釬焊技術在大型發電機制造中的應用研究

楊紅波

摘? 要：21世紀以來，國內電力裝備制造業大規模進入國際電力市場，面臨諸多新的挑戰，釬焊技術因變化小、變形少、工件尺寸準確，在電力裝備制造業的大型發電機制造中獲得相對廣泛的應用。應用釬焊技術能夠在不斷增加的發電機容量和不斷升級的產品結構中，更加科學、充分地滿足大型發電機制造的高端需求，幫助其制造水平，全面體現國內電力裝備制造業的先進水準。該文基于釬焊技術的技術原理分析了釬焊技術在大型發電機制造中的應用特點，并研究了釬焊技術的實際應用價值。

關鍵詞：釬焊技術? 大型發電機制造? 應用要點? 應用價值

中圖分類號：TM31? ?文獻標識碼：A

Abstract： Since the 21st century， the domestic power equipment manufacturing industry has entered the international power market on a large scale and is facing many new challenges. Brazing technology has been widely used in the manufacturing of large generators in the power equipment manufacturing industry because of its small change， less deformation and accurate? size of workpiece. The application of brazing technology can more scientifically and fully meet the high-end demand of large-scale generator manufacturing， help its manufacturing level and fully reflect the advanced level of domestic electric power equipment manufacturing in the context of increasing generator capacity and upgrading product structure. This article analyzes the application characteristics of the brazing technology in the manufacture of large generators based on the technical principle of the brazing technology， and studies the practical application value of the brazing technology.

Key Words： Brazing technology; Large generator manufacturing; Key points of application; Application value

釬焊技術（Soldering and Brazing）是人類最早用來連接材料的方法。伴隨新材料和新結構形式的出現，釬焊技術需要面對更高標準的連接要求，層出不窮的新方法促使釬焊技術在大型發電機制造中起到關鍵的生產優勢，極大提升大型發電機的制造水準，同時也為大型發電機組的精準制作奠定堅實基礎，促使大型發電機組投產的質量迅速發展。

1 釬焊技術的技術原理

釬焊焊接方法性能優良，主要采用焊件熔點相對較低的金屬材料作為釬料。在釬焊技術實施的過程中，可以同時加熱低于焊件熔點的釬料和焊件，該技術對焊件的厚度差并沒有嚴格的限制，一旦釬料達到融化的溫度之后，可以利用釬料的液相濕潤焊件，填充固態的工件接頭縫隙，以此促使焊件相互擴散產生連接，從而實現焊件連接，該技術能夠同時焊接多個焊件、多接頭，生產效率較高[1]。

在一些實際情況下，可以科學改變釬焊技術實施條件，保證大量焊件的焊縫能夠同時實施焊接操作，但是要避免接觸到焊件深層組織。需要在釬焊過程中注意的是，一旦在焊件表面或縫隙上展開液態釬料，那么釬料與焊件產生相互作用，釬料冷卻凝固成為牢固的接頭，通過充分清潔接頭，可以有效提升接頭的穩固性，實現接頭無縫可插[2]。

2 釬焊技術在大型發電機制造中的應用特點

2.1 釬料的控制

在釬焊中，釬料的熔點必須要低于焊接材料，釬料是兩種材料或部件的相互結合，在間隙或間隙旁邊附著填充物，是釬焊過程中重要的焊縫填充材料，可以根據熔點的高度將釬料分成軟釬料、硬釬料、高溫釬料。大型發電機制造逐漸趨向于復雜的結構和功能設計，對釬焊的要求也隨之提升。所以，釬料的性能很大程度上決定釬焊工藝性能和釬焊接頭性能，必須在大型發電機制造過程中嚴格控制釬料材質，降低釬料電阻，促使釬料和焊件科學匹配，立足釬焊加熱工藝和經濟成本約束角度進行全面地綜合考慮。

2.2 接頭的設計

釬焊的接頭設計要考慮到大型發電機制造的結構需求，在實際進行焊接操作的過程中，基于焊接接頭強度控制的角度實現釬焊的焊接目標，科學設計釬焊的焊接接頭。同時，因為大型發電機制造對于發電機各部件、組件的精度要求十分嚴苛，所以在發電機組件和零件進行裝配等方面，需要對釬焊的焊接接頭范圍和焊縫進行嚴格地控制，以此在最大限度上提升釬焊的焊接質量，充分保證焊接的效率。另外，釬焊的焊接接頭需要根據具體焊接的工藝特點和焊接的加工部位進行搭接、對接和銜接接頭的甄別與選擇。

2.3 工藝的參數

釬焊溫度是釬焊過程中最主要的工藝參數之一，除了可以促使釬料熔化、促使焊縫和焊件形成接頭之外，還可以完成釬焊之后的熱處理工序，提升接頭的質量。確定釬焊溫度的主要根據是釬料的具體熔點，對于個別釬焊方法，確定釬焊溫度的同時，必須充分考慮到熱處理工藝的參數標準。加熱速度和冷卻速度也會對釬焊接頭質量產生一定明顯的影響，在確保加熱和冷卻速度的前提下實施釬焊，必須要充分考慮到釬料特性和實施時間，滿足大型發電機制造中不同部位對于溫度的實際需要[3]。

