高压电动机铜笼型转子绕组修理

前言：铜笼转子导条的焊接通常是采用手工操作的氧-乙炔焰钎焊方式进行。设备条件具备时，最好是采用中频焊接装置进行钎焊，质量较好。铜基钎焊料的熔剂主要是硼砂，硼酸，银钎焊料的熔剂是含氟硼酸钾，铜磷钎焊料不需熔剂。由于铜磷和银磷钎焊料的焊缝较脆，所以对于运行在振动环境和带有冲击负载较重的电机，还是用35%银钎焊料为宜

1、笼条与端环焊接处局部开焊的修理

这类故障常发生在负载较重或带有冲击性负载的情况下，尤其焊缝是磷铜钎焊行焊接工艺不当的场合。补焊前，要全面检查焊缝质量。以防漏焊。修理实践表明，简单补焊效果不好，为此要采取下面施焊工艺。

施焊前，应对焊接处进行清理工作。首先应清障故障处旧焊瘤和氧化皮，然后用酸洗法去除旧焊缝的油污，用30%硫酸溶液清洗，并在焊缝周围用尖凿剔出坡口，只有彻底清理干净后才能施焊。如果不经上述处理，简单补焊时。由于残存污垢和氧化皮的影响，不能保证焊缝填充完善，影响焊接质量。常因焊接处接触不良而造成焊缝发热及导条开焊。

最好选用45%银钎焊料（料303），它的熔点低，可避免在焊接时因高热产生内应力和降低焊缝与母材的机械强度。

开始加热端环时，需采用数把焊炬同时加热端环(视电机容量大小而定，2000kW电机，采用4把即可)，要求加热均匀。当温度达400℃左右时，再改用一把焊炬集中加热施焊处。要求中性火焰，在焊缝处涂上熔剂，当焊缝温度达到800℃左右时，将银钎料触及焊缝处，润湿并填满焊缝，形成钎缝，使钎料与端环相互扩散，并牢固地结合在一起。

2、少量笼条断裂故障的修理

铜笼导条截面积形状通带是圆形的，并且断裂点总是在端环与笼条的焊接附近。检修这种断裂故障时，应先加热断裂笼条的较长段的笼条与端环焊横部位，并趁热用铁锤打出这段较长的笼条，然后再加热短段的笼条与端环焊接的部位，也趁热将此短段笼条打出。

对于直线部分有凸起的圆形笼条，为了抽出笼条的断裂部分，应先铣去笼条与端环焊接孔上部的铜料，然后加热端环焊缝，并用大锤打出笼条。再加热另一端的端环焊缝，也用同样方法将笼条的短段部分打出来。

打出笼条后，要清理槽内杂物，并选用与旧笼条材质和几何尺寸相同的新笼条(或将旧笼条补焊修复使用)，经调直、酸洗除油污等工序，再插入槽内，整理后进行焊接，焊接工艺同上述。

3、大量笼条断裂的修理

修理这类故障通常是采取下面两种办法完成。一是利用原有的端环和部分完整的笼条，更新一部分新笼条；另一种办法是全部换新的。不论采取哪种办法都需将端环和笼条由转子上拆卸下来，为此，要事先做好记录，然后架设好扒端环的专用工具。用数把焊炬同时加热某一端的端环，要均匀摆动焊炬，使热量分布均匀。将全部焊缝熔化后，搬动千斤顶将端环趁热扒下。按上述相同的方法再将另一端的端环扒下来。清理笼条端头的焊渣，最后抽出全部笼条。

如果用旧端环和笼条时，需进行详细检查。对于端环，要仔细校验形状、尺寸公差，因为加热扒端环时，已使端环受热变形。同时要测量端环内孔配合面的几何尺寸和椭圆度以及测量与端环配合的转子支架外径和椭圆度。根据实测结果再检查端环的配合公差尺寸是否符合要求，因为经多年运转的电机，端环内孔与转子支架配合面因磨损而松动，修理时如不彻底解决实际公差配合问题，或简单按制造厂图纸施工，修复后由于实际配合精度不够，电机仍会产生断笼故障。

被磨损的端环内孔需用铜料补焊。补焊后在车床上进行粗加工，然后重新校正端环内孔尺寸和形状。再按转子支架实际尺寸选择公差配合，再进行精加工。精加工后，清理焊接孔毛刺，经酸洗去污，备用。

补焊断裂的笼条时，要将焊接部位车出坡口。补焊后清理焊瘤并调直，两端部位经酸洗去油污，保存好备用。

准备好笼条和端环，并经检查合格后，便可着手进行插条工作。检查槽内清洁程度，要清理干净，用大锤垫上软金属将笼条打入槽内。要检查笼条在槽内松紧程度，使笼条伸出铁心的两端长度相等

如果笼条在槽内松动，可以更换直径合适的笼条，也可以在松动的槽内浇灌环氧树脂胶固定或用扁凿或尖凿冲击铜条使胀大面积，使其挤压铁槽两侧固定笼条，

笼条经检查和处理后，便可按原始记录套入两端的端环。要求笼条在端环孔内的间障为0.l～0.2mm，并且间隙要均匀。如果间隙不灼，需用手锤轻敲笼条伸出端，使笼条在端环孔内配合间隙均匀为止。全部套装完毕后，便可进行焊接工作(关于焊接工艺后面叙述)。

4、笼条和端环全部更新的修理工艺(以双鼠笼转子修理为例)

