差別。功率夠大的點(diǎn)焊機(jī)可用來(lái)進(jìn)行凸焊;反之，凸焊機(jī)有時(shí)也可用來(lái)進(jìn)行厚工件的點(diǎn)焊。只不過(guò)采用凸焊工藝時(shí)，需要制造槽片的夾緊模具和槽片焊接位置的定位胎具。凸焊分為預(yù)壓、凸點(diǎn)熔化和成核三個(gè)階段。通風(fēng)槽片被壓力擠緊在不動(dòng)的夾緊模具上，而沖片則定位在可移動(dòng)的胎具上。當(dāng)變壓器閉合時(shí)，槽片在凸出部分附近被加熱并局部熔化，然后被壓平，完成焊接。這種焊接工藝常用于交直流電機(jī)采用槽片作為焊接件的通風(fēng)槽板焊接。其特點(diǎn)是效率高，多個(gè)焊點(diǎn)同時(shí)加工、槽片焊接位置準(zhǔn)確(如圖3 所示)。

圖3 凸焊焊接效果圖

2.3 自動(dòng)點(diǎn)焊

自動(dòng)點(diǎn)焊主要是從點(diǎn)焊設(shè)備提出來(lái)的，屬于電阻焊，只不過(guò)這種點(diǎn)焊方式的自動(dòng)化程度比較高，從槽鋼進(jìn)料、校直、斷料、沖片入料、點(diǎn)焊、成品出料的整個(gè)過(guò)程是全自動(dòng)化，無(wú)需人工操作(如水電定子通風(fēng)槽板)。圖4為自動(dòng)點(diǎn)焊的作業(yè)流水線。這種點(diǎn)焊方式對(duì)槽鋼的質(zhì)量要求較高，主要用于規(guī)格尺寸小、材料為1Cr18Ni9Ti 的冷軋槽鋼的焊接。焊接表面質(zhì)量高、槽鋼焊接位置準(zhǔn)確，多用于水電、火電通風(fēng)槽板大批量的加工制造，如圖4、圖5 所示。

圖4 自動(dòng)點(diǎn)焊作業(yè)流水線

圖5 自動(dòng)點(diǎn)焊焊接效果圖

2.4 激光點(diǎn)焊

激光點(diǎn)焊作為一種新的點(diǎn)焊方式，與傳統(tǒng)的電阻點(diǎn)焊相比具備其特有的優(yōu)勢(shì)。由于采用激光作熱源，激光點(diǎn)焊具有速度快、精度高、熱輸入量小、工件變形小、焊接深、寬比大等特點(diǎn)(如溪洛渡定子通風(fēng)槽板)。但激光點(diǎn)焊的操作難度大，需要根據(jù)不同規(guī)格的通風(fēng)槽鋼來(lái)確定出合理的點(diǎn)焊工藝參數(shù)，其中一個(gè)重要的參數(shù)就是激光工作功率。激光功率較小時(shí)，熔深淺，會(huì)出現(xiàn)未焊透現(xiàn)象，焊接強(qiáng)度不夠，焊點(diǎn)易形成氣孔;激光功率過(guò)大，焊點(diǎn)完全熔透，則表面會(huì)出現(xiàn)明顯塌陷甚至形成凹坑，焊接時(shí)產(chǎn)生金屬飛濺。因此，焊接前需要通過(guò)試焊確定出最佳的工藝參數(shù)。目前這種焊接方式已開(kāi)始應(yīng)用到水輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)槽板的加工制造中，將來(lái)的應(yīng)用前景會(huì)越來(lái)越廣泛，如圖6 所示。

圖6 激光點(diǎn)焊焊接效果圖

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不同要求和各自點(diǎn)焊工藝方法的特點(diǎn)以及實(shí)際生產(chǎn)的需求，上述四種通風(fēng)槽板制造工藝不同程度的在生產(chǎn)中得到應(yīng)用。電機(jī)制造廠家可根據(jù)自己的設(shè)計(jì)能力、設(shè)備情況、生產(chǎn)周期等選擇適合自己的通風(fēng)槽板點(diǎn)焊工藝方法，確保通風(fēng)槽板的制造質(zhì)量。

［1］ 楊滿林.數(shù)控激光點(diǎn)焊機(jī)在發(fā)電機(jī)通風(fēng)槽片焊接中的應(yīng)用.上海:大中型電機(jī)，2010.1.

［2］ 李建偉.電機(jī)通風(fēng)槽板制造工藝.大電機(jī)技術(shù)，2002.5.