專利名稱：銅鋁復合型導電桿的制備方法
技術領域：
本發明屬于異種金屬焊接技術范圍，特別涉及一種銅鋁復合型導電桿的制備方法。
背景技術：
10KV以上電壓等級的斷路器、組合電器(GIS)等高壓電器中，用于元件之間連接、傳導電流的導體，稱為導電桿。導電桿通過的電流為400～4000A，通常由紫銅棒或紫銅管制成。傳統導電桿用材紫銅棒或紫銅管，重量較重，價格高，導致設備制造成本增加。
發明內容
本發明的目的是提供一種銅鋁復合型導電桿的制備方法。其特征在于所述導電桿由導電端和接觸端兩部分組成，接觸端為純銅和導電端為鋁或鋁合金，兩部分采用摩擦焊的方法復合而成。制造工藝如下1)純銅退火處理加熱溫度630～650℃，保溫時間按照半徑尺寸5～8分鐘/cm確定，然后采用冷水快速冷卻。
2)純銅與鋁棒或鋁管的低溫摩擦焊焊接工藝焊機轉速280～560rpm；鋁件裝在焊接模套中，露出模1～2mm；摩擦壓力1.5～3.5MPa，摩擦時間4～10S，頂鍛壓力2.8～8MPa，頂鍛時間0S，工件進給速度1.8～3.5mm/S。
銅、鋁結合面粗糙度1.6以下，焊前表面用乙醚清潔處理。
3)機械加工去除飛邊，加工成型。
4)接觸端鍍銀處理接觸端銅圓周及端部鍍銀處理，厚度20～50μm；非對稱結構的導電桿錐部、端面及螺紋鍍銀處理，厚度20～50μm。
本發明的有益效果是該產品由導電端和接觸端兩部分組成。接觸端采用導電性能良好、熔點較高、熱穩定性能優良、硬度及耐磨性能較高的工業純銅——紫銅棒，具備一定耐弧燒損的能力，可與觸指元件實現可動接觸；導電端一般不與其它元件可動接觸，采用電阻率稍大、而密度小、價格低廉的鋁或合金鋁制造。
鋁的比重僅為銅的1/3，價格為銅的40-50％，有利于降低成本，減輕設備重量，主要通過加大導電端管部位的壁厚，一般不必加大外徑尺寸，可使制作的導電桿的導電性能達到純銅導電桿水平。
圖1為有過渡端管式導電桿的結構示意圖。
圖2為棒式無過渡端導電桿的結構示意圖。
圖3為棒式有過渡端導電桿的結構示意圖。
圖4為臺階過渡端管式導電桿的結構示意圖。
圖5為非對稱管式導電桿的結構示意圖。
圖6為非對稱實心棒式導電桿的結構示意圖。
具體實施例方式
本發明提供一種銅鋁復合型導電桿的制備方法。在圖1、圖2、圖3、圖5和圖6所示的平面或圓錐面的焊接面結構適合采用摩擦焊的方法復合，圖4所示的臺階式焊接面適合采用氬弧焊接方式連接；導電桿的兩端頭接觸部位為銅和非接觸部位為鋁或鋁合金；制造工藝如下1)純銅退火處理加熱溫度630-650℃，保溫時間按照半徑尺寸大小確定，5-8分鐘/cm，然后采用冷水快速冷卻。
2)純銅與鋁棒或鋁管的低溫摩擦焊焊接工藝焊機轉速280～560rpm；鋁件裝在焊接模套中，露出模1～2mm；摩擦壓力1.5～3.5MPa，摩擦時間4～10S，頂鍛壓力2.8～8MPa，頂鍛時間0S，工件進給速度1.8～3.5mm/S；銅、鋁結合面粗糙度1.6以下，焊前表面用乙醚清潔處理；3)機械加工去除飛邊，加工成型；
4)接觸端鍍銀處理接觸端銅圓周及端部鍍銀處理，厚度20～50μm；非對稱結構的導電桿錐部、端面及螺紋鍍銀處理，厚度20～50μm。
