电阻钎焊银触点钎着率、强度及接触电阻的关系

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《瓴层电器》曾荣获第三届国家期刊奖——中国期刊最高政府奖
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（上接第８页）
图５焊接触头的接触电阻和结合强度的关系
两者之间为非线性相关。对曲线进行拟合后发现 强度与电阻之间呈类似指数函数的递减关系。
４ 结语
（１）随焊接时间的延长，钎着率呈增大趋势。 某些虚焊的触头虽然钎着率较高，但剪切强度低、 电阻大，因此，不能仅靠钎着率来判断焊接质量的 好坏。
（２）焊接触点的接触电阻随压力增大以先快
实验采用ＰＷｌ６精密气动点焊机，其结构示 意图如图ｌ所示。焊接采用石墨电极、手动加压
陈乐生（１９７３一），男，讲师，从事触点材料的电性能研究。 甘可可（１９７９一），男，工程师，从事电接触材料的开发及应用。
——６——
万方数据
ｌ２触头材料的物理、力学性能
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纯Ａｇ
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图２接触电阻测试系统示意图
２实验结果及分析
２．１触头钎着率的检测 首先对所焊接的触头进行钎着率测试，测试
注：表中所不时间为石墨电极从冷态开始加热至焊 接结束的时间，因此要大于正常连续生产（即石墨电极一 直处于加热状态）的时间
２．２压力对接触电阻的影响 根据弱电接触理论，触点的接触电阻由收缩
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ ＡｓｃｄＯ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｄ Ｈ６２ ｂｒａｓｓ ｃｏｎｔａｃｔ ｂｒｉｄｇｅ ａｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔｓ．ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｍｅ．ｗｒｉｎｇ ｔｈｅ ｂｏｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｃｏｎｔａｃｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｗｅｌｄｉｎｇ ｃｏｎｔａｃｔ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒ－ ｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅ Ｗａｓ ｎｏ ｓｔｒｏｎｇ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｂｒａｚｉｎｇ ａｎｄ ｗｅｌｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｒ ｃｏｎｔａｃｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｂｕｔ ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ａ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｗｅｌｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｃｏｎｔａｃｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．
ＡｇＣｄＯ Ｃｏｎｔａｃｔ ｗｉｔｈ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｂｒａｚｉｎｇ
Ｘ洳１ ＷＡＮＧ Ｒｏｎ９１，ＣＨＥＮ Ｌｅｓｈｅｎ９２，ＧＡＮ Ｋｅｋｅｌ，ＱＩ Ｇｅｎｇｘｉｎｌ，ＣＨＥＮ
（１．Ｗｅｎｚｈｏｕ Ｈｏｎｇｆｅｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ａｌｌｏｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｅｎｚｈｏｕ ３２５６０３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４０，Ｃｈｉｎａ）
电阻和表面膜电阻组成，收缩电阻取决于材料本 身的电阻率和接触的面积。根据计算，收缩电阻 与接触面的数目呈反比，即接触面数目越多，面积 越大，收缩电阻值越小，而表面膜电阻与触点的表 面状态有关。接触压力较小时，膜电阻占主导地 位，压力大时，以束流电阻为主＂圳。
