大中型電機定轉子通風槽板點焊工藝總結

張蘭芝

(哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱150040)

0 引言

大型電機的定、轉子鐵心都分成很多疊片段，鐵心段之間放置了點焊有通風槽鋼(或通風槽片)的沖片，即通風槽板，從而形成定、轉子鐵心徑向風道，用以鐵心的散熱和通風冷卻。通風槽板的制造質量必須滿足強度要求，確保裝壓后不產生倒塌和壓潰現象。同時，通風槽鋼點焊在沖片上的位置要準確，各段鐵心裝壓完后，通風槽鋼軸向位置成一直線，以保證徑向風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的發展和制造設備的更新換代，通風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、點焊質量等方面對電機定、轉子通風槽板的制造工藝方法進行了深入的分析和總結。

1 通風槽板的點焊工藝方法

目前國內電機通風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生的電阻熱進行加熱，形成被焊工件局部熔化狀態，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，使工作物質受激發而產生的一種單色性高、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，產生熱量并使之熔化而達到焊接目的。根據焊接設備和焊接方式，我們可將通風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槽鋼(或通風槽片)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格類型的槽鋼(槽片)的焊接(如普通火電產品定子通風槽板)，適用范圍廣，操作簡單，加工成本低。但焊接效率低，工件的兩側均有電極壓痕，槽鋼點焊位置誤差大，焊接質量不高，通常用于通風槽板數量少，槽鋼(槽片)尺寸大的交直流電機通風槽板的點焊以及襯口環、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，是利用通風槽片帶有的特制凸點，焊接到沖片上的焊接方式(如大直流電機電樞通風槽板)。凸焊時，焊件同時在幾點內接觸，實質上是一種多點點焊。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。凸焊分為預壓、凸點熔化和成核三個階段。通風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(如水電定子通風槽板)。圖4為自動點焊的作業流水線。這種點焊方式對槽鋼的質量要求較高，主要用于規格尺寸小、材料為1Cr18Ni9Ti 的冷軋槽鋼的焊接。焊接表面質量高、槽鋼焊接位置準確，多用于水電、火電通風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，與傳統的電阻點焊相比具備其特有的優勢。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(如溪洛渡定子通風槽板)。但激光點焊的操作難度大，需要根據不同規格的通風槽鋼來確定出合理的點焊工藝參數，其中一個重要的參數就是激光工作功率。激光功率較小時，熔深淺，會出現未焊透現象，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，則表面會出現明顯塌陷甚至形成凹坑，焊接時產生金屬飛濺。因此，焊接前需要通過試焊確定出最佳的工藝參數。目前這種焊接方式已開始應用到水輪發電機通風槽板的加工制造中，將來的應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 結語

根據結構設計的不同要求和各自點焊工藝方法的特點以及實際生產的需求，上述四種通風槽板制造工藝不同程度的在生產中得到應用。電機制造廠家可根據自己的設計能力、設備情況、生產周期等選擇適合自己的通風槽板點焊工藝方法，確保通風槽板的制造質量。

［1］ 楊滿林.數控激光點焊機在發電機通風槽片焊接中的應用.上海:大中型電機，2010.1.

［2］ 李建偉.電機通風槽板制造工藝.大電機技術，2002.5.