[發(fā)明專利]一種薄壁異種金屬復合接地觸頭及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010856445.5
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN112103122B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王博;韓慧秋;肖春林;賈立強;王剛;蔡艷偉;趙弟;孟凡東;時旭;梁可心
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽金昌藍宇新材料股份有限公司
• 主分類號: H01H33/02
• 分類號: H01H33/02;H01H1/04;H01H1/06;H01H11/04;H01H73/04;B23K15/00;B23P15/00
• 代理公司: 沈陽晨創(chuàng)科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

本發(fā)明公開了一種薄壁異種金屬復合接地觸頭及其制備方法，該復合接地觸頭包括滅弧環(huán)、導流環(huán)、觸頭桿及接觸環(huán)；該異種金屬復合接地觸頭通過不同材質(zhì)的母材部件焊接后直接成型得到；本發(fā)明能有效控制焊接深度和內(nèi)部氣孔。該方法工藝簡單、生產(chǎn)效率高、局部變形小，并且結(jié)合電子束焊接技術(shù)能保證焊接質(zhì)量。并且使焊接結(jié)合率能夠到達98％以上。焊接后的性能能夠達到本體的90％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高壓開關(guān)電觸頭制備領(lǐng)域，具體涉及一種具有薄壁結(jié)構(gòu)的異種金屬復合接地觸頭及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著高壓、特高壓輸電要求的不斷提高，GIS斷路器和GIS接地開關(guān)設(shè)備得到越來越多的廣泛應(yīng)用，對GIS斷路器和GIS接地開關(guān)中的所用組合接地觸頭元件提出了更高的要求，其中以前的單一材質(zhì)和銅鎢合金組成的接地觸頭已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在發(fā)展的所需了，需要一種材料多元化、結(jié)構(gòu)復雜化的組合接地觸頭來滿足現(xiàn)需的使用。

異種金屬的結(jié)構(gòu)組件在高壓、航天、電力工業(yè)等行業(yè)被廣泛應(yīng)用，鋯銅具有高導電性、高耐磨性、高強度、高自力回彈性、高疲勞壽命等，性能優(yōu)良且穩(wěn)定的高性能銅鉻鋯合金廣泛應(yīng)用在高壓電力行業(yè)。Q345是低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼，該材料具有耐磨、耐蝕和高強等性能；銅鎢合金具有耐高溫、強度高、耐電弧燒蝕、密度大，導電、導熱性能適中，廣泛應(yīng)用于軍用耐高溫材料、高壓開關(guān)用電工合金、電加工電極、微電子材料。異種金屬結(jié)構(gòu)組件電子束焊接不僅可以結(jié)合彼此材料的性能，同時也實現(xiàn)了電觸頭材料的多元化。

由于多種材質(zhì)的化學成分和物理性能存在較大的差異，現(xiàn)階段一般采用釬焊、氬弧焊接來實現(xiàn)連接，但是這兩種工藝均存在不足，對于薄壁結(jié)構(gòu)不適用；釬焊法焊接這種不同材質(zhì)的薄壁結(jié)構(gòu)的兩道焊縫的零件，選用銀基釬料/銅基釬料，由于焊接結(jié)構(gòu)特殊，易出現(xiàn)焊接氣孔，兩道焊縫彼此影響較大，焊接后的性能只能達到母體的70％。氬弧焊接時需要開坡口，焊接時能量輸入較大，產(chǎn)品溫度較高，會導致產(chǎn)品變形及氧化。對于鋼和銅不同材質(zhì)氬弧焊接時不易選擇填充焊料。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種具有薄壁結(jié)構(gòu)的異種金屬復合接地觸頭及其制備方法，本發(fā)明焊接后成型后不需要進行加工，能有效控制焊接深度和內(nèi)部氣孔。該方法工藝簡單、生產(chǎn)效率高、局部變形小，結(jié)合電子束焊接能保證焊接質(zhì)量，焊接后的組織性能能夠達到本體的90％。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下：

一種具有薄壁結(jié)構(gòu)的異種金屬復合接地觸頭，該復合接地觸頭包括滅弧環(huán)1、導流環(huán)2、觸頭桿3及接觸環(huán)4；

所述觸頭桿3為階梯狀柱體結(jié)構(gòu)，在觸頭桿3底部設(shè)置凹槽，所述凹槽形狀為圓錐和圓柱構(gòu)成的組合形狀；所述觸頭桿3上設(shè)置有橫向圓孔7和縱向圓孔8；

所述導流環(huán)2和接觸環(huán)4為筒狀結(jié)構(gòu)，導流環(huán)2設(shè)置在接觸環(huán)4外側(cè)，導流環(huán)2和接觸環(huán)4的一端通過電子束焊接在觸頭桿3的同一階梯面上；

所述滅弧環(huán)1由內(nèi)之外依次設(shè)有第一凹槽5和第二凹槽6；導流環(huán)2的另一端通過電子束焊接固定在滅弧環(huán)1上的第二凹槽6內(nèi)；接觸環(huán)4的另一端設(shè)置在第一凹槽5內(nèi)，第一凹槽5的寬度大于接觸環(huán)4的壁厚；接觸環(huán)4用于復合接地觸頭與接觸部件連接時固定。所述電子束焊接參數(shù)設(shè)置如下：第一道焊縫參數(shù)：加速電壓：85kV；聚焦：420mA；焊接束流：60-65mA；焊接速度：5mm/s-7mm/s；波形：三角波，幅值：1mm，頻率：20Hz；

第二道焊縫參數(shù)：加速電壓：85kV；聚焦：400mA；焊接束流：40-45mA；焊接速度：6mm/s-9mm/s；波形：圓波，幅值：1mm，頻率：20Hz。

所述第一道焊縫指導流環(huán)2、接觸環(huán)4與接觸桿3焊接部位，第二道焊縫指導流環(huán)2與滅弧環(huán)1焊接部位。

所述滅弧環(huán)1材質(zhì)為銅鎢80合金，其組分按質(zhì)量計，W:78-82％，Cu:18-22％，雜質(zhì)小于0.5％。