超強(qiáng)度裸端頭焊接工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力金具領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種超強(qiáng)度裸端頭焊接工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]電力金具，是連接和組合電力系統(tǒng)中的各類裝置，起到傳遞機(jī)械負(fù)荷、電氣負(fù)荷及某種防護(hù)作用的金屬附件。隨著電力應(yīng)用領(lǐng)域日新月異的發(fā)展，電力金具應(yīng)用范圍越來(lái)越大，包括建筑、電力傳輸?shù)?，特別是在軌道交通裝備業(yè)中，其電氣化程度得到了很大的提高。就客運(yùn)而言，由最初22型車的直流48V供電系統(tǒng)、電燈、電扇，發(fā)展到了高速動(dòng)車組電氣牽引系統(tǒng)、電氣輔助系統(tǒng)、電氣網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。軌道交通裝備的內(nèi)部配線由原來(lái)的幾十根發(fā)展到了幾萬(wàn)根。
[0003]線纜作為電氣傳輸?shù)拿浇?、載體，是電氣系統(tǒng)的重要組成部分。線纜通常由導(dǎo)線及其兩端的接線端子構(gòu)成，而靜接線端子與動(dòng)接線端子的電連通效果直接決定了電力的傳輸性能。例如高速動(dòng)車組中使用的電力系統(tǒng)通過線纜從配電房鋪置到位，然后露出靜接線端子，通常線纜與靜接線端子均由鋁質(zhì)材料制成，而用于與靜接線端子連接的動(dòng)接線端子卻是由銅質(zhì)材料制成，眾所周知銅質(zhì)的與鋁質(zhì)的接線端子接觸一段時(shí)間后就會(huì)氧化，因此接線端子會(huì)發(fā)生接觸不良、產(chǎn)生火花等引起安全性問題?，F(xiàn)有技術(shù)中為解決上述問題，是采用將動(dòng)接線端子設(shè)置成分體結(jié)構(gòu)焊接而成的，如圖3所示，動(dòng)接線端子包括有用于固定線纜的線纜端子和用于與靜接線端子抵觸的接觸板，而接觸板又被分為兩部分，一部分是鋁質(zhì)板另一部分是銅質(zhì)板，銅質(zhì)板與線纜端子一體設(shè)置，鋁質(zhì)板與銅質(zhì)板焊接而成，而接觸板包括有用于與靜接線端子抵觸的接觸面，鋁質(zhì)板焊接于銅質(zhì)板上相對(duì)于接觸面的一側(cè)。
[0004]雖然這樣的結(jié)構(gòu)解決了銅質(zhì)的與鋁質(zhì)的接線端子在接觸后會(huì)氧化的問題，但是將鋁質(zhì)板焊接在銅質(zhì)板上的焊接工藝現(xiàn)有技術(shù)中是采用爆炸焊接的方法，而爆炸焊接是利用炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊力造成工件迅速碰撞而實(shí)現(xiàn)焊接的方法，由此可知爆炸焊接需要較高的條件要求，首先受到場(chǎng)地限制:其需要鐵板焊接制成的房間，將焊接劑放置到待加工工件上后再布置炸藥，之后操作人員還需要離開房間，避免炸藥爆炸時(shí)炸傷操作人員；然后還受到環(huán)境、氣候條件的影響:若下雨天氣就不可使用爆炸焊接，這是由于空氣中水分較大，容易將待加工工件的表面氧化，影響最終焊接效果；此外生產(chǎn)成本較高:一處焊接點(diǎn)至少需要一個(gè)炸藥包，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)流水線加工，不利于產(chǎn)品的批量生產(chǎn)制造；最終還有個(gè)不足之處在于:爆炸焊接無(wú)法控制，一來(lái)無(wú)法確保每個(gè)炸藥包都有效果，二來(lái)也無(wú)法控制焊接效果。
[0005]鑒于此，有必要對(duì)接線端子的焊接工藝進(jìn)行研宄，進(jìn)而降低焊接時(shí)所需的條件要求，并且提高接線端子的焊接效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種超強(qiáng)度裸端頭焊接工藝，該焊接工藝可降低焊接時(shí)所需的條件要求，并且提高接線端子的焊接效果。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:一種超強(qiáng)度裸端頭焊接工藝，涉及的焊接母材分別為銅基材和鋁基材，包括以下步驟:
1)銅基材加工:銅材經(jīng)鍛造成銅件毛坯；
2)鋁基材加工:鋁材經(jīng)鍛造成鋁件毛坯；
3)釬焊加工:其中涉及的釬焊材料包括有釬焊片和釬焊劑，將兩面涂有釬焊劑的釬焊片放置在銅件毛坯與鋁件毛坯之間的釬焊面上，再焊接后空氣冷卻；
4)將焊接好的成品進(jìn)行表面處理。