(1)工具和材料准备要准备好氧-乙炔焊炬，乙炔和氧气、焊条、焊药(硼砂或无水硼砂)、转子支架、木锤或铜锤，大锤，细锉刀、毛刷、铜刷、砂布，抹布及其它劳动保护用品等。

(2)施焊前检查工作首先检查新制的笼条和端环是否符合要求。笼条直径、长度、材质以及加工精度应符合图纸技术要求。笼条直径与铁槽配合的松紧程度要适当。根据修理经验，用大锤将笼条打入槽内时，每打一锤，笼条应走入50—100mm左右，表明松紧程度合适，并且应顺利地由一端打入到另一端，一直插入槽内合适位置为止。在笼条的长度上要求平直，笼条全长的弯曲度公差不大于0.5mm。对于不平直的笼条，虽然打入槽内时有一定紧度，但经运行一段时间后，由于受高温和各种电磁力作用下很快就松动。

要检查端环材质。几何尺寸，内孔配合公差，应符合图纸技术要求。端环内孔尺寸公差应由转子支架实测尺寸的平均值来确定，

还要检查笼条与端环孔的配合间隙，一般要求在0.1~0.2mm之间，不可超差，否则影响焊接质量。对于钻孔的毛刺，应用细锉刀，砂布修理好。

要检查转子铁心状况，各槽尺寸应一致，可用新制笼条逐槽插入检查，同时要消除铁心通风沟附近和铁心两端的扇张现象。彻底清理槽内杂物。

为了保证焊接质量，对于检查合格的笼条和端环，在焊接前要经酸洗，清除表面污垢和氧化皮。采用氧—乙炔焰烘烤油渍，方法虽简单，但不如酸洗彻底，由于烘烤后残存灰炭合影响焊接质量。

(3)新制铜件酸洗方法新制笼条和端环(合在一起简称铜件)经检查合格后，为保证焊接质量，还要清除表面油污和氧化皮等杂质，为此需进行酸洗工作。

酸冼液是30%的硫酸水溶液。配制时要注意，只许将硫酸倒入水中稀释，不可将水倒入酸中，以防飞溅伤人。

为了进行酸冼工作，要将配好的酸洗液倒入耐腐蚀的容器内，将铜件浸入酸洗液中，待铜件表面停止化学反应后(约20min)，取出铜件再投入水中冲洗，然后再将铜件投入碱性溶液内进行中和(碱溶液采用浓度为10％左右的烧碱配制)。最后，再用清水冲洗干净为止。

笼条只需酸洗两端部。长度约150mm，端环要整体酸洗。轻酸洗后的铜件表面不得有残余污物，表面应呈现光亮的铜质本色不得有残余的酸碱痕迹和其它腐蚀物。经酸洗检查合格后的铜件，要保存好，别再沾污，最好立刻使用。

(4)装内层笼条和内端环将转子放稳在转子支架上，根据焊接缝的状态选择立焊还是卧焊方式。对于圆形双笼转子。一般选用立焊。首先在转子圆周相隔120度角的三个位置上，插入内笼条各二根,并找正，然后把两个内端环套在笼条上。以后就通过钢端环的孔向转子槽内插入其余笼条(可以从端环两侧同时插条)。插笼条时，允许用铜锤或垫软金属的铁锤敲打笼条端头。不得用铁锤直接打击笼条端头，以防笼条端头彼冷墩变粗，妨碍焊接质量。

笼条打入槽后，要检查端环距离铁心端面长度，要求两端长度一致，端环平面与轴线垂直。笼条端头表面与端环表面应在一个平面上，勿使端头超出或陷入端环表面。检查笼条与端环孔的间隙，否则要用手锤校正笼条端部使配合间隙均匀。

(5)焊接方法检查铜条在端环孔内间隙是否正确，导条在槽内是否有松动现象，合格后才准许施焊。

将转子立起，固定稳妥。根据转子大小选择合适的焊炬规格。一股采用5号焊嘴，调节火焰为中性火焰。施焊时，先用2—4把焊炬同时均匀地预热端环，待温度达到可焊温度时(一般为800℃)，改用一个焊炬进行焊接。焊接部位的加热温度不可太高。一般应控制在比焊条熔点高出50---100℃即可。加热时，火燃尽可能不直接吹笼条顶部。

施焊方向选择为自右向左进行为宜。加热时，可撒一点无水硼砂，待温度升至能使焊条熔化时，将焊条沾好硼砂放在接头处，使其自然熔化流下，填满缝隙及深坑。严禁从两侧向接头熔化焊条，这样做会造成假焊。

施焊过程中，为了减少端环产生过大残余变形，要采取分段交叉焊接法。每段连续焊接不多于5个接头，然后再对面焊，对于直径较大的转子，为了提高焊接速度，可采用两只焊炬从直径两端同向施焊。焊后要严格检查焊接质量。检查焊肉是否填满焊缝和焊坑，勿使焊肉缺少或高出过多，检查端环两面不应有缺焊现象，检查合格后，翻转子，焊另一端，方法同上述。内端环全部焊妥和检查合格后，要清理焊接时流出的焊料和剩余的焊剂。然后可以插外层笼条和安装外端环。其焊接操作方法同内笼，但焊剂的选择要根据笼条材质。一般说，上笼条是黄铜时，要采用无水硼砂，下笼条是紫铜时，应采用硼砂，如果上笼是铝青铜时，应采用氟硼酸。

全部焊后，再全面检查一次焊接质量。最后根据电机转速高低做好转子静、动平衡试验。通常电机转速在1000r／min及以下者，只做静平衡，大于1000r／min者，需做动平衡试验。