下面例舉適合采用摩擦焊的方法復合的平面或圓錐面的焊接面結構如圖1所示為有過渡端管式導電桿的結構示意圖。在圖中，兩端為接觸端1，中部為管式導電端3，接觸端1和導電端3之間為過渡端2，其導電端3和過渡端2的接觸面4為平面，接觸端1和過渡端2的接觸面為圓錐面5。
圖2所示為棒式無過渡端導電桿的結構示意圖，在棒式導電端3與接觸端1之間的接觸面為圓錐面5。
圖3所示為棒式有過渡段導電桿的結構示意圖，與圖2不同是在接觸段1和導電段3之間加過渡段2。
圖5所示為非對稱管式導電桿的結構示意圖。一端為接觸端1，另一端為管式導電端3，在非對稱結構的導電桿鋁端制作螺紋或錐體等結構。
圖6為非對稱實心棒式導電桿的結構示意圖。一端為接觸端1，另一端為棒式導電端3，根據需要可在導電端加工制作密封槽7，或在非對稱結構的導電桿鋁端制作螺紋8或錐體等結構。
圖4所示的臺階式焊接面適合采用氬弧焊接方式連接，所示的臺階過渡端管式導電桿結構與圖1相似，其不同之處是過渡端2的臺階插入導電端3內，形成臺階接觸面6，通過氬弧焊接方式連接在一起。
權利要求
1.一種銅鋁復合型導電桿的制備方法，其特征在于所述導電桿由導電端和接觸端兩部分組成，兩部分采用摩擦焊的方法復合而成，制造工藝如下1)純銅退火處理加熱溫度630～650℃，保溫時間按照半徑尺寸大小確定，5～8分鐘/cm，然后采用冷水快速冷卻；2)純銅與鋁棒或鋁管的低溫摩擦焊焊接工藝焊機轉速280～560rpm；鋁件裝在焊接模套中，露出模1～2mm；摩擦壓力1.5～3.5MPa，摩擦時間4～10S，頂鍛壓力2.8～8MPa，頂鍛時間0S，工件進給速度1.8～3.5mm/S；銅、鋁結合面粗糙度1.6以下，焊前表面用乙醚清潔處理；3)機械加工去除飛邊，加工成型；或在導電桿外圓加工制作密封槽；將非對稱結構的導電桿鋁端制作成螺紋或錐體結構，用于與觸指或其它導電元件聯結；4)接觸端鍍銀處理接觸端銅圓周及端部鍍銀處理，厚度20～50μm；非對稱結構的導電桿錐部、端面及螺紋鍍銀處理，厚度20～50μm。
2.根據權利要求1所述銅鋁復合型導電桿的制備方法，其特征在于所述接觸端為銅和導電端為鋁或鋁合金。
全文摘要
本發明公開了屬于有色金屬焊接技術范圍的一種銅鋁復合型導電桿的制備方法。導電桿結構由導電端和接觸端兩部分組成，兩部分采用摩擦焊的方法復合而成，然后機械加工去除飛邊，加工成型，接觸端鍍銀處理。本發明接觸端采用導電性能良好、熔點較高、熱穩定性能優良、硬度及耐磨性能較高的工業純銅——紫銅棒，具備一定耐弧燒損的能力，可與觸指元件實現可動接觸；導電端一般不與其它元件可動接觸，采用電阻率稍大、而密度小、價格低廉的鋁或合金鋁制造。鋁的比重僅為銅的1/3，價格為銅的40－50％，有利于大大降低成本，減輕設備重量，主要通過加大導電端管部位的壁厚，一般不必加大外徑尺寸，可使制作的導電桿的導電性能達到純銅導電桿水平。
文檔編號H01H69/00GK1835165SQ20061005872
公開日2006年9月20日 申請日期2006年3月3日 優先權日2006年3月3日
發明者段沛林, 孫再濱, 孫蕓, 宋華 申請人:段沛林