论文部分内容阅读
百万千瓦级汽轮发电机用大尺寸无氧铜软导体在长期工作过程中，受发电机震动、发热等因素的影响，出现铜带断裂破损现象，严重影响发电机系统的运行可靠性及其安全性能和使用寿命。本文针对无氧铜软导体的铜带断裂破损问题，基于软导体分子扩散焊技术，采用SPS热压烧结机对无氧铜软导体分子扩散焊技术进行试验研究。通过测试焊接接头的拉剪力、表面硬度(HV)、导电率和变形量以及借助光学显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等测试方法，分析了不同工艺参数对接头组织与性能的影响。通过与预置中间层(镀银层和BAg45CuZn钎料箔)无氧铜扩散连接试验作对比，综合评价了无氧铜软导体分子扩散焊接头的焊接质量以及无氧铜软导体分子扩散焊的可行性。通过试验研究、分析了无氧铜软导体分子扩散焊接头拉剪力、变形量、表面硬度、导电率与加热温度和保温时间的关系，得出随加热温度的升高，焊接接头拉剪力、变形量和导电率均逐渐增大，表面硬度呈下降的趋势。在加热温度940℃，保温时间3min的条件下，焊接接头拉剪力可达到2.042KN，导电率达到101.85%IACS。随保温时间的延长，焊接接头拉剪力增大，变形量变化无规律，表面硬度和导电率变化均不明显。与焊前无氧铜带材的导电率相比，焊后接头的导电率降低了0.28%～3.43%。比较了无氧铜分子扩散焊和预置中间层无氧铜扩散连接接头性能，得出当加热温度较低时，无氧铜分子扩散焊接头的拉剪力和变形量均低于预置镀银层和钎料箔无氧铜扩散连接接头的拉剪力和变形量；当加热温度较高时，无氧铜分子扩散焊接头拉剪力接近预置镀银层和钎料箔无氧铜扩散连接接头的拉剪力，变形量小于预置钎料箔无氧铜扩散连接接头的变形量。在加热温度940℃，保温时间3min的条件下，镀银无氧铜焊接接头的拉剪力达到2.319KN，变形量达到8.6%；夹钎料箔无氧铜焊接接头的拉剪力达到2.568KN，变形量达到15.4%。试验结果表明，采用加热温度较高、焊接压力较小、保温时间较短的分子扩散焊技术焊接无氧铜软导体，可获得接合强度较高，变形量较低的焊接接头，是一种快速、经济、实用的软导体焊接技术。