3 釬焊技術在大型發電機制造中的應用

3.1 釬焊方法

3.1.1 火焰釬焊法

火焰釬焊法的應用十分廣泛，主要的應用特點是簡單而且靈活，比較適合在比較小的焊件焊接中使用，所使用的氣體可以是石油氣、霧化汽油、乙炔或丙烷等，所以對于焊接的技術操作指標和溫度的控制存在比較高的要求。在大型發電機制造過程中，火焰釬焊法主要適合定子線棒端頭加工封焊、下線焊接和水輪發電機、汽輪發電機環形引線的加工過程，在大型發電機制造過程中，修理和補強過程中，大量的工藝和過程均需要使用火焰釬焊法處理和封焊，使用該法可以對工件和釬料進行混合燃燒火焰的加熱。

3.1.2 電阻釬焊法

電阻釬焊法加熱快、保溫時間長，比較適用于大型發電機制造過程中關鍵部位的加工處理，釬焊過程中利用電流通過焊件、釬料、接觸面產生的電阻融化、加熱釬料之后可以實現釬焊焊接，主要實施過程中可以分為直接電阻加熱法和間接電阻加熱法。其中，直接電阻加熱法目前在大型發電機制造過程中應用是最為廣泛的，電阻釬焊法的主要應用范圍涉及汽輪發電機轉子線圈銅排的組焊、水輪發電機定子線棒下線并頭塊的焊接等。

3.1.3 爐中釬焊法

爐中釬焊法比較適合在生產體量較大、生產效率較高的電機制造過程中應用，需要把裝配好釬料的焊件，置放在爐中進行加熱才能實施釬焊。釬焊設備和釬焊工藝之間存在必然的密切關聯，屬于按照加熱源種類和加熱方式進行歸類的方法之一，作為實施主體的釬焊爐有四種，分別是空氣爐、中性氣氛爐、真空爐、活性氣氛爐，在大型發電機制造主要應用在汽輪發電機定子線棒水電接頭導電片組焊的焊接中等等[4]。

3.2 在大型發電機制造過程中的釬焊工藝

3.2.1 工藝參數

大型發電機制造過程中釬焊技術的應用需要根據焊件的具體尺寸和材質、釬料和藥劑、成本和批量、方法特點等科學地選擇釬焊方法，因為加熱的熱源并不相同，所以，=釬焊技術在大型發電機制造中的工藝參數分別針對釬焊溫度、保溫時間做出要求。保溫時間主要根據母材和釬料相互作用的劇烈強度、工件大小等才能確認，假如工件大，那么所需要的保溫時間就對應越長，母材和釬料相互作用十分強烈，那么保溫時間就對應越短，釬料溫度相對固定，比液相溫度高出25 ℃～60 ℃。

3.2.2 釬焊接頭

目前，在大型發電機制造中常用的接頭主要有四種基本形式，分別是對接接頭、T型接頭、角接接頭和搭接接頭，接頭間隙的大小是接頭考慮的主要因素之一，和母材、釬料選擇間存在必然關聯，對接頭強度和焊縫大小直接產生影響[5]。

3.3 焊縫檢驗

大型發電機制造中，為了更好地檢測釬焊焊接成果，保證釬焊焊接結構的完整屬性和可靠屬性，便于安全使用，除了要明確要求釬焊技術工藝外，還要把好釬焊質量管理的關口，進行焊縫部位的檢驗。通常可以采取抽檢和全檢的方式進行無損探傷，可以使用射線、超聲波、磁力和滲透探傷，在使用肉眼進行觀察的同時，可以使用超聲儀器、渦輪儀器、磁粉儀器等檢測，從而準確把握釬焊焊縫的內部構造，便于及時偵測到安全隱患和技術問題，促進大型發電機制造質量的不斷攀升[6]。

4 結語

綜上所述，釬焊技術的不斷更新迭代必將深刻推動多個領域的高速發展，同時也對釬焊技術提出更高的標準。大型發電機制造因為過程煩瑣，大量的結構需要利用釬焊技術才能實現，為了更大程度地發揮釬焊技術在大型發電機制造中的價值，業界必須不斷完善釬焊的技術參數和實焊方法，設計更加科學合理的感應器，通過有效控制釬焊流程和應用環節，不斷推陳出新控制焊接成本，提升制造水平，為未來大型發電機組的科學制造打下堅實的基礎。

參考文獻

[1] 周元浩.釬焊技術在大型發電機制造中的應用研究[J].中國高新科技，2021（3）：157-158.

[2] 李琳.激光焊在航空制造領域的應用現狀研究[J].焊接技術，2020（3）：1-4.

[3] 周旭東，吳友發，陳帥，等.服役載荷下鋁鋰合金激光焊接T型接頭殘余應力的有限元分析[J].航空制造技術，2020（13）：75-82.

[4] 孫愛俊，李學浩.不同釬料的搭接電阻釬焊研究[J].金屬加工（熱加工），2021（3）：58-65.

[5] 商長洋.牽引電機定子引線與中性環電阻釬焊工藝優化[D].大連：大連交通大學，2020.

[6] 文思靜，凌翠平，栗詩雨.釬料加Sn元素對焊接接頭性能的影響[C]//湖南省株洲市石峰區人民政府、機械工業信息研究院（China Machinery Industry Information Institute）.“田心杯”軌道交通金屬加工技術征文大賽論文集湖南省株洲市石峰區人民政府、機械工業信息研究院（China Machinery Industry Information Institute：機械工業信息研究院金屬加工雜志社，2019：3.