弹性金属塑料瓦的钎焊工艺方法技术

一种弹性金属塑料瓦中弹性层与钢瓦坯的焊接工艺，其特征在于采用箔状锡铅合金和带强腐蚀性的焊锡膏为钎焊材料，在每平方厘米９０～１１０ｋｇ压力，２４０～２６０℃温度下，保温２５～３５ｍｉｎ，一次完成焊接。具有省工省料，保证质量，焊接工艺简洁，操作安全方便，节省资金又缩短焊接过程的优点。可适用于水轮机组各种规格的弹性金属塑料瓦的焊接以及其它金属与非金属材料的焊接。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于焊接
中钎焊的范畴，涉及水轮发电机组的金属塑料瓦的焊接工艺。原水轮发电机组中的推力轴承及导轴均为钨金瓦。钨金瓦因其运行可靠性差、安装维护复杂而逐渐被淘汰，取而代之的是新型复合材料弹性金属塑料瓦，随之也就产生了该瓦的加工工艺问题。弹性金属塑料瓦主要由塑料弹性层和钢瓦坯组成。因弹性层是塑料面与铜丝垫压而成，其膨胀系数不同，熟压复合后会发生拱状变形，且随着轴瓦面积的增大变形也增大。轴瓦面积小则二三百平方厘米，大则二三千平方厘米以上，复合难度很大。传统的钎焊工艺很不适合弹性金属塑料瓦的焊接要求。为了钎焊较大面积的焊件，通常采用浇熔法，如CN931088869A，即将钎焊材料在事先准备的锅内加热熔融后，浇泼在经预热的工件的结合面上，放上预先挂过焊锡的弹性层，施加较小的压力，使之结合成整体。不足之处在于，这种方法需要较多的附加设备，又浪费材料，且焊接不均匀，操作繁琐，安全性差，质量难以保证。提供一种省工省料，保证焊接质量，安全可靠，一次完成焊接的工艺是本专利技术的目的。本专利技术是一种用于弹性金属塑料瓦中弹性层与钢瓦坯的焊接工艺，其特点是钎焊材料为箔状锡铅合金，厚度为0.3～0.5mm，均匀地铺在焊接面上；钎剂为带强腐蚀性的膏状焊锡膏，腐蚀焊接面，使焊料与工件表面溶合；钢瓦坯及弹性层在焊接之前必须经表面处理，去油污除锈，粗糙度不小于80μm；焊接压力是根据焊接面积而确定的，一般为每平方厘米90～110公斤；加热温度是根据钎焊材料的熔融温度确定的，在熔点上增加25～60℃，为240～260℃，以免塑料层软化，破坏塑料层与铜丝层的结合；保温时间为25～35分钟，是使钎焊温度均匀，接头强度牢固。在焊接件冷却至室温前一直保持额定压力(90～110kg/cm2)，目的是使钎焊面牢固。加热时采用加热板(钢板)放在钢瓦坯下单面加热，可防止塑料面变形及软化。焊接时，是加热、加压及焊接一次完成，制作工艺简单。焊接的最佳实施方案是箔状锡铅合金厚度为0.4mm，压力为100kg/cm2，保温时间为30min。本专利技术所提供的弹性金属塑料瓦的焊接主要由三部分组成一、焊接材料为0.3～0.5mm箔状锡铅合金和带有强腐蚀性的膏状焊锡膏；二、焊接工艺①焊接工件的表面处理，对钢瓦坯、弹性层及钎料均需去除油污，钢瓦坯及弹性层结合面要除锈钝化，具有80μm以上粗糙度；②适当压力，用以矫正变形的弹性层，使之与钢瓦坯贴合的间隙符合焊接的要求，压力的选取主要视焊接面积而定，一般每平方厘米为90～110公斤；③焊接温度，根据钎焊材料的熔融温度熔点上增加25～60℃，一般为240～260℃，主要考虑是在钎焊材料熔融状态下尽量降低加热温度，以免塑料层软化，破坏塑料层与铜丝的结合；④保温时间，目的是使钎焊温度均匀，接头强度牢固，一般为30分钟；⑤加压状态下冷却至室温，使钎焊面牢固。三、工装设备①压力机，可与压制弹性层的压力机共用；②热板由钢板和电热管组成，即在钢板上等距离钻孔，将电热管插入其中，通电加热；③轴流风机，用于焊接后的降温。附图为焊接工艺装配图，其中1.塑料层；2.铜丝层；3.钎焊层；4.钢瓦坯；5.熟板；6.电热管。下面结合实施例加以说明实施例1制作300cm2弹性金属塑料瓦。先将钢瓦坯打磨成粗糙度不小于80μm的表面，清洗掉油污与灰尘，在表面上均匀涂抹一层焊锡膏，后铺上一层厚0.4mm的箔状锡铅合金；弹性层铜丝面也要清洗干净，均匀涂抹一层焊锡膏，再将铜丝面扣置在钢瓦坯钎料上，最后整体放在压力机的热板上加热加压，热板放在钢瓦坯底部加热，可防止塑料面变形及软化。