專利名稱：旋轉(zhuǎn)烙鐵焊接工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)烙鐵焊接工藝，尤其是涉及一種元件采用凸極式結(jié)構(gòu)電容器制造工藝中使用的焊接工藝。
背景技術(shù)：
并聯(lián)電容器心子是電容器工作的核心部件，其內(nèi)部元件間的焊接質(zhì)量、焊接效率直接影響產(chǎn)品的使用壽命和經(jīng)濟(jì)效益。心子中元件間的焊接都是采用普通低溫焊料。
國內(nèi)一般的高壓全膜并聯(lián)電容器多采用隱極式結(jié)構(gòu)。在圖3A電容器元件剖面示意圖和圖3B隱極式電容器元件結(jié)構(gòu)示意圖所示，電容器元件1為隱極式結(jié)構(gòu)，電容器元件1的上、下鋁箔極板A、B是用二片厚度為0.05mm表面搪錫的紫銅箔引出的，中間為介質(zhì)5。這種電容器元件1的極板引出方式，其極板A、B均只有引線片3、4分別和極板A、B壓接觸部位一個連接點，因此沿極板長度L的電流分布是不均勻的，即引線片3、4與極板A、B接觸部位的電流最大，沿極板L方向逐點降低，如圖4A隱極式、引線片結(jié)構(gòu)元件A極板長度L方向的電流分布和圖4B為A極板的電流分布所示，B極板的電流分布與其類同。由圖解，這種隱極式電容器的元件，其極板是用在元件內(nèi)插入引線片的方式將鋁箔電極引出的，引線片與極板之間的電氣連接為壓接觸。由于引線片及鋁箔極板都有一定的粗糙度，而且由于電容器心子的壓緊系數(shù)K＜1，所以引線片3與鋁箔極板A之間的電接觸實際上是點接觸，如圖5引線片與鋁箔極板之間點接觸造成的電流線收縮示意圖所示。
因此，當(dāng)電流由引線片進(jìn)入鋁箔極板時，在接觸處會使電流發(fā)生收縮，產(chǎn)生水平分量，在交變電流電動力的作用下，引線片與鋁箔極板之間發(fā)生機械振動，使接觸部位產(chǎn)生電蝕，局部過熱，導(dǎo)致絕緣介質(zhì)劣化、擊穿。在電網(wǎng)諧波電流較大的工況下，對電容器的危害更為嚴(yán)重。
由于隱極式電極必須插入引出片，這樣引起電極內(nèi)電場畸變，在工作場強不高時，電場畸變影響不明顯，在55kV/mm這樣極高工作場強下，電場畸變的影響就明顯了。在全膜電容器中由于考慮浸漬因素，故不可能壓得很緊，所以這種畸變更嚴(yán)重，同時在合、分過程中受電動力作用，對絕緣危害就顯得嚴(yán)重了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種電容器焊接方法，尤其是提供一種元件采用凸極式結(jié)構(gòu)電容器制造工藝中使用的焊接工藝。
一種旋轉(zhuǎn)烙鐵焊接工藝，包括將介質(zhì)、極板、引出線、組間襯墊排布后進(jìn)行心子壓裝，并與引出線襯墊一同完成心子引線，其中，心子元件采用低溫焊料焊接，使用旋轉(zhuǎn)烙鐵進(jìn)行元件的連接，引出線的焊接釬焊，該旋轉(zhuǎn)烙鐵頭為旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，使用時通過烙鐵頭的旋轉(zhuǎn)刮擦作用，將鋁箔極板端部的氧化層刮掉，然后用低溫焊料將二個或二個以上的元件極板凸出端經(jīng)釬焊牢固地連接在一起。
在上述方案基礎(chǔ)上，所述元件采用凸極式結(jié)構(gòu)，兩電極的鋁箔各自向左右兩端凸出，極板端部用旋轉(zhuǎn)烙鐵及低熔點焊料釬焊。
本發(fā)明的優(yōu)越性在于焊接牢固，電容器元件的極板電阻損耗小，具有比較好的過載能力。


