孟繁齊

（佳木斯電機股份有限公司，黑龍江 佳木斯 154002）

0 引 言

高壓三相異步電動機引線螺栓接頭的焊接，采用低溫軟釬焊(即錫焊)工藝。但由于Pb及其化合物的劇毒性對人類健康和生活環(huán)境的危害，且鉛錫焊料抗蠕變性能較差、熱強度低、不耐溫等缺點不能滿足電機可靠使用的質量要求，為此將部分電機引線螺栓接頭的焊接采用高溫硬釬焊取代現(xiàn)有的低溫軟釬焊。

通過對多種加熱硬釬焊的工藝試驗分析比較，采取有效的工藝措施把各項參數(shù)穩(wěn)定地控制在合理的范圍內,三相電阻不平衡率符合GB/T 1032 和GB 50150 要求；引線螺栓焊接熱影響區(qū)范圍小于50 mm，保證了引線螺栓焊接質量符合設計產(chǎn)品的要求。

1 引接線螺栓尾部釬焊結構設計

按引接線螺栓的使用要求并結合使用經(jīng)驗進行設計，結構示意圖，見圖1。焊接時釬料自上向下流并產(chǎn)生一定的壓力，實踐證明，此釬焊結構科學合理。

引接線螺栓內孔直徑的規(guī)定：根據(jù)電纜規(guī)格確定接線螺栓內徑，其內徑大于電纜直徑1 mm 左右，內徑如果太大既浪費釬料，又造成壁薄在加熱時易損傷接線螺栓，并使整體的連接強度降低。

圖1 引接線螺栓結構簡圖

2 釬焊料選擇

從電機產(chǎn)品性能方面考慮，電纜線與接線螺栓的焊接要具有高的導電性和耐溫強度。通過參數(shù)對比，銀釬料和銅磷釬料具有熔點高、導電性好、強度較高等特點。按釬料的化學成分及物理性能，選用HL204（牌號BCu80AgP)和HL312(牌號BCu80AgP)釬料，并對上述兩種釬料進行試驗對比分析：兩種釬料的熔點溫度高，強度適中，可焊性好；HL312比HL204釬焊溫度低，相對熱影響區(qū)??；但HL312 比HL204 釬料價格高，試驗數(shù)據(jù)證明，兩種釬料都能滿足產(chǎn)品要求。

3 引線螺栓硬釬焊工藝方案

3.1 方案一：火焰釬焊

火焰釬焊利用可燃氣體與空氣或純氧點燃后的火焰進行加熱[1]。其工藝過程：釬料用HL312 和HL204，釬劑用Q102，焊槍一把。將釬劑加入少量的水調制成糊狀，涂抹在接線螺栓內孔壁上，并在底部加入深1 mm左右的釬劑，電纜線焊接部位去皮并涂抹釬劑插入接線螺栓內孔中，用工裝把接線螺栓立起。然后用焊槍預熱接線螺栓側面，當接線螺栓加熱暗紅色時，加注 1.0~ 2.5 條狀釬料，加滿為止。注意掌握釬焊溫度使釬料處于液態(tài)即可，不能過熱，并在電纜上部25 mm 處用濕石棉繩對電纜線進行冷卻，待釬料溶液不溢出氣泡再保溫約1 min為止。

結論：用火焰釬焊加熱時，引線螺栓溫度不易控制，容易燒斷。從試驗過程可看出，雖然焊接質量逐步提高，但熱影響區(qū)較大，釬焊時空間較小，容易破壞接線螺栓和絕緣。以火焰為熱源進行釬焊難度較大，操作技能高，質量波動大，所以不建議使用此工藝方案。

3.2 方案二：感應釬焊

感應釬焊是依靠工件在交流電交變磁場中產(chǎn)生感應電流的電阻熱來加熱的釬焊方法[1]。這種方法克服了局部急速加工的缺點，與紅外線測溫槍結合使用，能控制焊接溫度，可以保持原有工件的機械性能、纖維組織和化學成分，可得到光潔而牢固的連接，從而大大提高焊接質量。其中感應圈是傳遞感應電流的關鍵部件，感應圈設計的好壞對加熱影響極大。按接線螺栓形狀，新設計的感應圈為半圓型，分大、中、小三種。工件套在感應圈里面，與接線螺栓外圓的間隙在4 mm左右，高度30 mm，感應圈包上耐高溫的絕緣帶，具體結構，見圖2。

圖2 感應圈結構簡圖

感應釬焊工藝過程：工藝準備與火焰釬焊相同，完成準備后將感應圈套入接線螺栓中并保證兩者同心后，才可加熱工件。感應釬焊工藝參數(shù)：功率4～12 kW，接線螺栓的加熱溫度釬料HL204 為780~820 ℃，釬料HL312 為580~620 ℃，并用紅外線測溫槍實時監(jiān)測釬焊溫度使釬料處于液態(tài)即可，以免溫度過高損傷接線電纜，待釬料溶液不溢出氣泡再保溫約1.5 min。

為了減少熱量對電纜的不利影響，本方案改進了冷卻方式，用壓縮空氣（風冷）取代濕石棉繩冷卻，濕石棉繩在加熱時隨著表層水蒸氣，冷卻效果迅速下降，而風冷可以對電纜表面大面積不間斷冷卻。引線螺栓硬釬焊各種性能試驗結果，見表1

表1 引線螺栓硬釬焊后各種性能試驗數(shù)據(jù)

按GB/ T1032《三相異步電動機試驗方法》[2]和GB 50150《電器裝置安裝工程電器設備交接試驗標準》[3]，對直流電阻不平衡率進行測試，二路Y接線直流電阻不平衡率實測值0.130 7 %，一路Y 接線實測值0.175 7%，都低于國家標準值小于2%的要求[3]。

結論：感應釬焊加熱溫度易控制，熱影響區(qū)較小，接線螺栓內孔與電纜間隙的釬焊填充率能達97%以上，從試驗結果可知，釬料HL312 和HL204 的焊接都合格。但從加熱溫度、電機產(chǎn)品性能及穩(wěn)定性等多種因素考慮，釬料HL312更適合于產(chǎn)品。

4 結束語

通過工藝試驗數(shù)據(jù)和電機產(chǎn)品的實際應用，電機引線螺栓采用感應釬焊（釬料HL312、釬劑Q102）的產(chǎn)品，質量穩(wěn)定可靠，各項性能指標合格，三相電阻不平衡率控制在小于2%。

[1] 中國機械工程學會焊接學會.焊接手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.

[2] 全國旋轉由機標準技術委員會.GB/T 1032—2005，三相異步電動機試驗方法[S].北京：中國出版社，2005：63.

[3] 中華人民共和國建設部.GB 50150—2006電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準[S]. 北京：中國計劃出版社，2006：30-32.