CN101505907A - 铝热焊焊片 - Google Patents

Abstract

一种用于铝热焊的焊片，其特征在于：要分散到铝热剂的熔化金属中的金属至少涂镀到接触该熔化金属的铁焊片的表面上。由于在铝热焊期间，熔化金属和涂镀金属分散，所以它们进入铁焊片的表面形成固溶体，从而增大熔融面积。

Description

铝热焊焊片

技术领域

本发明涉及一种进行铝热焊使用的焊片和使用所述焊片的铝热焊方法，更具体地说，本发明涉及可以提高焊片与要被铝热焊的金属之间的焊接强度的焊片以及使用所述焊片的焊接方法。

背景技术

铝热焊是一种在基底金属的表面附近使铝和氧化铜(或者氧化铁)的混合粉末起弧并燃烧的焊接技术，其中化学反应产生的热量使铜(或者铁)以及部分基底金属熔融在一起。通常，这种焊接技术尤其用于铁路领域，诸如，利用由铝热剂材料构成的焊接部分，将线缆与铁轨表面焊接在一起而电连接独立的铁轨，其中线缆通过将铜焊片附接在公知为接合线的导线的两端而形成。

这种铝热焊方法具体包括如下内容。首先，将构成铝热剂材料的上述混合粉末与起弧材料一起装入坩埚中，然后，连接线敷设在铁轨表面上的焊接部分上。使起弧材料起弧，以在坩埚内进行燃烧，从而使铜(或者铁)熔化，然后，使熔化的铜(或者铁)到达该焊接部分。最后，熔化的铜(或者铁)被冷却，在它上面，其外部形状与焊接部分的内部形状相同的被焊部分熔融到铁轨上，以致覆盖部分连接线。

按照惯例，当利用接合线电接合铁轨时，接合线是铜，因此，通常利用铜焊接片连接该接合线。通过将接合线插入在焊接片的端部形成的凹槽部分，然后，使该凹槽部分起皱，执行将焊接片附在接合线上的步骤。然而，尽管铜具有韧性和延展性强并因此而容易起皱或者模制的特性，但是在接合线起皱的起皱部分上，仍存在应力，并且例如，在铁轨上进行了铝热焊后，列车通过产生的振动可能使起皱部分破裂或者破坏。因此，最近几年，为了达到足够的强度，即使存在因为起皱产生的应力，也不因为振动发生破裂或者破坏，尝试利用铁焊片代替铜焊片。JP 2005-14008A中描述了传统方法。

图3是具有利用铜铝热焊焊接的插入内部并被电连接的导线2的铁焊片10的俯视图。在进行铝热焊期间，熔化的铝热剂材料中的铜在被浇注时通常从中心部分流到外部，以覆盖铁焊片10，然后，通过从与铁焊片10的界面开始冷却并硬化，形成被焊部分3。在形成被焊部分3的过程中，熔化的铜4流动，以覆盖铁焊片10，并且在该界面上，它包括，在分散固溶体状态下，因为焊接热量而使其熔融的区域。被焊部分3的周边区域5是在熔化的铜4结束流动之前开始硬化的区域，并且界面6表示的区域不与铁焊片10熔融。因此，被焊部分3具有不与铁焊片10熔融的区域，所以熔融区域不够，从而导致焊接强度问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种在对铁焊片预涂镀金属后，进行铝热焊可以增大铁焊片与铝热剂材料的熔化铜之间的熔融区域，从而提高焊接强度的铁焊片以及使用所述铁焊片的铝热焊方法。

(1)为了实现上述目的，本发明的铝热焊焊片是这样的，即，要分散到铝热剂的熔化金属中的金属至少涂镀在接触该熔化金属的铁焊片的表面上。

(2)此外，为了实现上述目的，要涂镀在根据本发明进行铝热焊的焊片上的金属优选是铜或者镍。

(3)此外，为了实现上述目的，本发明的铝热焊方法包括：将要分散在铝热剂材料的熔化金属中的金属涂镀在铁焊片表面上的步骤；将涂镀焊片定位在预定焊接位置的步骤；以及使铝热剂材料的熔化金属流动到焊接位置，以使铝热剂材料的熔化金属和涂镀金属分散，从而在铝热剂材料的熔化金属和铁焊片之间形成熔融部分的步骤。

