[发明专利]一种大型水轮发电机汇流环连接结构及焊接方法

说明书

本发明提供一种大型水轮发电机汇流环连接结构及焊接方法，连接结构包括连接管，连接管的两端分别设置在两个待连接汇流环内，两个待连接汇流环的对接面处设有环形焊片，环形焊片套装在连接管上，连接管两端均设有轴领，轴领与待连接汇流环过渡配合或者过盈配合，连接管位于两个轴领之间的部分与待连接汇流环间隙配合，两个待连接汇流环上均设有填料孔，所述填料孔设置在连接管位于两个轴领之间的部分上方。焊接方法采用中频感应焊接。该连接结构及焊接方法使焊料均匀填充汇流环与连接件之间缝隙，同时防止焊料泄漏形成毛刺，焊缝饱满结实，焊接质量高。

技术领域

本发明涉及大型水轮发电机设备领域，特别涉及一种大型水轮发电机汇流环连接结构及焊接方法。

背景技术

现有的水轮发电机汇流环连接结构是在两个待连接汇流环对接位置内部安装连接管，接缝处放置银焊片，中频感应焊接而成。该结构和方法的主要缺点有：（1）待连接汇流环与连接管之间过盈配合时，内部空气无法排除，焊料不能完全填充待连接汇流环与连接管之间缝隙，导致虚焊，增大焊缝的接触电阻；（2）待连接汇流环与连接管之间间隙配合时，焊料沿着配合间隙泄漏流失，在待连接汇流环内部形成毛刺、尖角，在发电机运行过程中产生高能量的局部放电，引起发电机局部放电监测系统误报；（3）焊接过程中，待连接汇流环没有温度保护措施，焊接热量通过管件传导至附近的主绝缘层，使其受热变黄或变黑，主绝缘的绝缘性能大幅度降低；（4）汇流环连接结构的机械强度低，长时间振动焊缝容易开裂；（5）汇流环连接结构截面电流密度大，局部发热量高，缩短汇流环连接结构表面绝缘层的寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种大型水轮发电机汇流环连接结构及焊接方法，通过连接管结构的设计，使焊料均匀填充待连接汇流环与连接管之间缝隙，消除焊液内漏形成毛刺、尖角，焊缝饱满结实，焊接质量高。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种大型水轮发电机汇流环连接结构，包括连接管，连接管的两端分别设置在两个待连接汇流环内，两个待连接汇流环的对接面处设有环形焊片，环形焊片套装在连接管上，连接管两端均设有轴领，轴领与待连接汇流环过盈配合，连接管位于两个轴领之间的部分与待连接汇流环间隙配合，两个待连接汇流环上均设有填料孔，所述填料孔设置在连接管位于两个轴领之间的部分上方。

优选的方案中，位于两个轴领之间的连接管外壁设有焊料通道，填料孔位于焊料通道上方，所述焊料通道包括两个第一环形槽和至少两个第二环形槽，第一环形槽位于填料孔的下方，第二环形槽位于第一环形槽和轴领之间，第一环形槽和第二环形槽通过至少一条直线槽连通。

进一步的方案中，所述焊料通道的底面为弧面，焊料通道的顶部宽度为1mm～3mm，深度为0.5mm～1mm，并且第一环形槽的深度大于第二环形槽和直线槽的深度。

优选的方案中，所述连接管外壁设有两个定位孔，所述定位孔与填料孔相对应。

进一步的方案中，所述定位孔的底部为圆锥形，所述填料孔和定位孔的直径为2mm～3mm。

优选的方案中，所述连接管位于两个轴领之间的部分与待连接汇流环单边配合间隙为0.1mm～0.2mm。

优选的方案中，所述环形焊片的内径比连接管的外径大0.2mm～0.5mm，外径比待连接汇流环的外径大1mm～2mm，环形焊片两侧与待连接汇流环端部的间隙小于0.2mm。

本发明还提供一种大型水轮发电机汇流环连接结构的焊接方法，包括如下步骤：

一、焊前准备：

a、清理连接管和待连接汇流环内壁和外表面的氧化物以及污渍；

b、将定位销插入填料孔和定位孔进行对接拼装，检查环形焊片与待连接汇流环的缝隙，合格后用夹具固定待连接汇流环，并拔出定位销；

c、在两个待连接汇流环内部通入高纯氮气作为焊接保护气；