本实验测量了不同压力下触点的接触电阻 值。随着压力的增大，触点与银板的接触面积不
随焊接时间的延长钎着率整体上呈增大趋势但也存在例外如编号为3和7的触头钎着率随焊接时间变化异常银触点与黄铜之间可能存在未熔化的钎料但超声检测对此并不敏感因此测得的钎着率较高但这2个触头实际上为虚焊状态其焊接强度应该较低这将在后面的实验中进一步验证
低压电器（２０１０№４）
。研究与分析·
电阻钎焊银触点钎着率、强度及 接触电阻的关系
后慢的趋势下降，压力增大至１．５ ｋＮ以上时达到 稳定值。电阻的稳定值随触点钎着率的增大而降 低。
（３）由于超声检测具有局限性，钎着率与剪 切强度和接触电阻之间不存在严格的相关性，剪 切强度和接触电阻间存在非线性的相关性。
【参考文献】
［１］李司山，黄福祥，汪振，等．电接触材料的研究进展 ［Ｊ］．材料导报，２００８，２２（ｚ１）：３０３－３０６．
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图４触点钎着率与其剪切强度、接触电阻的关系
（ｂ） 图３触点在不同压力下的电阻值
从图３（ｂ）的放大图还可以看出，在压力较小 的情况下，触点的接触电阻不稳定，某些钎着率高 的触点其接触电阻也高，而在压力达到一定程度 后电阻才与钎着率呈相反的变化趋势。这可能是 由于在接触压力较小的情况下，表面膜电阻占主 导地位。而各触点的表面状态不完全一致，因此， 某些钎着率低的触点电阻偏高；压力增大到一定 程度后，表面膜电阻降为次要地位，接触电阻主要 由焊接面的结合状态决定，因此，焊接良好的触点 电阻较低。 ２．３焊接强度测试结果
特性的准确性和可靠性。
【参考文献】
［１］陈德桂．低压电器的技术进展［Ｊ］．低压电器，１９９８ （２）：３４．
［２］冯继锋．塑料外壳式断路器的发展［Ｊ］．低压电器， ２００２（４）：４３４５．
［３］ 唐式金．电磁式电器动作特性影响因素的分析［Ｊ］． 低压电器，１９８９（６）：１７－２１． 收稿日期：２００９．１１旬５
［２］赵越．钎焊技术及其应用［Ｍ］．北京：化学工业出 版社。２００４．
［３］ＫＥＩＬ Ａ，ＭＥＲＬ ｗ Ａ，ＶＩＮＡＲＩＣＫＹ Ｅ，ｅｔ以．电接触 与电接触材料［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９３．
［４］ 宁远涛，赵怀志．银［Ｍ］．长沙：中南大学出版社，
２００５．
［５］ 杨庆华，王颖，范建明．焊接触头各种检测方法的 分析与比较［Ｊ］．机床电器，２００１（５）：７－９． 收稿日期：２００９—１０００
图４所示。可以看出，触头的最大拉伸剪切力与 接触电阻的变化趋势相反。除了２个“异常”的 触头（３号和７号），剪切强度均随钎着率的增大 而增大，而接触电阻随钎着率的增大而减小。这 里可证实２．１中的推测，即３号和７号触头的实 际焊合程度并没有超声检测测得的那么高，因此， 结合强度偏低而电阻偏高，这也进一步说明并不 能仅仅依靠钎着率来判定焊接质量的好坏，尤其 是对于钎料未熔化的虚焊触头，还应结合其他方 式进行验证。
表３焊接触头钎着率测试结果
表２ ＡｇｓｓＣｕＺｎ钎料的成分及性能
的方式，视钎料流淌情况人工控制焊接时间（触 头四周钎料流淌均匀时即为焊好）。通过控制焊 接时间得到焊接质量不同的触点，根据钎着率测 试结果选出一组触点进行后续的试验。
采用西安交通大学研制的ＪＴＵＩＳ．ＩＶ超声成 像无损检测进行焊接钎着率的测试，电子万能试 验机进行拉伸剪切试验。并施加四端子法测量触 点电阻，利用一定的外力将银板和触头压在一起， 由于纯Ａｇ的导电性很好，它的电阻可以忽略不 计，将双臂直流电桥的４个夹头分别夹住４个测 量端，其示意图如图２所示，此时测出的电阻即为 焊接触点的电阻值。
通过计算得到焊接ＡｇＣｄＯ触头及黄铜的电 阻值之和为６．０２斗Ｑ，将２．２中所测得触头在稳 态的电阻值扣除ＡｇＣｄＯ和黄铜的电阻作为焊接 层的电阻。以焊接层电阻为横坐标、触头的最大 剪切力为纵坐标绘图，得到触头焊接层的电阻与 结合强度的关系曲线图，如图５所示。可以看出
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万方数据
·研究与分析·
低压电器（２０１０Ｎ０４）
结果如表３所示。随焊接时间的延长，钎着率整 体上呈增大趋势，但也存在例外，如编号为３和７ 的触头，钎着率随焊接时间变化异常，银触点与黄 铜之间可能存在未熔化的钎料，但超声检测对此 并不敏感，因此测得的钎着率较高，但这２个触头 实际上为虚焊状态，其焊接强度应该较低，这将在 后面的实验中进一步验证。
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万方数据
一１９—
电阻钎焊银触点钎着率、强度及接触电阻的关系
