張?zhí)m芝

(哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱150040)

0 引言

大型電機的定、轉(zhuǎn)子鐵心都分成很多疊片段，鐵心段之間放置了點焊有通風(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)量必須滿足強度要求，確保裝壓后不產(chǎn)生倒塌和壓潰現(xiàn)象。同時，通風(fēng)槽鋼點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。

隨著我國電機制造技術(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。本文從點焊工藝方法的原理、點焊質(zhì)量等方面對電機定、轉(zhuǎn)子通風(fēng)槽板的制造工藝方法進行了深入的分析和總結(jié)。

1 通風(fēng)槽板的點焊工藝方法

目前國內(nèi)電機通風(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電極之間，接通電流并施加一定的壓力，利用電流流過工件接觸面時所產(chǎn)生的電阻熱進行加熱，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。手工點焊、凸焊和自動點焊都屬于電阻焊。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、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)槽板的焊接工藝細分為手工點焊、凸焊、自動點焊和激光點焊四種。

1.1 手工點焊

這里所謂的手工點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手工劃線的方式劃出，然后采用單點式點焊機進行雙面點焊。點焊時將槽鋼(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。典型的雙面點焊方式如圖1 所示，這是最常用的方式。

圖1 單點雙面點焊原理圖

這種點焊方式可適用于任何規(guī)格類型的槽鋼(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通風(fēng)槽板的點焊以及襯口環(huán)、固定片等零散部件的點焊，如圖2 所示。

圖2 手工點焊

2.2 凸焊

凸焊屬于電阻點焊的一種，是利用通風(fēng)槽片帶有的特制凸點，焊接到?jīng)_片上的焊接方式(如大直流電機電樞通風(fēng)槽板)。凸焊時，焊件同時在幾點內(nèi)接觸，實質(zhì)上是一種多點點焊。凸焊采用凸焊機來完成，和點焊機并沒有原理上的差別。功率夠大的點焊機可用來進行凸焊;反之，凸焊機有時也可用來進行厚工件的點焊。只不過采用凸焊工藝時，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、凸點熔化和成核三個階段。通風(fēng)槽片被壓力擠緊在不動的夾緊模具上，而沖片則定位在可移動的胎具上。當(dāng)變壓器閉合時，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采用槽片作為焊接件的通風(fēng)槽板焊接。其特點是效率高，多個焊點同時加工、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 自動點焊

自動點焊主要是從點焊設(shè)備提出來的，屬于電阻焊，只不過這種點焊方式的自動化程度比較高，從槽鋼進料、校直、斷料、沖片入料、點焊、成品出料的整個過程是全自動化，無需人工操作(如水電定子通風(fēng)槽板)。圖4為自動點焊的作業(yè)流水線。這種點焊方式對槽鋼的質(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 自動點焊作業(yè)流水線

圖5 自動點焊焊接效果圖

2.4 激光點焊

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

圖6 激光點焊焊接效果圖

3 結(jié)語

根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的不同要求和各自點焊工藝方法的特點以及實際生產(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。電機制造廠家可根據(jù)自己的設(shè)計能力、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)控激光點焊機在發(fā)電機通風(fēng)槽片焊接中的應(yīng)用.上海:大中型電機，2010.1.

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