(哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱 150040)

0 引言

田灣核電站1#發(fā)電機由俄羅斯某工廠生產(chǎn)制造[1]，我公司承接了其定子部分的改造任務，參照其原有的結構形式重新設計圖紙并進行生產(chǎn)制造。該發(fā)電機定子繞組及導電部件均采用釬焊方式進行連接，生產(chǎn)制造過程中涉及大量釬焊工序，并應用到多種釬焊方法。該定子涉及的釬焊部件尺寸較大，結構形式較為復雜，釬焊難度較大，且多數(shù)釬縫為通水的氣密性焊縫，對釬焊質量及釬焊工藝過程要求非常高。

1 定子鼻端連接部件釬焊

1.1 定子鼻端結構國、內(nèi)外大型汽輪發(fā)電機水冷定子線圈上、下層的連接有多種形式，如錫焊的多股線連接、關節(jié)式連接和套管連接等[2]。經(jīng)過對比試驗，決定采用套管結構，如圖1所示，項①與項③兩個連接部件由項②套管進行連接，再分別與上、下層定子線棒連接，形成一個循環(huán)水路。

圖1 定子鼻端連接結構圖

1.2 釬焊方法的選擇及驗證

受空間及結構限制，此處接頭難以采用感應加熱釬焊工藝，決定采用火焰釬焊的方法進行釬焊，釬料為BCu80AgP釬料，該釬料又被稱為自釬劑釬料，其中的磷成分不僅能夠有效降低釬料熔點，還能夠在釬焊過程中清除銅的氧化物，不需要另外添加釬劑[3]。

火焰釬焊是通過火焰對釬焊接頭進行加熱的，需要嚴格控制加熱過程，以保證釬焊溫度及接頭受熱均勻，對釬焊操作者的技術水平要求很高。為了驗證釬焊工藝過程，并對操作者進行培訓，提前進行了釬焊工藝試驗。通過反復多次試驗，確定了該接頭的釬焊順序，即先釬焊項1和項3與定子線棒間的釬縫，再釬焊項1和項3與項2間釬縫，這樣可以保證釬焊接頭受熱均勻，提高加熱效率，降低加熱過程對定子線棒水盒-水盒蓋釬縫及線棒絕緣的影響。

1.3 釬焊工藝要點

釬焊工藝的要點包括以下4方面。

(1)焊前應徹底清理待焊接頭表面，去除油脂、污物、雜質等，并用浸水白紗布對定子線棒端部絕緣進行防護。

(2)釬焊前，所有連接部件均已裝配完畢，全部定子線圈形成一個相互貫通的系統(tǒng)，如圖2所示，用法蘭封閉汽、勵端各一個氣體出口，使得該系統(tǒng)只有一個進氣口和一個出氣口。釬焊時將氬氣由進氣口不間斷通入，由出口流出，使所有釬縫均在氬氣保護下進行焊接，達到防止釬縫背部及管路氧化的目的。

圖2 氬氣流通防護示意圖

(3)釬焊時用氧-乙炔中性焰進行加熱，并保證釬焊接頭的受熱均勻，釬焊順序如圖3所示，按照①→②→③→④順序進行釬焊。

圖3 釬焊順序示意圖

(4)釬焊結束后，在釬料徹底凝固之前，不允許觸碰、移動接頭。

2 引線銅排釬焊

2.1 引線銅排結構

高壓瓷套及引出線裝配中引線銅排共有6種形式，形狀復雜，是我公司目前生產(chǎn)的尺寸最大的軟連接部件，如圖4所示。以其中一種引線銅排為例，其由42片尺寸為0.5×160×870mm的T2軟銅帶疊加并進行彎型后，而后在軟連接兩端銅帶外側分別放置2mm銅薄板并進行整體封焊，最后在封焊區(qū)域進行加工。

圖4 引線銅排

2.2 引線銅排彎型

由于引線銅排形狀復雜多樣，且尺寸較大，若采用傳統(tǒng)的模具壓型的方式進行彎型，需要為每種形式引線銅排提制相應的壓型模具，模具非常笨重且利用率較低。通過對引線銅排尺寸形式進行判定，根據(jù)以往銅板彎型經(jīng)驗，采用在平臺上焊接圓柱進行手工彎型的工藝，如圖5所示。彎型時預留了材料回彈量，并在焊后、加工后進行了多次復型，保證了引線銅排整體尺寸。

圖5 引線銅排彎型

2.3 引線銅排封焊

針對引線銅排端部大面積封焊，需要提前在層與層之間預置銀焊片(規(guī)格為0.1mm的BCu80AgP自釬劑釬料)，通過感應加熱的方法實現(xiàn)壓焊。根據(jù)接頭尺寸制作了感應圈，可以保證整個釬焊接頭均勻加熱。

壓焊時，將釬焊接頭放置在特制的壓焊工具上，以實現(xiàn)在感應加熱過程中對釬焊接頭施加壓力實現(xiàn)封焊，如圖6所示。該壓焊工具通過在支臂一側放置并調(diào)節(jié)千斤頂，實現(xiàn)在釬焊過程中對接頭施加可調(diào)節(jié)的壓力，進而保證引線銅排端部厚度方向尺寸。

圖6 引線銅排封焊

3 結語

田灣1#發(fā)電機定子改造項目涉及的釬焊工序繁多，接頭尺寸大、結構形式復雜，對接頭釬焊質量要求高，釬焊難度大。本文通過氬氣保護火焰釬焊的方式很好的保證了鼻端連接部件釬焊質量；通過合理設計感應圈及壓型工具，完成了引線銅排端部大面積封焊。

整臺定子在制造過程中涉及的釬焊工序進展順利，不僅保證了產(chǎn)品質量和生產(chǎn)進度的要求，同時也為今后類似項目的生產(chǎn)制造奠定了堅實基礎。