4.6.5 钎焊工艺
(1)钎焊前的准备工作
钎焊前,必须将线头待焊部分的绝缘层和氧化膜以及油污清除干净。氧化膜及油污除隔离焊料与焊件金属接触外,还将大大降低焊料的润湿性能。为了使待焊部分不被继续氧化,有时在清理后还需搪锡。
对于线径较细的漆包线头,为节省刮漆膜时间,可用化学脱膜法。化学脱膜法主要有酸性脱膜和碱性脱膜。酸性脱膜用硫酸或甲酸;碱性脱膜法用碱液或熔盐。硫酸脱膜工效高,但操作不便;甲酸脱膜虽简便,但有刺激气味;碱液脱膜成本低,但工效不高;熔盐脱膜迅速但操作不安全。
线头清理后,钎焊前还需扎紧固定。因为软焊料机械强度差,所以扎紧尤为重要。对于导线较细的绕组,一般采用绞接;对于导线较粗的绕组,一般采用扎线连接;对于扁线绕组,一般采用并头套连接。
(2)软钎焊工艺设备及操作注意事项
软钎焊常用的有烙铁焊、浇锡焊和浸渍焊。
①烙铁焊 常用烙铁有火烧烙铁、电热烙铁、变压器快速烙铁等。使用时应注意烙铁烧热后,在头上接触处一定要先搪锡,烙铁不能烧得过热,以免过热氧化而搪不上锡(俗称“烧死”)。
烙铁的热容量应根据焊头的大小而定,如果用小烙铁焊大件,不但焊不牢,反而由于对线头长时间的加热,会烤焦线头附近的绝缘。
焊接时,先在搪过锡的接头上涂上松香酒精溶液,然后把挂上适量锡液的烙铁放在接头下面(注意如位置许可,烙铁不应放在接头上面),当松香酒精沸腾时,立即将锡焊条涂在烙铁及接头上,必要时可再加一些焊剂,使锡液更易渗入。烙铁离开后,趁热用锡条或蘸松香酒精溶液的毛刷迅速擦去多余的锡。若有凸出的锡刺要设法去掉。
在焊接过程中,要防止烧伤邻近绝缘,避免锡渣落入绕组缝隙内。
对大型转子铜条、换向器的焊接,宜采用热容量较大的烙铁。必要时对换向器先预烘热。操作时换向器端应放置稍低,防止锡流到绕组缝隙内。有时为了避免换向器表面及里端面焊上锡,可以事先在不需焊的部分涂上墨汁。
②浇锡焊 如果焊接线头数量很多,则采用浇锡焊接比较方便,质量比烙铁焊的容易保证。先用铁锅在电炉或煤炭炉上熔化较多的锡,然后用小勺对已准备好的接头浇注,大接头可多浇几次,浇注情形如图4-46所示。
图4-46 浇锡焊接方法
浇锡时温度不宜过高。估计锡温的经验是当小勺拨去锡面氧化层后,约在10s内,锡表面由银白色很快变成金黄色时最好。如果很快变成紫蓝色,说明焊锡温度过高。
为了安全操作,浇锡的勺子要同时放在锡锅内加热,勺子上不得带有水分。
③浸渍焊 浸渍焊适用于引线头的搪锡,尤其适用于成批交流电机转子铜条并头套和直流电机换向器的整台浸焊。
对于交流电机定子绕组接线头,用手提式电热浸焊戽较简便,如图4-47所示,经变压器通入36V的交流电,将锡焊料加热熔化,洒上松香粉末,将接头浸入锡戽内,经短时即可焊好。
图4-47 手提式电热浸焊戽示意图
1—锡戽;2—云母板;3—石棉板;4—电热丝;5—外壳;6—锡液
对于交流电机绕线转子,修理焊接转子并头套时,也可采用简易浸焊法,如图4-48所示,把转子吊起来立放,用扇形焊锡勺逐渐浸焊。焊完一端,将转子翻180°,再焊另一端,这种浸焊法比烙铁逐个焊又快又好。
图4-48 简易浸焊法