附圖1A凸極式元件剖面結(jié)構(gòu)示意圖附圖1B凸極式元件結(jié)構(gòu)示意圖附圖2A凸極式、釬焊結(jié)構(gòu)元件A、B極板的電流分布圖附圖2B凸極式、釬焊結(jié)構(gòu)元件A、B極板沿長度L方向的電流分布附圖3A電容器元件剖面示意圖附圖3B隱極式電容器元件結(jié)構(gòu)示意圖附圖4A隱極式、引線片結(jié)構(gòu)元件A極板長度L方向的電流分布附圖4B為A極板的電流分布圖附圖5引線片與鋁箔極板之間點接觸造成的電流線收縮示意圖
具體實施例方式本發(fā)明中旋轉(zhuǎn)烙鐵焊接工藝，包括將介質(zhì)、極板、引出線、組間襯墊排布后進(jìn)行心子壓裝，并與引出線襯墊一同完成心子引線，其中，心子元件采用低溫焊料焊接，使用旋轉(zhuǎn)烙鐵進(jìn)行元件的連接，引出線的焊接釬焊，該旋轉(zhuǎn)烙鐵頭為旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，使用時通過烙鐵頭的旋轉(zhuǎn)刮擦作用，將鋁箔極板端部的氧化層刮掉，然后用低溫焊料將二個或二個以上的元件極板凸出端經(jīng)釬焊牢固地連接在一起。
本實施例如圖1A凸極式元件剖面結(jié)構(gòu)示意圖和圖1B凸極式元件結(jié)構(gòu)示意圖所示，電容器元件1’采用凸極式結(jié)構(gòu)，電容器具有損耗小、溫升低的特點，兩電極A’、B’的鋁箔各自向左右兩端凸出，中間為介質(zhì)5’，極板6、7端部用旋轉(zhuǎn)烙鐵及低熔點焊料釬焊21、22、23、24。使用時通過烙鐵頭的旋轉(zhuǎn)刮擦作用，將鋁箔極板端部的氧化層刮掉，然后用低溫焊料將二個或二個以上的元件極板凸出端經(jīng)釬焊牢固地連接在一起。如果不將鋁箔極板端部的氧化層清除，那么元件極板端部的焊接是不牢固的，將會使元件極板端部的接觸電阻大大增加，因Al2O3的電阻率達(dá)108，使電容器局部溫升增高，抗過流能力下降。
將凸極式、釬焊連接元件展開后，我們可以看到這種電容元件沿其極板長度L上的連接點分布均勻、密集，因此元件上、下極板A’、B’沿長度L的電流分布也是均勻的。如圖2A凸極式、釬焊結(jié)構(gòu)元件A、B極板的電流分布圖和圖2B凸極式、釬焊結(jié)構(gòu)元件A’、B’極板沿長度L方向的電流分布所示，設(shè)極板長度為L，寬度為B，厚度d，極板電阻rf1=ρ·dBL,]]>則電容器元件的極板電阻損耗角正切值tgδ=I2rf1Qc.]]>由圖解，可知，通過 極板長度的電流為 如極板的寬度和厚度與凸極、釬焊引出方式元件的極板相同，極板的電阻為rf2=ρ·L2B·d,]]>由于rf1rf2=2d2L2<<1,]]>則rf1<<rf2,]]>故凸極、極板釬焊電極引出方式的電容器元件的極板電阻損耗遠(yuǎn)比隱極、引線片電極引出方式的電容器元件的極板電阻損耗小。
如前所述，凸極式結(jié)構(gòu)的元件極板外露，其鋁箔極板的引出方式是采用釬焊，這種電連接方式整體性好，不存在點接觸的問題，可以從根本上避免引線片與鋁箔極板連接時存在的問題。因此采用凸極式結(jié)構(gòu)的電容器耐受合閘涌流的能力強，在電網(wǎng)諧波電流較大的工況下，具有比較好的過載能力。
