发电机定子绕组接头钎焊工艺探讨

左治国

摘要：对定子线棒接头的钎焊工艺，如何正确使用硬焊机进行定子线棒接头焊接，保证良好的焊接质量探讨操作体会。

关键词：发电机 定子绕组接头焊接 钎焊工艺 质量控制

0 引言

发电机的定子绕组是由许多线棒经焊接串联所组成的。这些焊接头在发电机运行中要受到各种机械振动的影响，在故障时要受到短路电流和短路电流产生的电动力的作用，均可能使一些焊接头的电阻增大而导致发热，为确保机组运行过程中发电机定子绕组各接头温度处于正常范围，防止开焊事故的发生，需要定期测量发电机定子绕组的直流电阻，而很大一部分的直流电阻超标与定子接头的本身焊接质量不佳（如断股、虚焊等）有很大的关系，安装过程中的定子接头焊接的质量控制工作显得尤为重要。

1 概述

我厂从2002年开始，陆续对#3、#4以及正在进行中的#2发电机组的减振增容改造，进行了发电机定子线棒的安装，发电机额定容量140MW，发电机定子绕组为三相三支路星形联接，双层条形波绕组，F级绝缘。三相三支路引出采用汇流铜排集中引至定子机座引线出口处，汇流排共5层，分布在定子机座上部整个圆周上。线棒接头采用银铜钎焊工艺。我们采用两台东方电机厂生产的DD-III型硬焊机（额定容量200KVA）分两组同时施焊，在7天的时间内完成了工作任务，焊接质量良好。

2 运行情况分析

目前大、中型水轮发电机、汽轮发电机条形定子线棒端部一般采用银铜钎焊工艺，使用电阻焊机，钎焊的接头具有机械强度高，导电性能好的特点，且加热速度快，对绝缘影响小，操作方便。我厂小东江电站#1、#4机是90年安装投产的，定子线棒端部接头采用对接锡焊焊接，在2002年和2003年先后发生定子端部接头烧断开焊3次，事故发生点均处于发电机上游侧。其中2003年6月19日在4号机事故中发现一定子线棒接头的绝缘并头套有严重烧损现象，拆除后发现该接头已部分脱焊，焊锡流出焊口，由于及时发现未造成事故。同时在机组预防性试验中多次出现直流电阻超标的情况，都是由于定子接头焊接质量不良引起的，这些故障的查找处理都很麻烦，延误了检修工期，浪费了大量的人力物力，而且是发电机安全运行中的重大隐患。我厂此次发电机增容改造中所使用的银铜钎焊工艺，广泛应用于大中型发电机定子线棒上端部和下端部连接板的焊接，以及发电机定子线圈半成品制作时端部的焊接。采用该焊机可以简化工艺，节省工时和成本，焊接时间短，对线棒绝缘无损害，能提高发电机定子线圈焊接质量。

3 如何保证良好的焊接质量

焊接中要达到良好的焊接质量，必须注意好以下一些环节：

3.1 做好防护措施：①上端部接头焊接防护措施：沿定子整圆在上、下层线棒之间以及相邻线棒间用石棉布塞紧，防止焊料掉入铁芯槽内；②下端部接头焊接防护措施：用浸湿的石棉带（以不滴水不宜）缠好线棒端部靠近焊接部分的绝缘，沿定子整圆在上、下层线棒之间以及相邻线棒间用石棉布塞紧；同时为防止掉多余的焊料，施焊处地上应铺好石棉布。

3.2 用丙酮仔细清理线棒头部，必须彻底清除引线头表面的余胶、氧化层及其它污物；用0#砂纸打磨铜板及银焊片见本色，并用酒精清洗干净。

3.3 检查、调整使上、下层线棒引线头对齐，相互偏差上下不超过4mm，左右不超过1.5mm。若对不齐，则需要用整形工具进行校形。

3.4 在线棒引线头与并头块之间放一张0.2mm厚的银焊片HLAgCu80-5，其尺寸比焊接面积宽度方向单边大2.5mm（操作中应戴干净的白手套），并头块的位置按图纸要求放好后用多用夹钳临时固定。

3.5 调节焊机液压夹钳的开口尺寸，使开口尺寸略大于工件厚度。

3.6 用银铜焊机的钳口夹住需焊部位，按照操作规程进行焊接：首先开始加热时，应观察碳精块发热是否均匀，若发现碳精块有发白的亮点，发白表明局部温度已超过1000℃，而并头块铜板的熔化温度为1080℃，若继续加温，将烧坏线圈和并头块,应立即停止焊机，将碳精块调整好位置后继续加热，若发热均匀，应持续通电5-10s，尽量使线棒接头在最短的时间内达到焊接温度(约710℃)，表现为碳精块均匀发热成深红色，此时在焊缝中预放的银铜焊片开始熔化，可迅速使用φ2银焊丝(L一Agl5P)向焊缝中填加焊料，应上下左右全面填充，使焊缝全部填满无间隙，在补充焊料过程中应短时间的点动焊机保持温度，停留时间不能太长，防止过热。为保证焊接质量和焊缝的外观，可在停掉电源后的短时间内再次向焊缝填加焊料。补充焊料过程中，注间焊丝位置，不要形成电极直接短路，焊接完成后不应立即松开钳口，待焊接区域温度降低到500℃左右（待被焊工件成铁灰色），方可松开夹钳，冷却水套应待焊接处温度降至130℃左右时才能拆除（可以多备几付冷却水套，待充分冷却后再拆除，以保护线棒和防止人员高温烫伤）。

3.7 使用银焊机一定要坚持“先通水，后通电；先断电，后断水”的原则，在整个焊接过程中，必须保证冷却水的畅通。

3.8 因焊机两根通水电缆在焊接过程中有较大的电动力，可将两根通水电缆用白布带（或其它非金属捆扎带）捆扎在一起。

3.9 焊接过程中必须随时注意冷却水的温度，若温度过高，如出水有汽化现象，应立即停机检查冷却水压，并检查水路是否畅通；

3.10 冷却水套夹在线棒端部上，胶一定要清理干净，并接触紧密，才能切实起到散热的作用；

3.11 操作中一定要保持焊片的清洁；

3.12 大部分碳精块发热不均匀的原因都是由钳口变形引起的，因铜钳口在高温下经过长期使用将呈外八字形，导致碳精块前后压力不均匀，应采取在钳口基座上加垫等方式做好调整，必要时可以采用多用夹钳辅助夹紧，以保证发热均匀；

3.13 焊接完成后应用压缩空气吹干银焊机的油气回路，并做好焊机的保养工作。

4 结语

接头焊接完毕后，用锉刀、砂布清除焊接头表面焊料、焊瘤及氧化物，使焊接头呈显本色，再用丙酮、白布擦洗干净后进行焊接质量检查，各银铜焊接头处焊缝外观光滑饱满，端面无过烧疏松物，经全面检查合格,由于严格控制安装质量，达到了良好的效果，焊接完成后测量各支路直流电阻最大值与最小值的差值均小于1%。运行一年后机组预试换算到同温度下直流电阻基本无变化，只要严格控制好焊接过程中的各个环节，银铜钎焊可以达到优良的接头质量标准。

参考文献：

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[2]GB/T8564－2003.水轮发电机组安装技术规范.

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[4]JB/DQ3233-87.大型水轮发电机产品质量分等.

[5]徐波，史文.卿大型汽轮发电机转子线圈中频感应钎焊工艺研究.上海大中型电机.2008年第03期.

[6]张巍.100MW汽轮发电机定子线圈三通焊接的水浸探伤研究.黑龙江科技信息.2008年第05期.

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