高压断路器用陶瓷电容器引线焊接新方法

　　国内某高压开关厂550 kV级SF6型高压断路器是我国“七五”至“八五”计划的重要科研项目，为其配套的高压陶瓷电容器以前均采用进口件，为降低成本，推进该电容器国产化，我厂经多年的研究，成功地开发了550kV级SF6型高压断路器用高压陶瓷电容器。该电容器(外型见图1)结构是在两平行电极焊接φ18mm铜电极引线(简称引线)，外涂绝缘漆，铜电极引线在电容器串联装配时起接触导通作用，引线和电容器的焊接强度直接影响电容器的使用。在最初研制时，用锡焊把引线和银电极连接，即在引线和银电极间夹一层薄锡箔，然后加热到230℃保温30min使锡熔化，以达到焊接目的。此种方法因较难控制锡用量及锡熔化扩散方向，常因锡过量，结果在银电极表面堆锡造成电容器装配困难。另外，引线和电极间锡扩散不均造成引线部分虚焊，使焊接强度降低。过量的锡在高温长时间熔解时造成银溶入锡中，即“银溶”现象，影响到电容器的电性能及焊接强度。 来源
　　有人曾采用有机环氧树脂加入导电性银粉即导电胶，把引线和电极粘连的方法。此种方法虽暂时解决了堆锡，银溶等问题，粘接的强度也暂时满足了要求，但有机材料环氧树脂随着时间老化，使粘接的强度降低，引线在长期使用中存在潜在脱落的可能，从而使断路器在运行中可能出现故障。
　　为解决这些问题，我们寻找一种材料，能适合片状引线和电极之间的连接，强度高，工艺简单，易控制材料用量，外形美观，不影响电容器性能，通过反复试验，选用62Sn/36Pb/2Ag糊状锡膏焊接定位，并多次进行了试验及性能测试。

图1 陶瓷电容器外形

1　工艺

　　锡膏主要用于表面贴装技术，成功地把锡膏应用在陶瓷电容器引线焊接上，我们摸索出适合电容器引线焊接可行的工艺方法，62Sn/36Pb/2Ag锡膏焊接定位时，焊接工艺曲线见图2。具体操作如下：
　　(1) 将锡膏在常温下存放2h，使其软化，然后用棒搅至糊状待用；
　　(2) 用刮板将锡膏均匀地刮到引线上，控制用量，不易过多；
　　(3) 将引线贴紧银面，用模具固定放入烘箱；
　　(4) 烘箱升温，在130℃停3～5min，再继续升温至200℃保温10min，停止加热，待自然降温。 来

图2 62Sn/36Pb/2Ag锡膏焊接曲线

2　试验结果及讨论

　　把分别作锡膏与导电胶定位的电容器进行了对比分析试验，用美国RESTRVMENTT5K型拉力机测定焊接后引线端子强度，及两种材料的使用对电容器电性能的影响。
    2.1　端子强度试验
　　电容器引线端子强度试验方法如图3。我们依照有关标准要求做引线端子强度测试，具体结果见表1。