CN101143412A - 热熔焊剂 - Google Patents
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Abstract
热熔焊剂，属于组合物，现有技术不能使金属充分熔接、达不到金属间分子结合以及机械强度和导电率都不够理想，本发明是由以下粉末状的组分和对应的质量百分比含量组成：氧化铜58％～62％，氧化铁4％～6％，铝4％～6％，镁14％～16％，铜6％～8％，铁1％～3％，磷4％～6％。本发明可用于对纯铜，黄铜，青铜，紫铜，铜包钢，纯铁，不锈钢，锻铁，镀锌钢铁，铸铁等同种材料和异种材料构件之间的焊接，且接头负载能力大、机械性能良好、冲击电阻稳定、抗腐蚀能力强、连接简单安全、可以根据被焊导体的金属特性，配置不同的反应温度，使焊接接头更牢固，完善。
Description
技术领域
本发明属于组合物，具体的说是一种发生铝热反应，利用化学放热来产生高温，并通过熔模而实现对构件焊接的热熔焊剂。
背景技术
目前的放热焊剂是用普通的化学材料混合而成的，原料间的配比不科学，产生的热量达不到彻底熔化金属的标准，使得金属间的焊接达不到技术要求(GB/T3323-2005金属熔化焊焊接接头射线照相，GB/T14693-1993焊缝无损检测，GB/T19804-2005焊接结构的一般尺寸公差和形位公差，QJ3116-1999金属熔焊内部缺陷X射线照相，HB5363-1995焊接工艺质量控制，JB/T7716-1995焊接接头四点弯曲疲劳试验等国家标准对技术要求做了具体规定)，不但在焊接接头中容易产生间隙，而且机械强度和导电率都不够理想，无法达到分子间的结合。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有技术存在的不能使金属充分熔接、达不到金属间分子结合以及机械强度和导电率都不够理想的缺陷，提供一种新的热熔焊剂，以利用金属化合物之间的化学反应产生高温令金属熔融，以便通过模具促使焊接部位形成特定形状的永久性接头，保证尺寸符合工艺要求，使得金属间的融合达到分子结合。为此，本发明采用以下技术方案：
热熔焊剂，其特征是由以下粉末状的组分和对应的质量百分比含量组成：氧化铜58％～62％，氧化铁4％～6％，铝4％～6％，镁14％～16％，铜6％～8％，铁1％～3％，磷4％～6％。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征：
所述的组分和对应的质量百分比含量为：氧化铜60％，氧化铁5％，铝5％，镁15％，铜7.5％，铁2.5％，磷5％。
所述的各组分，其中氧化铜的粒度为40～100目，其余组分的粒度为80目以下且粒度越小越利于发生反应。
本发明利用控制氧化铜的粒度和氧化率来调整焊剂的放热反应和反应后还原成的金属液温度(增大氧化铜的粒度会使反应温度升高，减小氧化铜的粒度会使反应温度降低，提高氧化铜的氧化率会使反应温度升高，降低氧化铜的粒度会使反应温度降低)，充分发挥放热反应，利用本发明达到的2500～3400℃的高温使焊件端头的融化而完成焊接，使焊件接头形成分子结构，达到分子间的结合，保证焊接质量，具体可以达到以下有益效果：
1.电流负载能力大。熔接点的载流能力与导体相同，具有良好的导电性能，经检测，焊接前后的直流电阻比率变化率接近于零。
2.机械性能良好。因为是熔融接头，所以其接头与导体部分是分子结合，是一种永久性的接头。抗拉强度高达600牛顿/平方毫米，将焊接处进行180°弯曲度不会发生裂缝和剥落。
3.冲击电阻稳定。试验表明，在短时间大电流的冲击下，导体先于熔焊接头熔化，因而不会受到浪涌电流的损伤。
4.抗腐蚀能力强。由于接头是通过熔融焊接的，没有接触表面，没有残余应力，且接头被焊剂反应产生的铜覆盖，因而大大增强了导体的耐腐蚀能力。放入10％的硝酸溶液中浸泡90小时，基本无腐蚀，适用于不同湿度、温度、PH值的环境(寿命在50年以上)。
5.连接简单安全。无需外界能源，无需专门设备，无需专业操作人员，只需普通的引燃工具(比如喷枪)将其引燃，室内、室外都可以操作，完成连接时间短。
