断路器电工触头焊接技术的研究

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本文对微型断路器触头焊接方法及工艺进行研究,触头是电器中的核心部件,它由触点和触桥焊接而成,焊接触头常用方法为电阻钎焊,而本文主要研究接触反应钎焊焊接触头的质量,优化接触反应钎焊焊接触头的工艺参数并分析焊接界面组织形态及元素分布情况,最终对比出接触反应钎焊和电阻钎焊焊接触头的优缺点。试验研究结果表明:(1)接触反应钎焊焊接触头的最佳工艺参数为:焊接电流为12kA至12.4kA;焊接时间为230ms至250ms;焊接压力为1.5kN至1.8kN。(2)接触反应钎焊焊接触头时焊接电流对剪切力影响最大,剪切力随电流的增加而增加,当电流为12.6kA时剪切力最大,随后开始下降;焊接时间影响次之,剪切力随时间的增加而增加,未测得下降区间;焊接压力影响最小,剪切力随压力的增加逐渐降低。(3)接触反应钎焊焊接的银铜界面处,铜、银元素发生互扩散,并且在界面上存反应层。当焊接电流越大,界面反应层的组织生成量越多;焊接时间越长,反应层厚度越大。相同工艺下,横切界面的反应组织生成量和反应层厚度都不相同。(4)电阻钎焊焊接触头时,钎焊界面的组织复杂,钎缝中心较黑的P元素偏聚区域主要由(Cu3P)和共晶组织(Ag)+Cu3P组成;而菊花区域的组织以固溶体(Cu)、离异共晶组织(Ag)+(Cu)和Ag3Sn+(Cu)的机械混合物为主,靠近母材Ag侧的银基固溶体形态为柱状晶。钎缝中的Ni元素主要以(Cu,Ni)连续固溶体形式存在。钎焊界面线扫面分析结果显示P和Ni元素的分布具有同步的最高波峰,Ag元素的分布规律基本上与Cu、P和Ni的分布规律相反,Ag元素与Sn元素的分布规律相似。(5)电阻钎焊和接触反应钎焊焊接触头的优缺点表现在:接触反应钎焊使用材料成本较电阻钎焊低,而且可以减少产品生产流程中的环节提高生产效率,但接触反应钎焊使用的设备一次性投资大,并且接触反应钎焊对工艺参数的波动比较敏感;电阻钎焊生成大量的共晶组织和金属间化合物,金属间化合物属于脆性相,影响触头的力学性能,共晶组织的熔点低、电阻大,影响触头的物理性能,降低触头的使用寿命。
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