軌道車輛用大功率牽引電機(jī)中繞組引出線的并頭及引出線與導(dǎo)電環(huán)之間是通過電阻釬焊技術(shù)實(shí)現(xiàn)連接的。列車在運(yùn)行過程中,因?yàn)殡娯?fù)荷和熱負(fù)荷高、高速運(yùn)行、頻繁起制動等原因,電機(jī)的焊接部位反復(fù)受到變化的扭曲力、電磁力、離心力、熱應(yīng)力等作用,非常容易發(fā)生斷裂。斷裂的原因與釬焊熱循環(huán)使母材性能下降有關(guān),研究電阻釬焊焊接溫度場的特點(diǎn)及焊接熱循環(huán)對接頭組織與性能的影響對電機(jī)的生產(chǎn)及安全運(yùn)行具有重要參考價值。本文以軌道車輛用牽引電機(jī)定子引線電阻釬焊接頭為研究對象,首先對接頭特殊位置點(diǎn)的焊接熱循環(huán)曲線進(jìn)行了實(shí)測,然后在有限元軟件MSC.Marc中建立引線頭電阻釬焊熱、電耦合的有限元模型,通過與相同位置實(shí)測焊接熱循環(huán)曲線的對比修正仿真模型,完成某型牽引電機(jī)定子幾種典型接頭電阻釬焊過程的數(shù)值仿真,研究其焊接溫度場和焊接熱循環(huán)的特征,并分析了焊接工藝參數(shù)的變化對溫度場的影響規(guī)律,為優(yōu)化焊接工藝參數(shù)提供理論依據(jù)。研究結(jié)果表明:焊接加熱過程中,引線并頭橫向中心最高溫度出現(xiàn)在釬縫中心,引線與回路環(huán)、引線與中性環(huán)最高溫度出現(xiàn)在引線與石墨電極接觸處,熱影響區(qū)到達(dá)最高溫度時刻比釬縫中心區(qū)遲后,停止加熱時刻焊接溫度達(dá)到最大值,此后進(jìn)入冷卻階段,與加熱過程相比,冷卻速度慢于加熱速度。三種接頭沿引線橫向溫度分布略有不同,引線并頭電阻釬焊溫度場呈對稱形態(tài),引線與回路環(huán)、引線與中性環(huán)電阻釬焊溫度場相似,呈不對稱形態(tài)。三種接頭沿引線縱向最高溫區(qū)都不在釬縫中心,按釬縫前端、釬縫中心、釬縫末端和熱影響區(qū)依次降低,最高溫區(qū)的溫度均比釬縫中心高出約10～30℃。引線并頭釬縫邊緣位置的溫度比釬縫中心低85～120℃,引線與回路環(huán)該位置的溫度比釬縫中心低30～60℃,引線與中性環(huán)該位置的溫度比釬縫中心低50～77℃。引線并頭的溫度梯度比另外兩種接頭的陡,熱量向引線延伸端傳播的距離短,焊接熱循環(huán)對引線并頭熱影響區(qū)的影響較另外兩種接頭形式小。綜合考慮保證釬縫可靠連接和降低焊接熱循環(huán)對母材性能的影響,引線并頭的合理焊接參數(shù)為焊接電流1.9kA,焊接時間5s,引線與回路環(huán)的合理焊接參數(shù)為焊接電流1.98kA,焊接時間7.7s,引線與中性環(huán)的合理焊接參數(shù)為焊接電流2.14kA,焊接時間6.7s。
【學(xué)位單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG454
【部分圖文】：

造中應(yīng)用越來越普遍。列車在運(yùn)行過程中，因?yàn)殡娯?fù)荷和熱負(fù)荷高、高速運(yùn)行、頻繁起逡逑制動等原因，電機(jī)的焊接部位反復(fù)受到變化的扭曲力、電磁力、離心力、熱應(yīng)力等作用，逡逑非常容易發(fā)生斷裂Ｍ如圖１．１所示，斷裂的原因與釬焊熱循環(huán)使母材性能下降有關(guān)？，逡逑研究電阻釬焊焊接溫度場的特點(diǎn)及焊接熱循環(huán)對接頭組織與性能的影響對電機(jī)的生產(chǎn)逡逑及安全運(yùn)行具有重要參考價值。逡逑＼逡逑圖１．１斷裂接頭宏觀照片逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｍａｃｒｏ邋ｐｈｏｔｏｓ邋ｏｆ邋ｆｒａｃｔｕｒｅ邋ｊｏｉｎｔ逡逑電阻釬焊方法與電阻點(diǎn)焊相似，通過電極壓緊兩個工件的釬焊處，使電流流經(jīng)釬焊逡逑面形成回路，依靠釬焊面及毗連的部分母材中產(chǎn)生的電阻加熱。電阻釬焊加熱速度快，逡逑１逡逑

電阻釬焊電極壓力的目的不僅要保證從釬縫中排除多余的熔化釬料、釬劑殘?jiān)�，同時也逡逑要保證被焊工件與釬料面有良好的電接觸。逡逑電阻釬焊過程由預(yù)壓、通電加熱、冷卻和休止四個階段，如圖１．３所示。在焊接過逡逑程中，保持焊接電流及電極壓力不變，通電結(jié)束后壓力維持一段時間。逡逑（１）

對電極不是一件好事，單憑空氣冷卻是不夠的。所以，電阻釬焊機(jī)中有一個循環(huán)水冷卻逡逑系統(tǒng)，冷卻水通過焊機(jī)電極裝卡處探出一個中空的細(xì)銅管處流入，再由管外銅電極內(nèi)流逡逑出，達(dá)到水冷目的，圖１．４是電阻釬焊焊鉗基本原理結(jié)構(gòu)圖。逡逑冷卻水逡逑Ｉ邋￣邐Ｊ邋＿＿逡逑－Ｃ邋Ｃ邐Ｉ￣￣邋—邐＾邐邐＊Ｔ￣逡逑Ｊ１逡逑＿電極逡逑冷卻水逡逑！逡逑圖１．４焊鉗示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．４邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｏｆ邋ｗｅｌｄｉｎｇ邋ｐｌｉｅｒｓ逡逑６逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2833518