電機(jī)轉(zhuǎn)子紫銅環(huán)焊接接頭失強(qiáng)破壞原因分析及工藝優(yōu)化.pdf

1、某電機(jī)廠在電機(jī)轉(zhuǎn)子紫銅環(huán)結(jié)構(gòu)的焊接生產(chǎn)中,在紫銅環(huán)與銅條經(jīng)釬焊連接后,出現(xiàn)了紫銅環(huán)熔焊接頭的開(kāi)裂問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題,進(jìn)行了紫銅環(huán)焊接接頭失效原因分析,并在此基礎(chǔ)上,提出了改換焊絲B30的焊接工藝方案,對(duì)原有焊絲HS201焊接接頭和B30焊接接頭的高溫力學(xué)性能進(jìn)行了對(duì)比,同時(shí)采用有限元方法對(duì)紫銅環(huán)結(jié)構(gòu)釬焊后冷卻階段的應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了模擬計(jì)算。轉(zhuǎn)子紫銅環(huán)熔焊焊接接頭的失效原因分析認(rèn)為:紫銅環(huán)熔焊焊縫內(nèi)部存在大量的液化裂紋,其產(chǎn)生原因是焊縫內(nèi)混入

2、過(guò)量的氧元素,高溫時(shí)形成低熔共晶體(Cu2O+Cu),低熔共晶體分布在晶界上,削弱了銅在高溫時(shí)的晶間結(jié)合力,焊接接頭力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果表明存在焊接缺陷的HS201焊接接頭抗拉強(qiáng)度顯著下降。數(shù)值模擬結(jié)果表明:在釬焊冷卻過(guò)程中HS201焊接接頭受到的等效應(yīng)力大于有缺陷的HS201接頭在某些高溫區(qū)間的抗拉強(qiáng)度,也就是說(shuō)高溫時(shí),存在缺陷的HS201焊接接頭將不能承受冷卻過(guò)程中所受到的力的作用,結(jié)果導(dǎo)致焊接接頭產(chǎn)生裂紋或在后續(xù)釬焊過(guò)程中發(fā)生斷裂。針對(duì)上

3、述紫銅環(huán)熔焊接頭的失效原因分析,選用新型焊接材料B30對(duì)紫銅進(jìn)行了焊接,對(duì)B30焊接接頭進(jìn)行了一系列的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)和焊縫組織分析,結(jié)果表明:采用焊絲B30的焊接接頭高溫強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于焊絲HS201的接頭強(qiáng)度,接近或超出母材紫銅強(qiáng)度的80％。焊絲B30的焊接接頭焊縫組織良好,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)裂紋存在。數(shù)值模擬結(jié)果表明在冷卻過(guò)程中焊絲B30焊接接頭受到的拉應(yīng)力小于其接頭的高溫抗拉強(qiáng)度,焊接接頭強(qiáng)度滿足使用要求。為了克服采用焊絲B30后,焊接接頭導(dǎo)電性