焊接方法以及电气设备技术

本发明专利技术的课题是在使用了韧铜的焊接中抑制气孔。本发明专利技术包含：对含有铜的第1导体以及第2导体的至少一部分进行加热的第1工序；以及以连接所述第1导体的端部和所述第2导体的端部的焊接部的磷的含有率为0.1％以上的方式，一边熔融所述第1导以体及所述第2导体，一边附加含有磷的填充材料的第2工序。含有磷的填充材料的第2工序。含有磷的填充材料的第2工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】焊接方法以及电气设备


[0001]本专利技术涉及一种焊接导体的焊接方法以及包含该焊接部位的电气设备。

技术介绍

[0002]旋转电机或电力转换装置等电气设备需要以低电阻流过大电流，因此使用粗导线或铜板，通过接合来连接它们。
[0003]作为本
的
技术介绍
，有以下的现有技术。在专利文献1(日本专利特开2004
‑
202521号公报)中记载了一种焊接方法，其特征在于，对作为修补对象的金属构件短时间通电，对该金属构件进行预备加热，在该预备加热后的金属构件上点焊熔融了至少一部分的焊接材料来进行定位焊，通过电弧放电使定位焊在该金属构件上的焊接材料完全熔融，对该金属构件的修补部位进行正式焊接(参照权利要求1)。现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1：日本专利特开2004
‑
202521号公报