对于直流电机电枢换向器接头,一般可采用锡焊。为提高工效和质量,在制造厂普遍采用浸渍焊。浸渍焊设备如图4-49所示,钢板焊槽1用电热丝3加热,焊料液面由特殊浮子调节,浮子为空心铁杯,由电动机6通过摩擦轮7及减速箱5来控制位置。槽壳外面为绝热层2,座环14配合换向器直径,可随不同的换向器而更换,对于直径小的电枢,一次可以安放3~4个。
图4-49 直流电机电枢浸焊槽
1—焊槽;2—绝热层;3—电热丝;4—升降杆;5—蜗轮减速箱;6—电动机;7—摩擦轮;8—盛锡盘;9—轴;10—电热丝盒;11—浮子;12—锡液;13—石棉衬垫;14—座环;15—支板
浸焊时,将换向器的待焊部位涂上松香酒精溶液,立放于座环上,用石棉衬垫堵塞漏缝,开动电动机使浮子下沉,锡液12上升到浸没换向器接头,进行浸焊。锡温保持在280℃左右,时间随工件大小而定,以使锡液浸透接头片槽内为原则。焊后升起浮子,使液面下降,即可取出电枢。若因温度过高,锡液流失过多,则待接头稍冷后,再升高锡液重浸一次。
对于异步电机铜条转子绕组并头套,亦可利用浸焊槽进行浸焊。用起重设备吊起转子,以控制浸焊高度。
浸焊生产效率高,质量较稳定,对焊料和热能的损失较少,但焊槽体积大,使焊料熔化所需的热能大,如果焊接工件很少,还是不经济的,因此可改用其他工具焊接,例如直流电机电枢可用烙铁焊、铜条转子可用手提式扇形浸焊戽盛锡液,分段进行浸焊。
(3)硬钎焊工艺设备及操作注意事项
硬焊料熔点高,一般采用电阻焊和气焊加热。为了提高工效和质量,有的制造厂还采用中频焊加热。
①电阻焊 电阻焊是利用线头接触电阻大,当通过大电流时,便在接触处产生高温而使焊料熔化,填充接头缝隙。电阻焊一般采用焊钳或对焊机。
焊钳上装有石墨电极,焊接前先将线头搭接好,用焊钳将搭接处夹紧,接通电源,涂上硼砂焊剂(如用磷铜焊料可不用焊剂),然后放上焊料,待焊料熔化后填满接头缝隙,切断电源即可。为了防止熔融焊料滴落到线圈上,应在接头与线圈之间垫上石棉布。
对焊机主要用于线圈绕制中导线断头的焊接。焊接时,首先按照对焊机使用规范,根据导线截面选择电流大小,调整行程,将待焊线头的绝缘层清理干净,用锉刀锉平接触面,放进对焊机钳头,夹紧并对准中心线,然后操作焊机,使线头接触,通过电流产生高温,放上硼砂焊剂和银铜焊料,使其熔化填充接头缝隙。
②气焊 气焊是利用氧化乙炔火焰,将线头局部加热,使焊料熔化进行焊接。
根据两种气体混合的比例不同,可形成三种气焊火焰,即氧化焰、还原焰和中性焰。一般都采用中性火焰焊接,以保证焊接质量。这种火焰的焰心、内焰和外焰有明显的界限。焰心温度最低约300℃,距焰心1~2mm处温度最高,约达3200℃,外焰温度约为1200℃左右。
焊接前,先将接头按规定形式搭接固定好(对接时用夹具固定)。接头处不能含有水分,以免焊接时蒸发使焊缝产生气孔。
为防止温度过高,使金属结晶变粗,影响机械强度,加热时,接头应放在外焰部分,当接头呈樱红色时,在焊接处洒上焊剂,然后放上焊条,让接头的热量传给焊条,令其自然熔化,填充焊缝,不能用火焰直接烧焊条,以免焊件温度不够时焊条即熔化,形成假焊。