由于凸極式結(jié)構(gòu)的全膜電容器的tgδ小，內(nèi)部散熱情況優(yōu)于隱極式，所以其溫升也比隱極式結(jié)構(gòu)的全膜電容器低得多。高壓全膜并聯(lián)電容器的熱穩(wěn)定試驗測試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結(jié)果顯示，凸極式結(jié)構(gòu)的高壓全膜并聯(lián)電容器的心子最熱點溫升不超過8K，而隱極式結(jié)構(gòu)的高壓全膜并聯(lián)電容器心子最熱點溫升達(dá)16.5K，按經(jīng)典的絕緣介質(zhì)工作壽命與溫度關(guān)系的理論，凸極式結(jié)構(gòu)高壓全膜并聯(lián)電容器介質(zhì)的預(yù)期工作壽命將比隱極式高壓全膜并聯(lián)電容器延長10年。
在高壓電氣設(shè)備中，唯有電容器的工作場強取得最高，同時鋁箔的邊緣存在電場集中，用肉眼看邊緣非常平整光滑，但在50倍顯微鏡中可以看到邊緣是不平整的，呈波浪形的毛刺，這樣使得鋁箔邊緣的最大場強能達(dá)到鋁箔中部的平均場強的6～8倍。在這樣高的電場作用下，在工作電壓下鋁箔邊緣存在局部放電是完全可能的。
從鋁箔邊緣電場的計算中可以表明，鋁箔邊緣電場的集中程度主要取決于鋁箔的邊緣圓角半徑和鋁箔厚度，因此，本發(fā)明中鋁箔折邊可有效地增加鋁箔邊緣的圓角半徑和鋁箔厚度，能明顯地降低鋁箔邊緣的最大場強(只有中部場強的2～3倍)，同時也消除極板邊緣毛刺的影響。
鋁箔采用凸出結(jié)構(gòu)就可避免上述一些問題，同時可以改善邊緣場強，凸極式結(jié)構(gòu)與隱極式結(jié)構(gòu)邊緣場強降低約63％，提高了局部放電性能，起始和熄滅電壓均提高30％左右。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)烙鐵焊接工藝，包括將介質(zhì)、極板、引出線、組間襯墊排布后進(jìn)行心子壓裝，并與引出線襯墊一同完成心子引線，其特征在于心子元件采用低溫焊料焊接，使用旋轉(zhuǎn)烙鐵進(jìn)行元件的連接，引出線的焊接釬焊，該旋轉(zhuǎn)烙鐵頭為旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，使用時通過烙鐵頭的旋轉(zhuǎn)刮擦作用，將鋁箔極板端部的氧化層刮掉，然后用低溫焊料將二個或二個以上的元件極板凸出端經(jīng)釬焊牢固地連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)烙鐵焊接工藝，其特征在于所述元件采用凸極式結(jié)構(gòu)，兩電極的鋁箔各自向左右兩端凸出，極板端部用旋轉(zhuǎn)烙鐵及低熔點焊料釬焊。
全文摘要
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)烙鐵焊接工藝，尤其是涉及一種元件采用凸極式結(jié)構(gòu)電容器制造工藝中使用的焊接工藝。一種旋轉(zhuǎn)烙鐵焊接工藝，包括將介質(zhì)、極板、引出線、組間襯墊排布后進(jìn)行心子壓裝，并與引出線襯墊一同完成心子引線，其中，心子元件采用低溫焊料焊接，使用旋轉(zhuǎn)烙鐵進(jìn)行元件的連接，引出線的焊接釬焊，該旋轉(zhuǎn)烙鐵頭為旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，使用時通過烙鐵頭的旋轉(zhuǎn)刮擦作用，將鋁箔極板端部的氧化層刮掉，然后用低溫焊料將二個或二個以上的元件極板凸出端經(jīng)釬焊牢固地連接在一起。本發(fā)明焊接牢固，電容器元件的極板電阻損耗小，具有比較好的過載能力。
文檔編號B23K1/00GK1712166SQ20051002774
公開日2005年12月28日 申請日期2005年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月14日
發(fā)明者傅勝春 申請人:上海上電電容器有限公司