6.可以根据被焊导体的金属特性，配置不同的反应温度，使焊接接头更牢固，完善。
该热熔焊剂，可用于对纯铜，黄铜，青铜，紫铜，铜包钢，纯铁，不锈钢，锻铁，镀锌钢铁，铸铁等同种材料和异种材料构件之间的焊接。
具体实施方式
以下通过几个实施例对本发明做详细的说明。
实施例一
以60～80目的氧化铜粉末6kg与50～65目以下的粉末状氧化铁0.5kg、铝0.5kg、镁1.5kg、铜0.75kg、铁0.25kg、磷0.5kg混合均匀，取少量用于焊接铜包钢构件(即在钢的表面覆盖有铜层的构件)：将两个铜包钢构件相对置于熔模(熔模是一种模具，用于约束形成接头的几何规格和表面质量，对焊剂的反应不产生影响)内，在两个接头之间填上述焊剂，用喷枪点燃焊剂，即发生铝热反应，释放热量产生2200～3000℃的高温，令构件金属熔化，在熔模内实现两构件的焊接。焊接完毕接头成规则的几何体，经检测：
由于受熔模的约束，外表无裂缝，接头的尺寸公差和形位公差均小于2mm符合国家标准的规定；
经X射线内部拍照无气泡裂缝，接点抗拉强度达到600牛顿/平方毫米，弯曲180°表面不脱落，无断裂和缝隙产生；
放入10％硝酸液中90小时基本无腐蚀现象；
焊接前后的直流电阻比率变化率接近于零；
在短时间大电流的冲击下，导体先于熔焊接头熔化，因而不会受到浪涌电流的损伤；
以上检测结果，完全达到国家标准的检验要求。
实施例二
以40～60目氧化铜粉末5.8kg与30～75目以下粉末状的氧化铁0.5kg、铝0.5kg、镁1.8kg、铜0.75kg、铁0.25kg、磷0.5kg混合均匀，取少量用于焊接铝和铜：将两个构件相对置于熔模内，在两个接头之间填上述焊剂，用喷枪点燃焊剂，即发生铝热反应，释放热量产生2000℃的高温，令构件金属熔化，在熔模内实现两构件的焊接。焊接完毕接头成规则的几何体，经检测：
由于受熔模的约束，外表无裂缝，接头的尺寸公差和形位公差均小于2mm符合国家标准的规定；
经X射线内部拍照无气泡裂缝，接点抗拉强度达到500牛顿/平方毫米，弯曲180°表面不脱落，无断裂和缝隙产生；
放入10％硝酸液中90小时基本无腐蚀现象；
焊接前后的直流电阻比率变化率接近于零；
在短时间大电流的冲击下，导体先于熔焊接头熔化，因而不会受到浪涌电流的损伤；
以上检测结果，完全达到国家标准的检验要求。
实施例三
以80～100目的氧化铜粉末6.2kg与40目以下粉末状的氧化铁0.5kg、铝0.5kg、镁1.4kg、铜0.75kg、铁0.25kg、磷0.5kg混合均匀，取少量用于焊接钢：将两个铜构件相对置于熔模内，在两个接头之间填上述焊剂，用喷枪点燃焊剂，即发生铝热反应，释放热量产生2500～3400℃的高温，令构件金属熔化，在熔模内实现两构件的焊接。焊接完毕接头成规则的几何体，经检测：
由于受熔模的约束，外表无裂缝，接头的尺寸公差和形位公差均小于2mm符合国家标准的规定；
经X射线内部拍照无气泡裂缝，接点抗拉强度达到600牛顿/平方毫米，弯曲180°表面不脱落，无断裂和缝隙产生；
放入10％硝酸液中90小时基本无腐蚀现象；
焊接前后的直流电阻比率变化率接近于零；
在短时间大电流的冲击下，导体先于熔焊接头熔化，因而不会受到浪涌电流的损伤；
以上检测结果，完全达到国家标准的检验要求。
需要说明的是，除了上述三个实施例外，在本发明的组分和其含量的范围内配成的焊剂，用于焊接纯铜，黄铜，青铜，紫铜，纯铁，不锈钢，锻铁，镀锌钢铁，铸铁等同种材料和异种材料的构件，经检测，其技术效果不劣于上述实施例，在此不予一一赘述。
Claims (3)
1.热熔焊剂，其特征是由以下粉末状的组分和对应的质量百分比含量组成：氧化铜58％～62％，氧化铁4％～6％，铝4％～6％，镁14％～16％，铜6％～8％，铁1％～3％，磷4％～6％。
2.根据权利要求1所述的热熔焊剂，其特征是所述的组分和对应的质量百分比含量为：氧化铜60％，氧化铁5％，铝5％，镁1 5％，铜7.5％，铁2.5％，磷5％。
3.根据权利要求1或2所述的热熔焊剂，其特征是所述的各组分，其中氧化铜的粒度为40～100目，其余组分的粒度为80目以下。
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