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高壓斷路器用陶瓷電容器引線焊接新方法

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-21     來(lái)源:[標(biāo)簽:出處]     作者:[標(biāo)簽:作者]     瀏覽次數(shù):142
核心提示:

  摘要:研究了SF6型高壓斷路器用陶瓷電容器的電極與引線之間的焊接技術(shù),采用62Sn/36Pb/2Ag錫膏及相應(yīng)的工藝措施,解決了以前用錫箔片焊接存在的工藝難控制、易堆錫、銀溶問(wèn)題以及用環(huán)氧樹(shù)脂銀導(dǎo)電膠粘接存在的導(dǎo)電膠老化問(wèn)題,獲得了工藝簡(jiǎn)單且使焊接強(qiáng)度明顯提高的焊接方法。

     國(guó)內(nèi)某高壓開(kāi)關(guān)廠550kV級(jí)SF6型高壓斷路器是我國(guó)“七五”至“八五”計(jì)劃的重要科研項(xiàng)目,為其配套的高壓陶瓷電容器以前均采用進(jìn)口件,為降低成本,推進(jìn)該電容器國(guó)產(chǎn)化,我廠經(jīng)多年的研究,成功地開(kāi)發(fā)了550kV級(jí)SF6型高壓斷路器用高壓陶瓷電容器。該電容器(外型見(jiàn)圖1)結(jié)構(gòu)是在兩平行電極焊接φ18mm銅電極引線(簡(jiǎn)稱(chēng)引線),外涂絕緣漆,銅電極引線在電容器串聯(lián)裝配時(shí)起接觸導(dǎo)通作用,引線和電容器的焊接強(qiáng)度直接影響電容器的使用。在最初研制時(shí),用錫焊把引線和銀電極連接,即在引線和銀電極間夾一層薄錫箔,然后加熱到230℃保溫30min使錫熔化,以達(dá)到焊接目的。此種方法因較難控制錫用量及錫熔化擴(kuò)散方向,常因錫過(guò)量,結(jié)果在銀電極表面堆錫造成電容器裝配困難。另外,引線和電極間錫擴(kuò)散不均造成引線部分虛焊,使焊接強(qiáng)度降低。過(guò)量的錫在高溫長(zhǎng)時(shí)間熔解時(shí)造成銀溶入錫中,即“銀溶”現(xiàn)象,影響到電容器的電性能及焊接強(qiáng)度。來(lái)源:www.hvsi.cn

     有人曾采用有機(jī)環(huán)氧樹(shù)脂加入導(dǎo)電性銀粉即導(dǎo)電膠,把引線和電極粘連的方法。此種方法雖暫時(shí)解決了堆錫,銀溶等問(wèn)題,粘接的強(qiáng)度也暫時(shí)滿足了要求,但有機(jī)材料環(huán)氧樹(shù)脂隨著時(shí)間老化,使粘接的強(qiáng)度降低,引線在長(zhǎng)期使用中存在潛在脫落的可能,從而使斷路器在運(yùn)行中可能出現(xiàn)故障。

     為解決這些問(wèn)題,我們尋找一種材料,能適合片狀引線和電極之間的連接,強(qiáng)度高,工藝簡(jiǎn)單,易控制材料用量,外形美觀,不影響電容器性能,通過(guò)反復(fù)試驗(yàn),選用62Sn/36Pb/2Ag糊狀錫膏焊接定位,并多次進(jìn)行了試驗(yàn)及性能測(cè)試。  


圖1陶瓷電容器外形

   1工藝

     錫膏主要用于表面貼裝技術(shù),成功地把錫膏應(yīng)用在陶瓷電容器引線焊接上,我們摸索出適合電容器引線焊接可行的工藝方法,62Sn/36Pb/2Ag錫膏焊接定位時(shí),焊接工藝曲線見(jiàn)圖2。具體操作如下:

     (1)將錫膏在常溫下存放2h,使其軟化,然后用棒攪至糊狀待用;

     (2)用刮板將錫膏均勻地刮到引線上,控制用量,不易過(guò)多;

     (3)將引線貼緊銀面,用模具固定放入烘箱;

     (4)烘箱升溫,在130℃停3~5min,再繼續(xù)升溫至200℃保溫10min,停止加熱,待自然降溫。


圖262Sn/36Pb/2Ag錫膏焊接曲線

錫膏是由鉛、錫和銀超細(xì)顆粒加入助焊有機(jī)物,由于其顆粒細(xì),比表面增大,表面自由能降低,使熔解溫度降低,熔化時(shí)間縮短。在130℃保溫?cái)?shù)分鐘,以促進(jìn)有機(jī)成分揮發(fā),然后升溫至200℃使Sn-Pb合金熔解,以達(dá)到焊接目的。

2 試驗(yàn)結(jié)果及討論

     把分別作錫膏與導(dǎo)電膠定位的電容器進(jìn)行了對(duì)比分析試驗(yàn),用美國(guó)RESTRVMENTT5K型拉力機(jī)測(cè)定焊接后引線端子強(qiáng)度,及兩種材料的使用對(duì)電容器電性能的影響。

     2.1端子強(qiáng)度試驗(yàn)

     電容器引線端子強(qiáng)度試驗(yàn)方法如圖3。我們依照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求做引線端子強(qiáng)度測(cè)試,具體結(jié)果見(jiàn)表1。

     從表1數(shù)據(jù)比較中可看出,錫膏定位的引線端子強(qiáng)度要大于導(dǎo)電膠定位的端子強(qiáng)度,因?yàn)殄a膏中的Sn-Pb合金對(duì)電極的銀和引線的鉛潤(rùn)濕性強(qiáng),焊接效果好,而導(dǎo)電膠定位是一種機(jī)械性粘連,粘接強(qiáng)度受到一定限制。錫不存在老化,因而也不會(huì)產(chǎn)生電容器在使用中存在引線脫落。

 


表1引線端子強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果

焊接定位后在電容器引線邊緣形成一均勻錫圈,該錫圈增加了引線和銀電極之間的焊接強(qiáng)度。以前曾對(duì)日本同類(lèi)電容器進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)此種情況,但無(wú)法理解是怎樣形成的,采用錫膏這種材料焊接定位,成功地解決了此問(wèn)題,焊接后機(jī)械強(qiáng)度高,表面美觀,光潔。

 


圖3引線端子強(qiáng)度試驗(yàn)方法

2.2電性能影響

     把用錫膏焊接引線的電容器在焊接前后進(jìn)行常規(guī)電性能測(cè)試及電暈試驗(yàn),結(jié)果表明,錫膏焊接引線對(duì)電容器電性能如:容量、介質(zhì)損耗、絕緣電阻、耐電壓及局部放電無(wú)不良影響。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

     2.3其他

     采

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