余国良 于淼
摘 要：银铜焊机主要应用于大中型发电机定子线棒改造、绝缘降低甚至击穿时上端部和下端部连接板的焊接，以及发电机定子线圈半成品制作时端部的焊接工作。焊接后无气孔，夹渣，表面光滑，测其接触电阻不应大于2μΩ的电阻值。采用该焊机可以简化工艺，节约成本，缩短焊接时间，且对线棒绝缘无损害，能提高发电机定子线圈焊接质量。
关键词：定子线棒 绝缘 银铜焊机 焊接质量
中图分类号：TM30 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）07（c）-0047-02
新安江电厂作为华东电网第一调频厂，机组运行时对定子的运行温度和绝缘均有较高要求。若机组运行时发生定子绝缘发生击穿事故，则需在短时间内处理完毕并恢复运行，但笔者工厂焊接定子线棒端部的银铜焊机无法满足该要求。
1 原银铜焊机
1.1 简介
机组增容改造时发电机容量有72500kW增至95000kW，定子额定电流增大，线圈股径从2.4×5.99mm2增至2.55×7.1mm2，对焊接时的接触面积增大，故连接铜板端部加厚约5mm，焊接方式由锡焊改为银铜焊。银铜焊具有线棒接头耐热性能加强、接触电阻降低、导电能力加强的优点，提高了发电机定子线圈焊接质量。银铜焊机作为定子线棒、连接梁、汇流排母线的焊接工具，设有1.35倍过流、断水、90℃水温过热、70℃变压器温度过热等保护。在定子线棒改造，绝缘损坏甚至击穿时使用，对线棒端部进行焊接，焊后无气孔，夹渣，表面光滑，且直流电阻合格，满足运行要求。原银铜焊机整体尺寸为960mm×900mm×700mm，转子轮臂孔为扇形，若定子下端部线棒绝缘损坏或击穿是银铜焊机无法放至下风洞，定子线棒下端部无法进行焊接。
1.2 原银铜焊机存在的缺陷
1.2.1 安全性
（1）焊机较为笨重，且机组机架处空间较为狭小，搬运过程中易砸伤工作人员，同时焊机导轨转动可能造成焊机翻倒，威胁人身、设备安全。
（2）定子线棒焊接位于上风洞或定子机架上，空间小，温度高，且焊接和牛头尺寸都较大，焊接时需要旋转角度，使得牛头对准铜板，易发生烫伤的危险。
1.2.2 工作质量
（1）此设备的牛头尺寸较大，每个接头要焊接两遍，牛头需要进退两次，尺寸较大易发卡，造成碳精块变形严重，接触面积变小，影响加热效果。
（2）银铜焊条经过长时间加热，会融化并流到定子线棒下部，使焊缝不能被完全填满，造成运行时损耗电流增大，端部发热。加热时间过长会导致铜板烧穿，需要重新进行焊接，延长检修时间。
（3）焊接效果在于选择最佳的焊接电流和焊接时间。而如何掌握好电流与时间的关系，全凭直观和经验来判断。
1.2.3 工作效率
（1）此设备夹具笨重，风水管分的管路过多，移动或是换位都十分不便，给工作带来不少麻烦。
（2）此设备焊接工作电流较小，焊接1根连接铜板需要2min，加热时间较长。
（3）碳精块易变形，需要进行修磨，延长工作时长。
1.2.4 实用性
设备的尺寸较大，定子线棒下端部抢修时，焊机无法运至到下风洞，抢修工作无法进行。
1.3 改造的必要性
该厂作为华东电网的第一调峰、调频电厂，其主要任务是保持电网电压（低谷、轻负荷电压在225～235kV，高峰负荷在226～236kV），频率（49.95～50.05Hz）的范围内，并根据电力调度指令其指定的并网机组必须在10min内调用预留发电容量，因此设备健康尤为重要。定子作为发电机的重要组成部分，其运行状况的好坏，直接影响机组的正常运行。定子线棒发生绝缘损坏或击穿，线棒的铜板分离、表面处理、整形、焊接工作需要较长时间，机组需要退出备用，降低该厂备用容量和调节能力。且该厂所用的银铜焊机尺寸较大，机组抢修时无法运至下风洞进行焊接，定子线棒无法连接，大大延长检修时间。
