4.6.4 钎焊焊料和焊剂的选择
由于铜的可钎焊性较好,铜线绕组一般都是采用钎焊方法。软钎焊加热温度低,操作简便,焊接时对邻近绝缘物影响小,在一般电机中应用更为普遍。硬钎焊的机械强度好,一般只用于耐热性和机械强度要求高的绕组接头,如频繁启动(或逆运转)和高速的转子绕组接头,以及大型电机绕组接头等。硬钎焊的缺点是焊接温度高,容易烧伤邻近绝缘物,线圈发生故障时拆修不便。
正确选择焊料和焊剂是保证钎焊质量、降低钎焊费用的一个重要因素。
(1)焊料的选择
焊料应具有适宜的熔点,良好的润湿性、流动性、抗腐蚀性和导电性,而且要经济易得。
润湿性和流动性是钎焊焊料必备的重要条件。具有良好的润湿性和流动性,焊料才易于渗流到微小的缝隙中去。润滑性与焊料的表面张力系数和比表面能有关,表面张力系数和比表面能越小的焊料,钎焊性越好,焊料的温度升高,表面张力系数下降,可提高润湿性;流动性与焊料的成分有关,共晶焊料的流动性最好,温度升高,也可提高焊料的流动性。锡和铅的表面张力系数和比表面能均较小,所以普遍用作软焊料的主要成分。
选择与被焊金属电化次序相近的元素作为焊料,可获得抗电化腐蚀性较好的焊头。锡、铅与铜的电化次序较相近,所以用锡基焊料钎焊铜,抗电化腐蚀性较好。焊料中含锡量越高,焊料熔化后的流动性越好,所以深而狭的焊缝(如换向片槽)宜采用含锡量高的焊料。
虽然含锡量多少对焊头的机械强度、电阻率和耐腐蚀性影响不大,对焊料熔点也无多大影响,但锡的价格较高,所以一般应尽可能采用含锡量较低的焊料,例如线头搪锡都采用低锡焊料。铜线绕组常用的锡铅焊料,如表4-6所示。
表4-6 常用的锡铅焊料
铜线绕组常用的硬焊料为磷铜或银铜。磷铜性脆,不耐振动,不宜用于转子绕组焊接。银铜焊料不仅机械强度比磷铜高,而且导电性、抗腐蚀性也比磷铜好,但价格较高,一般只用于机械强度和电气性能都要求特别高的绕组接头,例如大型同步电机定子和转子绕组、异步电机铜条笼型绕组等。
(2)焊剂的选择
钎焊焊剂应能溶解和除去氧化物,使钎焊容易进行;能改善焊料对焊件的润湿性;且具有低于焊料的熔点和一定的流动性,容易脱渣。
钎焊焊剂可分为有机焊剂和无机焊剂两种,有机焊剂又称中性焊剂,在铜线绕组钎焊中普遍采用的是松香或松香酒精溶液。它没有腐蚀作用,反而可以形成坚硬的薄膜,保护焊接处不受氧化和腐蚀。
无机焊剂又称酸性焊剂,由卤族元素的盐类制成,如氯化锌、硼砂以及含有氯化锌和氯化铵的焊药膏等。它能有效地清除焊件的氧化物,改善焊料的润湿性和流动性,但由于它对铜和绝缘都有强烈的腐蚀性,在绕组焊接中一般应避免采用。若使用这类焊剂时,焊后必须彻底清除焊剂残余和焊渣。