压力升至30000kg，接通电热管加温。当瓦坯温度升至焊接温度240℃后，停止加热，保温30分钟，而后用轴流风机吹风冷却至室温，弹性层与钢瓦坯就会成为一个坚固的整体。最后解除压力，取出塑料瓦。实施例2制作3000cm2弹性金属塑料瓦，其焊接工件表面处理，焊接温度，保温时间，钎焊材料，钎剂与实施例1相同，其焊接面上的压力则为300000kg。本专利技术解决了弹性金属塑料瓦中弹性层与钢瓦坯的结合问题，经剪切试验表明，抗剪强度为23MPa以上，100℃时还有18MPa，其接头强度远远大于实际要求，安全系数为8～10倍。实际上机运行证明塑料瓦无论处于何种恶劣工况下，即使塑料面磨损，瓦温升高，其焊接面依然坚固如初，成为塑料瓦制作技术中最成熟的工艺，对塑料瓦的安全运行提供了有力保障。具有保证焊接质量，焊接工艺简单，省工省料，降低劳动强度，操作安全方便，节省资金又缩短焊接过程一次完成的优点。本专利技术可运用于水轮机组各种规格弹性金属塑料瓦的焊接及其它金属与非金属材料的焊接。权利要求1.一种用于弹性金属塑料瓦中的弹性层与钢瓦坯的焊接工艺，其特征在于a.钎焊材料为箔状锡铅合金，厚度0.3～0.5mm；b.钎剂为带有强腐蚀性膏状的焊锡膏；c.表面处理钢瓦坯及弹性层在焊接前必须经去油污除锈处理，粗糙度不小于80μm；d.压力根据焊接面积而定，每平方厘米为90～110kg；e.加热根据钎焊材料的熔融温度，在其熔点上增加25～60℃，为240～260℃；f.保温时间25～35min。2.按照权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于在焊接冷却至室温前一直保持额定压力。3.按照权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于采用热板单面加热法；4.按照权利要求1或2或3所述的焊接工艺，其特征在于加热、加压及焊接一次完成。5.按照权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于箔状锡铅合金厚度为0.4mm，压力为100kg/cm2，保温时间为30min。全文摘要一种弹性金属塑料瓦中弹性层与钢瓦坯的焊接工艺，其特征在于采用箔状锡铅合金和带强腐蚀性的焊锡膏为钎焊材料，在每平方厘米90～110kg压力，240～260℃温度下，保温25～35min，一次完成焊接。具有省工省料，保证质量，焊接工艺简洁，操作安全方便，节省资金又缩短焊接过程的优点。可适用于水轮机组各种规格的弹性金属塑料瓦的焊接以及其它金属与非金属材料的焊接。文档编号B23K1/00GK1129625SQ9511747公开日1996年8月28日 申请日期1995年11月21日 优先权日1995年11月21日专利技术者孟建军, 张国兴, 饶寿华, 吴小云, 魏志良, 李承革, 姜明利, 王占清, 郭江 申请人:水利部电力工业部机电研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于弹性金属塑料瓦中的弹性层与钢瓦坯的焊接工艺，其特征在于：ａ．钎焊材料：为箔状锡铅合金，厚度０．３～０．５ｍｍ；ｂ．钎剂：为带有强腐蚀性膏状的焊锡膏；ｃ．表面处理：钢瓦坯及弹性层在焊接前必须经去油污除锈处理，粗糙度不小于８ ０μｍ；ｄ．压力：根据焊接面积而定，每平方厘米为９０～１１０ｋｇ；ｅ．加热：根据钎焊材料的溶融温度，在其熔点上增加２５～６０℃，为２４０～２６０℃；ｆ．保温时间：２５～３５ｍｉｎ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟建军，张国兴，饶寿华，吴小云，魏志良，李承革，姜明利，王占清，郭江，
申请(专利权)人：水利部电力工业部机电研究所，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]