技术实现思路

专利技术要解决的问题
[0005]在这样的焊接部位使用熔融接合性良好且氧的含有量少的无氧铜。无氧铜的成本高，希望向成本低的有氧铜(韧铜)的材料变更。但是，在使用了有氧铜的焊接中，在焊接部形成大量气孔，担心因连接截面积的减少而导致强度不足或电阻值的增加。因此，在使用韧铜的焊接中，气孔的抑制成为课题。解决问题的技术手段
[0006]如果展示本申请中公开的专利技术的代表性的一例，则如下所述。即，一种焊接方法，其包含：第1工序，其对含铜的第1导体以及第2导体的至少一部分进行加热；以及第2工序，其以连接所述第1导体的端部和所述第2导体的端部的焊接部的磷的含有率为0.1％以上的方式，一边熔融所述第1导体以及所述第2导体，一边附加含有磷的填充材料。专利技术的效果
[0007]根据本专利技术，能够进行对氧的含有量多的韧铜或表面附着有氧化膜的铜材的气孔予以抑制的焊接。上述以外的问题、构成及效果通过以下的实施例的说明而明确。
附图说明
[0008]图1是表示本实施例的电弧焊接的图。图2是表示通过本实施例的电弧焊接而被焊接的定子线圈导体的接合例的图。图3是表示焊接部的磷的含有率与气孔率的关系的曲线图。图4是表示焊接电流的例子的图。图5A是用恒定电流焊接的铜材的焊接部的截面照片。
图5B是用脉冲电流焊接的铜材的焊接部的截面照片。图6是表示本专利技术的实施例的旋转电机的整体构成的示意图。图7是表示安装在图6所示的旋转电机的壳体上的定子的立体图。图8是图6所示的旋转电机的定子铁芯的立体图。图9是图6所示的旋转电机的分段线圈的线圈端的焊接后的立体图。图10是表示本专利技术的实施例的电力转换装置的构成的立体图。图11是表示图10所示的电力转换装置的端子和中继连接构件的端子的焊接部位的图。
具体实施方式
[0009]关于本专利技术的实施例，例示用于电动机(马达用线圈)、电动设备(逆变器用母线)等的电连接部的铜材的焊接方法。另外，本专利技术除了以下说明的电弧焊接之外，也可以适用于激光焊接、电子束焊接等其他焊接方法。
[0010]图1是表示本实施例的电弧焊接的图。
[0011]电弧焊机具有：电极10，其与负极连接的焊枪的；以及卡盘20，其与正极连接并且夹持铜材30，并兼用作在其与该铜材30之间产生电弧放电的电极。如后所述，作为被焊接物(工件)的铜材30是旋转电机的线圈，或者是各种控制装置的端子和母线，是应接合的多个导体。电极10可以由焊接消耗少的钨材料形成。
[0012]在电弧焊接中，作为第1工序，选定适于铜材30的焊接条件(例如，通过与电极10和铜材30的距离对应的电流来减小焊接电弧等)，对电极10与卡盘20之间施加焊接电流。
[0013]另外，向焊接电弧喷射保护气体40，将焊接时熔融的铜材30与大气隔绝，保护其不被氧化。保护气体40使用惰性气体(例如氩气)。
[0014]另外，作为第2工序，在焊接中附加填充材料50。在本实施例中，作为填充材料50，可以使用在与非焊接物相同的金属材料中含有具有脱氧作用的添加物(脱氧剂)的填充材料，例如可以使用含有磷的铜材(磷铜钎料)。
[0015]在使用有氧铜的焊接中，在焊接部31形成气孔。气孔被认为主要是材料中含有的氧气化，铜凝固时气化的氧残留在焊接部31内。因此，在本实施例中，添加含有磷的铜材作为填充材料50，使铜材30中含有的氧与磷结合而形成磷的氧化物，减少气化的氧的量，由此抑制由氧气引起的气孔。在本实施例中，使用含有5～7％的磷的磷铜钎料作为填充材料50。另外，在本实施例中，如图3所示，由于焊接部31的磷的含有率为0.1％以上，因此作为填充材料50的磷铜钎料可以含有0.1％以上的磷。另外，如果使用含有银的磷铜钎料作为填充材料50，则可以提高润湿性。进一步地，作为填充材料50，可以不是含有磷的铜材，而是含有硅或锰等脱氧剂的铜材，进一步地，也可以是含有2种以上这些脱氧剂的的铜材。
[0016]然后，切断电流，从卡盘20上取下铜材30，结束焊接作业。由此，能够以电阻小且高强度接合多个铜材30。
[0017]根据本实施例，通过具有脱氧作用的填充材料50的附加，即使使用有氧铜或表面附着有氧化膜的铜材，也能够进行抑制气孔的焊接。
[0018]图2表示所焊接的定子线圈导体的接合例。
[0019]在定子线圈导体102彼此的被接合部之间夹有含有磷的铜材401作为填充材料50，
接合部104以接合部顶端成为定子线圈导体102和接合构件401的合金层402的方式被熔化，接合部的根部作为接合构件401的钎焊而被电接合。接合部顶端的上表面形状由于接合部104的熔融面积小，因此端面的一部分成为角部501而存在，能够确保与相邻的接合部104的距离，能够提高绝缘可靠性。
[0020]接合后的截面形状如图2的(b)所示，具有接合部的顶端成为定子线圈导体102和接合构件401的合金的区域(合金层)402成为大致T字形状的特征。通过截面形状为大致T字形状的合金层402和接合部的根部作为接合构件的钎焊而被电接合，与以往的电弧的接合方法相比，能够比以往减少给予接合部104的热量。
[0021]通过上述的接合方式，能得到如下效果：能够满足接合强度，并且能够缩短用于降低接合时的热对定子线圈外周的绝缘覆膜105的损伤的绝缘覆膜剥离长度，能够降低线圈末端高度。
[0022]图3是表示焊接部31的磷的含有率与气孔率的关系的曲线图。
[0023]根据焊接中的填充材料50的附加量，残留在焊接部31中的磷的含有量不同。因此，在焊接工序中，通过焊接条件(焊接电流、焊接时间、非焊接物与电极10的距离)的调整，来控制在铜材30的顶端熔融的长度(即焊接部31的体积)，进一步地，控制填充材料50的附加量，控制焊接部31的磷的含有量。
[0024]从曲线图可知，如果作为脱氧剂的磷的含有率变大，则焊接部31中的气孔率降低。特别是通过使磷的含有率为0.1％以上，铜材30中含有的大量的氧与磷结合，减少气化的氧的量，能够将气孔率抑制在20％以下。优选磷的含有率为0.2％以上，可以将气孔率抑制在2％本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种焊接方法，其特征在于，包含：第1工序，其对含有铜的第1导体以及第2导体的至少一部分进行加热；以及第2工序，其以连接所述第1导体的端部和所述第2导体的端部的焊接部的磷的含有率为0.1％以上的方式，一边熔融所述第1导体以及所述第2导体，一边附加含有磷的填充材料。2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，在所述第2工序中，以所述焊接部的磷的含有率为0.2％以上的方式附加所述填充材料。3.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，在所述第2工序中，以所述焊接部的磷的含有率为0.5％～1.5％的方式附加所述填充材料。4.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，在所述第1工序中，通过由在所述第1导体以及所述第2导体与电极之间流动的电流而产生的电弧放电，加热所述第1导体以及所述第2导体，在所述第2工序中，在附加所述填充材料时，通过使所述电流的电流值随时间变化，在所熔融的所述第1导体以及所述第2导体中搅拌所述填充材料。5.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，在所述第1工序中，通过由在所述第1导体以及所述第2导体与电极之间流动的电流而产生的电弧放电，加热所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：森贵裕，小野濑伸，中山健一，千叶雄太，铃木正昌，
申请(专利权)人：日立安斯泰莫株式会社，
类型：发明
国别省市：