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【新能源电动车工艺篇二】灭弧罩(静点接头组件)的真空钎焊

浏览次数: 日期:2016年3月21日 10:18
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新能源电动车因其高压、大电流通流能力、长寿命等电气性能要求,产品须长期保证触点压降、绝缘强度,动点与静点需密闭在真空或惰性气体的环境中不被氧化,高氧化铝瓷因其介质损耗小、体积电阻率大、强度高、硬度大、线膨胀系数小、耐磨与耐热冲击性也好等优良的电气性能而被金属化后与静点、可伐气密地焊接在一起构成具有高的机械强度、真空致密性的灭弧罩部件。

其中灭弧罩的焊接是将需钎焊的零件通过钎焊夹具定位在真空钎焊炉中进行钎焊的。而真空钎焊是在密闭式的炉体内达到近似真空状态下,防止在高温钎焊过程中工件与空气中的氧及其它活性气体发生反应,高真空下气体残留极少焊接强度高。采用比母材熔点低的金属材料作钎料,对结构件及钎料进行加热和保温,使钎料在适宜的温度(低于母材熔点的温度)和时间范围内熔化,利用液态钎料在毛细力作用下与固态金属充分浸润、溶解、扩散、焊合,从而达到焊接目的的一种先进焊接方法。

景德镇市千赢新能源电控有限公司目前购置了数台高端分子泵系统的高真空钎焊炉(含卧室、立式),能实现几乎密闭式的真空钎焊,减少氧化性气体的含量并控制金属氧化物的生成量。炉膛高真空获得的‘涡轮分子泵系统’较现主流‘油扩散泵系统’的具有着明显优势:1、清洁、无油蒸汽返流,系统相对简单些(不用任何阱);2、分子泵极限真空度能达10-7Pa级而扩散泵为10-5Pa级;3、分子泵入口压力范围宽:13.33Pa~133.3mPa。而这么宽范围对扩散泵(1Pa~100mPa)的工作会变得不稳定;4、分子泵达到正常运行速度的时间短(几分钟 )且能立即关闭、运行过程耗电量小。而扩散泵须将硅油加热至240℃左右才能达到正常抽速。

整个升温过程操作均为自动控制。在真空钎焊炉中,工件主要靠热辐射进行加热。真空钎焊温度直接影响钎焊质量。钎焊温度低时,钎料尚未达到必需的温度,钎料的流动性、浸润性均较差,易产生钎缝内部气孔、钎缝不连续、虚焊等缺陷,使钎焊接头强度降低,承压能力不达标而产生泄漏,严重时甚至会撕裂;温度高时,钎料完全熔化且流动性过大,易产生钎料氧化形成气孔和对焊缝的毛细力作用变差,造成钎料流失、熔蚀、产品弯曲等缺陷。液态焊料对被焊金属具有良好的浸润性和流散性,能在毛细力作用下较好地填充钎焊间隙,并能与被焊金属产生良好的合金化作用,形成高强度接头。

自动控制的温升充分保证了钎焊的质量。其中分子泵系统的高钎焊(卧式炉)还带强制快速冷却系统,能在高温状态下迅速降温至70℃以下,满足工艺需求。

目前景德镇千赢的灭弧罩等需焊部件的钎焊操作工艺:零件装入专用钎焊夹具并稳置炉膛→关闭炉门及各进气阀→依次开启前级泵→开预抽阀→关预抽阀→开前级阀→开分子泵→开主阀→达到真空度后启动温控程序(升温、保温、升温、看化、保温、随炉降温)→依次关闭(主阀、分子泵、前级阀、前级泵)→400℃以下依次开启高纯氮充气阀→依次关闭氮气充气阀(带强制快速冷却系统可启动)→降温至70℃以下(关闭快冷系统后)开各进气阀→开炉门出炉。

在所有工艺中唯温控(曲线)程序根据实际(钎焊产品数量、规格、钎料等的差异)焊接结果摸索进行编制、调整。其余工艺均须按操作规程和使用步骤进行工作,降温前各泵和阀的操作也可按设定自动运行。

相比气体保护焊的钎焊方式,真空钎焊具有明显优势:

1、不用钎剂。显著提高了产品的抗腐蚀性,免除了各种污染,无公害的处理设备费,有好的安全生产条件。

2、真空钎焊不仅节省大量价格昂贵的金属钎剂,又不需要复杂的焊剂清洗工序,降低了生产成本。

3、真空钎焊钎料的湿润性和流动性良好,焊复杂和狭小通道的器件提高了产品的成品率,获坚固、清洁的工作面。

4、与其它焊接方法比,真空炉的内构及夹具等寿命长,可降低维护费用。

5、适用真空钎焊的材料很多,可连接不同的金属、实现复杂结构的同时焊接,焊接后的焊接头光洁致密、变形小且具有优良的力学性能和抗腐蚀性能。

目前真空钎焊工艺已广泛用于电子工业上钎焊铜和不锈钢、航空发动机、工程机械、车船交通工具、空气分离设备、石油化工及其它方面如空调机和各种电暖器的换热芯条。当然也逐步被新能源电动车行业所应用。(景德镇千赢/赵尊平)

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