(1)本发明的焊片是这样的，即，要分散在铝热剂材料的熔化金属中的金属至少涂镀在接触该熔化金属的铁焊片表面上，因此，与涂镀金属和熔化金属因焊接热量而分散，并且在铝热焊时广泛分散到铁焊片的表面内，从而形成固溶体，因此，与不进行涂镀，利用铁焊片进行铝热焊的情况相比，形成宽焊接区域，可以提高焊接强度。

(2)在根据本发明实施例的焊片上，涂镀金属是铜或者镍，由于在铝热剂材料中有铜，鉴于它们的熔点等，所以它们具有良好亲和力，因此，它们容易被分散并有助于固溶到铁焊片中，从而提高焊接强度。

(3)根据本发明另一个实施例的铝热焊方法包括：利用分散到铝热剂材料的熔化金属中的金属涂镀铁焊片表面的步骤，以致与(1)段中相同，预涂镀金属和熔化金属因为焊接热量分散，并且在铝热焊时，广泛分散到铁焊片表面内，以形成固溶体，因此，与不进行涂镀，利用铁焊片进行铝热焊的情况相比，形成宽焊接区域，可以提高焊接强度。

附图说明

图1是根据本发明的焊片的剖视图。

图2示出本发明的焊片与作为铝热剂材料的熔化金属之间的分散固溶体的状态。

图3是示出传统铁焊片的铜铝热焊的俯视图。

具体实施方式

下面将参考附图解释本发明的优选实施方案的实施例。在附图中，利用相同的参考标号表示相同的组成部分，并且酌情略过其解释。

图1示出了根据本发明用于铝热焊的焊片1的剖视图。焊片1具有由铁构成的基底部分10，并且具有由铜等构成的接合线插入其内的孔8。此外，金属膜7形成在该焊片的基底部分10的表面上。金属膜7选自可以与铝热剂材料中的熔化金属混融并且容易利用焊接热量分散的金属，并且优选选自铜或者镍，以用于铜铝热焊。

如果金属膜7是铜，则通过氰化铜电镀，可以将铜金属膜7形成在铁焊片基底部分10的表面上。即，在氰化物槽中，电镀焊片基底部分10，从而以极高的接触质量，将铜电镀在铁焊片基底部分10的表面上。

另外，还可以利用非电镀或者熔化镀(melt-plating)实现涂镀。

例如，在插入焊片1内后进行模制，以接触焊片1的孔8的内表面的方式连接接合线2，从而保持电接触。

接着，对于铝热焊方法，对铁焊片基底部分10的表面涂镀铜或者镍的金属膜，然后，将焊片1固定在诸如铁轨表面上的适当指定焊接位置，并且允许铝热剂材料中的熔化金属流入，以形成被焊接部分。

图2示出在利用金属涂层7涂镀了金属铁焊片基底部分10后，与图3所示铝热焊相同的铝热焊例子，图3中的界面6所示部分被放大。

当利用本发明的焊片1进行铝热焊时，铝热剂材料的熔化金属4流动，以覆盖焊片1的部分表面，并且利用焊接热量使其分散预涂镀在铁焊片基底部分10上的金属7。然后，熔化金属4进入涂镀金属7预铁焊片基底部分10之间的界面到达参考标号9所示的虚线指示的位置，在此，它与焊片1熔融。因此，熔化金属4与铁焊片基底部分10之间的界面上的被焊部分3的熔融区域增大，结果提高了焊接强度。

Claims (2)

1.一种用于铝热焊的焊片，其特征在于：待分散到铝热剂的熔化金属中的金属至少涂镀到接触所述熔化金属的铁焊片的表面上。

2.根据权利要求1所述的焊片，其特征在于：所述涂镀金属是铜或者镍。