作者：
作者单位：
刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
王荣， 陈乐生， 甘可可， 祁更新， 陈晓， WANG Rong， CHEN Lesheng， GAN Keke， QI Gengxin， CHEN Xiao 王荣,甘可可,祁更新,陈晓,WANG Rong,GAN Keke,QI Gengxin,CHEN Xiao(温州宏丰电工合金 有限公司,浙江,温州,325603)， 陈乐生,CHEN Lesheng(上海交通大学,上海,200240)
头和Ｈ６２黄铜触桥进行焊接，从钎着率、拉伸剪 切强度及接触电阻３个方面评判焊接触点。
ｌ 实验材料与方法
实验用触头材料为内氧化法制备的ＡｇＣｄＯ。： 片材，触头尺寸为妒．００ ｎｌｍ Ｘ １．６５ ｍｍ，其物理 和力学性能列予表１。采用的铜板为Ｈ６２黄铜，
电阻率为６．６衄·ｃｍ，尺寸为３６ ｍｍ ｘ
１．０ ｍｉｌｌ ｘ３．０ ｍｍ。所用钎料为Ａ踟ＣｕＺｎ，其成 分和性能列于表２，所用焊剂为ＱＪｌ０２。
一７一
万方数据
低压电器（２０１０№４）
·研究与分析·
断增大，触点间的接触电阻应逐渐减小。压力对 触点电阻的影响如图３所示。随着压力的不断增 大，电阻值以先快后慢的方式下降：压力从１０ Ｎ 增大至２００ Ｎ时，电阻呈直线下降，之后下降幅度 趋缓，压力达到１ ｋＮ以上时逐渐趋于稳定，压力 为１．４～２．０ ｋＮ时接触电阻基本无变化。因此， 为了得到较准确的接触电阻值，应在＞１．５ ｋＮ的 压力时进行测量。对比不同钎着率的触点在稳态 的电阻值，可以发现电阻随触点钎着率的增大而 降低，即焊合的面积越大，触点的导电性能越好。
关键词：电阻钎焊；钎着率；结合强度；接触电阻；触头 中图分类号：ＴＭ ５０１．３文献标识码：Ａ文章编号：１００ｌ－５５３Ｉ（２０１０）０４－０００６－０３
千 攀ｆ １ｑＲｌ一、 女，硕士，研究方向 为电接触材料的研 究与应用。
Ｒｅｌａｔｉｖｉｔｙ ｂｅｗｅｅｎ Ｂｒａｚｉｎｇ，Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ
对所焊接的触头进行拉伸剪切试验，结果如 一８一
３讨论
由以上实验可知，由于超声检测的局限性，钎 着率与焊接触头的结合强度和接触电阻之间不一 定有严格的相关性。在ＡｇＣｄＯ触头和黄铜的电 阻恒定的条件下，焊接触头的电阻差异主要是由 焊接层引起的，焊接层中的未焊透层、夹杂或孔洞 会导致焊接的接触面积减小，使接触电阻增大。 而焊接面的剪切强度与触头的焊接面积成正比， 即焊合面积越大，焊接面所能承受的剪切力越大， 焊接强度越高＂１。因此焊接触头的电阻与强度 之间可能存在一定的相关性。另外，在可焊接面 积一定的情况下，当焊接质量达到理想状态，即钎 料均匀地填充焊接层时，焊接触点的电阻和剪切 强度都应达到或接近稳定值，此值需要通过实验 进一步确定。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｂｒａｚｉｎｇ；ｂｒａｚｉｎｇ；ｂｏｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ；ｃｏｎｔａｃｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｃｏｎｔａｃｔ
０引 言
ＡｇＣｄＯ材料具有耐电腐蚀和抗熔焊性能优 良、接触电阻稳定的特点，被誉为低压电器领域的 “万能触头”，Ｈ６２黄铜具有良好的导电、导热及 耐腐蚀性能，将两者结合起来焊接可得到性能优 良的电器触点¨引。焊接质量将直接影响触点的 强度及接触电阻，进而影响其使用性能。目前生 产中主要用钎着率来评估焊接质量，但由于超声 波检测存在局限性，仅依靠钎着率来判定焊接质 量是片面的。因此，以常规ＣＪＸ２－５０接触器的触 头为研究对象，采用电阻钎焊的方式对ＡｇＣｄＯ触
低压电器（２０１０№４）
都难免与理论设计值存在一定的偏差。国家标准 明确规定：脱扣器的瞬时脱扣电流整定值允许误 差为±２０％。
２结语
本文以常熟开关制造有限公司ＣＭ２－２２５产 品为例，对传统的瞬时脱扣器提出改进方案，由原 来的磁不可调发展为用户可根据现场的实际需求 选择整定所需要的动作电流保护值。实际结构设 计中主要通过调节弹簧反力来与电磁吸力匹配， 从而达到设计要求，保证塑壳断路器的瞬时保护
王 荣１， 陈乐生２， 甘可可１， 祁更新１， 陈 晓１ （１．温州宏丰电工合金有限公司，浙江温州３２５６０３；
２．上海交通大学，上海２００２４０）
摘要：以电阻钎焊ＡｇＣｄＯ触头和Ｈ６２黄铜触桥为研究对象，通过测量焊接触点 的结合强度和接触电阻来验证超声检测的结果。试验发现，由于超声检测存在一定的 局限性，钎着率与焊接强度和接触电阻之间没有严格的相关性，而焊接强度和接触电阻 间呈非线性的相关性。