2 新银铜焊机
2.1 解决方案
为解决上述问题，新安江电厂结合以往工作经验，开展技术研究，提供设备制造方案，并委托杭州福朗科技有限公司制造了新型银铜焊机用于该厂定子线棒端部焊接工作。
新银铜焊机为可编程银铜焊机，是为新安江电厂抢修发电机定子线棒上端部和下端部连接板的焊接专门设计制作的。焊机分为主机和分机两部分，主机由电气控制部分组成；分机由变压器和焊接机构组成。主机和风机的连接有电缆及气源和水源，二者之间的距离为10m，连接部分可快速拆分。焊机电流分6档，可根据实际加热情况调整加热速度，提高焊接质量。
技术参数如下：型号：SMW-III；容量：100kVA电源电压：AC220V或380V±15%；电源侧电流：250～450A水源；最小流量：25L/Min；主变压器冷却方式：水冷却；电缆冷却方式：水冷却；主机尺寸：820mm×650mm×550mm；风机尺寸：800mm×600mm×300mm，重量：425kg。
2.2 焊接步骤
（1）打开供水管切换阀，流量控制器应动作，夹钳排水管应有水流出。
（2）合上主电源开关。
（3）在线棒端部的每一面贴一块经打磨光亮的连接板，每个接触面间放一张与焊接面大小的厚0.2mm厚箔状焊料，两连接板与铜排焊接面为45mm，连接板位置对准后，用大力钳使之暂时固定。
（4）准备焊接端大力钳拿掉，线棒焊接面放于焊接夹钳工作位置，手动调节钳口距离使之初步夹紧，要求钳口炭精块和要焊接的表面全部接触。
（5）踩或手按脚踏开关，交流接触器合上，产生大电流。当炭精块变红时，不断间隔地动作脚踏开关，直至焊接部位渐呈深红色为止，即焊箔熔化（约750℃左右）时。
（6）夹钳保持半分钟左右，适时添加φ2的银焊丝，使之熔化，手动压紧，以加强接触面，待焊缝冷凝后，松开直键开关，自动转入“放送”状态，再手动松开钳口。连接板另一端大力钳拿掉，按上述同样步骤进行焊接操作。
（7）焊接后用细砂布擦炭精块接触面，使其平整光滑，能延长炭精块的寿命，如果温度过高而产生发光点时，就必须更换钳口炭精块。
（8）下部焊接，焊机座落在能承受其重量的地面上，夹钳固定在专用的小车上，夹钳的高低调节升降杆。
2.3 新银铜焊机的优点
（1）新银铜焊机体积小，在转子不吊出的情况下，可通过转子轮臂孔运至发电机下风洞，对定子下层线棒进行焊接工作，并固定牢固。
（2）新银铜焊机工作电流分6档，可精確控制碳精块的加温速度和加热温度，精度较高，避免了因焊接时间长材料流掉而焊缝填不满的情况，或者是因焊接时间短而导致焊料没有完全融化的情况，提高了工作效率和焊接质量。
（3）新银铜焊机升温快，加热时间短，焊接1根连接铜板需要0.5min，缩短检修工期。
（4）新银铜焊机操作部分和工作部分分开，控制人员和操作人员可分开进行工作，可有效防止工作人员焊接时误碰设备和工作人员烫伤，降低工作中的危险因素。
（5）新银铜焊机夹具仍采用碳精块，但尺寸变小，不易变形，减少修磨次数，缩短工作时间的同时提高了工具的使用寿命。
3 结语
新银铜焊机可有效应用在机组检修或抢修时，在转子不吊出的情况下，对定子上、下层线棒的端部进行焊接工作。同时该焊机加热均匀，温升速度稳定，夹具热稳定性好，提高了定子线棒焊接效果，操作机构与控制机构分体，可有效保证工作安全性。该焊机尺寸较小，可在其他电厂进行推广。
参考文献
[1]新安江水力发电厂.发电机检修规程（电气分册）（Q/GDW 4643-001—2015-12201）[S].2015.
[2]国家质量监督检验检疫总局.水轮发电机组安装技术规范（GB/T 8564-2003）[S].北京：中国标准出版社，2004：24-26.
[3]SMW-III型银铜焊机说明书[S].