[0008]通過采用上述技術(shù)方案，將銅件毛坯與鋁件毛坯加工完成后通過普通焊接工藝實(shí)現(xiàn)焊接，該焊接工藝只需能夠?qū)擅嫱坑锈F焊劑的釬焊片融化即可實(shí)現(xiàn)銅件毛坯與鋁件毛坯的釬焊，而實(shí)現(xiàn)該焊接工藝的方式較多，只需能實(shí)現(xiàn)加熱即可，因此不會(huì)受到場(chǎng)地限制，甚至不需要太多的防護(hù)措施，也不會(huì)受到環(huán)境、氣候條件的影響，可以隨著生產(chǎn)需要進(jìn)行加工；此外相較爆炸焊而言可大大降低生產(chǎn)成本，并且該生產(chǎn)方式可實(shí)現(xiàn)流水線加工，方便批量生產(chǎn)制造，可有效提高生產(chǎn)率并且降低生產(chǎn)成本；同時(shí)通過控制焊接時(shí)的加工溫度來(lái)調(diào)控焊接效果，確保成品率以及生產(chǎn)加工時(shí)的可控性。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述步驟I)中所述銅材采用T2紫銅，將計(jì)算好的T2紫銅按重量和比例放置在模具中一次性鍛壓成所需要尺寸的銅件毛坯。
[0010]通過采用上述技術(shù)方案，用鍛壓的加工方式制作出所需要尺寸的銅件毛坯，以確保銅件毛坯的生產(chǎn)制造只需生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)材料許可，即可不受場(chǎng)地、環(huán)境以及氣候條件的影響；此外該生產(chǎn)方式可實(shí)現(xiàn)流水線加工，方便批量生產(chǎn)制造，可有效提高生產(chǎn)率并且降低生產(chǎn)成本。
[0011]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述步驟I)加工完畢后，所述銅件毛坯的釬焊面加工出用于焊接鋁件毛坯的焊接槽。
[0012]通過采用上述技術(shù)方案，使其在釬焊加工時(shí)將鋁件毛坯安置在焊接槽內(nèi)，方便鋁件毛坯的后期加工焊接。
[0013]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述步驟2)中所述鋁材采用1050或1060純鋁板，將鋁材用H13硬模具熱鍛或熱擠壓加工鑄造成所需要尺寸的鋁件毛坯。
[0014]通過采用上述技術(shù)方案，用H13硬模具熱鍛或熱擠壓加工鑄造出所需要尺寸的鋁件毛坯，以確保鋁件毛坯的生產(chǎn)制造只需生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)材料許可，即可不受場(chǎng)地、環(huán)境以及氣候條件的影響；此外該生產(chǎn)方式可實(shí)現(xiàn)流水線加工，方便批量生產(chǎn)制造，可有效提高生產(chǎn)率并且降低生產(chǎn)成本。
[0015]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述步驟I)和2)加工完畢后在步驟3)之前，對(duì)銅件毛坯和鋁件毛坯的釬焊面加工:去除銅件毛坯和鋁件毛坯的表面氧化層。
[0016]通過采用上述技術(shù)方案，去除銅件毛坯和鋁件毛坯的釬焊面的表面氧化層，使銅件毛坯和鋁件毛坯的釬焊面在釬焊過程中與釬焊片更易融合充分，提升釬焊后的連接效果，提高銅件毛坯和鋁件毛坯釬焊后的一體性，實(shí)現(xiàn)焊接好后的裸端頭在彎曲過程中鋁基材不脫落、不脫離，而且表面鋁基材不會(huì)產(chǎn)生裂紋。
[0017]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述釬焊面加工采用化學(xué)酸洗或手工打磨的方式去除表面氧化層，且在釬焊前對(duì)釬焊面采用丙酮或酒精進(jìn)行擦洗。
[0018]通過采用上述技術(shù)方案，采用化學(xué)酸洗或手工打磨的方式去除銅件毛坯和鋁件毛坯的釬焊面的表面氧化層，將銅件毛坯和鋁件毛坯置入酸洗液中刷洗后即可去除釬焊面的表面氧化層，因此可實(shí)現(xiàn)快速批量加工，此外將一些頑固的表面氧化層通過手工打磨的方式去除，也可實(shí)現(xiàn)流水線加工，因此方便批量生產(chǎn)制造，可有效提高生產(chǎn)率并且降低生產(chǎn)成本。并且為避免釬焊面上沾有酸液等化學(xué)物質(zhì)或是拋光后落上的粉塵，在釬焊前對(duì)釬焊面采用丙酮或酒精進(jìn)行擦洗，可避免其后期對(duì)釬焊的影響。
[0019]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述步驟3)中釬焊片的元素構(gòu)成為(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)):Fe:0.05-0.2%，Mn:0.01-0.03%, Mg:0.02-0.04%, Si:0.08-0.2%，Zn:0.01-0.02%, Cu:0.01-0.03%，Al:REM ;釬焊劑的元素構(gòu)成為(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)):Zn:0.4-1%, S1:10-20%, Cu:5-10%，Re:0.01-0.03%，Ag:0.01-0.03%，Mn:0.02-0.05%，N1:0.03-0.08%，Al:REM。
[0020]通過采用上述技術(shù)方案，由于上述配置的釬焊片與釬焊劑其含量元素中相介于銅與鋁，并且均含有銅元素與鋁元素，因此其熱恪后會(huì)融入至銅件毛還和鋁件毛還內(nèi)，有利于提高釬焊后的連接效果，提高銅件毛坯和鋁件毛坯釬焊后的一體性，實(shí)現(xiàn)焊接好后的裸端頭在折彎?rùn)z測(cè)過程中即使彎折度達(dá)到90°甚至是360°，鋁基材都不脫落、不脫離，而且表面鋁基材不會(huì)產(chǎn)生裂紋。
[0021]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述步驟3)中焊接方式采用中頻焊機(jī)或火焰釬焊。
[0022]通過采用上述技術(shù)方案，將兩面涂有釬焊劑的釬焊片放置在銅件毛坯與鋁件毛坯之間的釬焊面上，再通過中頻焊機(jī)對(duì)其實(shí)現(xiàn)焊接工序，或是采用火焰釬焊的方式，通過火焰直接對(duì)代加工工件噴射使其實(shí)現(xiàn)焊接工序，兩者均只需確保生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)材料的許可，即可不受場(chǎng)地、環(huán)境以及氣候條件的影響實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)加工；此外該生產(chǎn)方式可實(shí)現(xiàn)流水線加工，方便批量生產(chǎn)制造，可有效提高生產(chǎn)率并且降低生產(chǎn)成本。
[0023]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述中頻焊機(jī)或火焰釬焊在焊接過程中加工溫度在480-550 °C。
[0024]通過采用上述技術(shù)方案，由于T2紫銅的融化溫度高達(dá)1083°C，1060純鋁的融化溫度為660°C，釬料融化溫度為425-485°C之間，因此通過控制加工溫度在480_550°C之間，不僅使釬焊劑與釬焊片均能快速且有效的熔融到T2紫銅以及1060純鋁內(nèi)，同時(shí)還能保持成品外形不變，有利于提高焊接生產(chǎn)的穩(wěn)定性。此外利用中頻焊機(jī)或火焰釬焊將加工溫度控制在480-550°C之間，該生產(chǎn)工序成本普遍較低，并且不受場(chǎng)地、環(huán)境以及氣候條件的影響，更加能有效控制焊接效果，即未能有效將釬料融化，只需提升加工溫度即可，方便調(diào)控釬焊的焊接效果。
[0025]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述步驟4)中將焊接好的成品在堿液中刷洗干凈，之后再次整體拋光，直至露出金屬光澤。
[0026]通過采用上述技術(shù)方案，將成品表面制成符合使用的標(biāo)準(zhǔn)，并且該表面處理工藝可不受場(chǎng)地、環(huán)境以及氣候條件的影響，并且該生產(chǎn)方式可實(shí)現(xiàn)流水線加工，方便批量生產(chǎn)制造，可有效提高生產(chǎn)率并且降低生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明動(dòng)車用裸端頭的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意視圖；
圖2為圖1中A部放大結(jié)構(gòu)示意視圖；
圖3為現(xiàn)有技術(shù)中動(dòng)車用裸端頭的結(jié)構(gòu)示意視圖；
圖4為裸端頭經(jīng)浙江省高低壓電器產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心的檢測(cè)報(bào)告第一頁(yè)； 圖5為裸端頭經(jīng)浙江省高低壓電器產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心的檢測(cè)報(bào)告第二頁(yè)；
圖6為裸端頭經(jīng)浙江省高低壓電器產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心的檢測(cè)報(bào)告第三頁(yè)；
圖7為裸端頭經(jīng)浙江省高低壓電器產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心的檢測(cè)報(bào)告第四頁(yè)；
圖8為裸端頭經(jīng)浙江省高低壓電器產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心的檢測(cè)報(bào)告第五頁(yè)；
圖9為裸端頭經(jīng)浙江省高低壓電器產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心的檢測(cè)報(bào)告第六頁(yè)；
圖10為裸端頭經(jīng)浙江省高低壓電器產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心的檢測(cè)報(bào)告第七頁(yè)。
[0028]附圖標(biāo)記:1、銅基材