CN103071919A

CN103071919A - 一种金属熔焊焊接方法

Info

Publication number: CN103071919A
Application number: CN2012105802033A
Authority: CN
Inventors: 石佐; 石含华; 石柱
Original assignee: Xinchang County Rentong Electric Power Technology Ltd Co
Current assignee: Zhejiang Man Power Technology Co., Ltd.
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: CN103071919B

Abstract

本发明公开了一种金属熔焊焊接方法，包括使用打火枪对引燃剂进行点火，引燃剂引燃放热焊剂，应用石墨模具，在模具型腔内形成焊接型式而达到熔融工件进行焊接的步骤。本发明所述的金属熔焊焊接方法操作简单，可广泛应用于铁路导轨、电气设备接地工程处理、防雷接地及浪涌保护、智能化大厦建设、石油化工工程建设、阴极防腐保护等许多方面的焊接。使用本发明的焊接方法可以抑制工件接头中出现氢致针孔和气孔，降低焊接过程对潮湿环境的敏感性，焊接完成的工件接头稳定牢固，电气性能优异，耐受大电流的浪涌冲击能力强于工件（导体）本身。

Description

一种金属熔焊焊接方法

技术领域

本发明属于焊接领域，具体而言，涉及一种金属熔焊焊接方法。

背景技术

钢轨是轨道结构最重要的部件。随着高速铁路的迅速发展，无缝线路得到了广泛的应用，由于无缝线路消除了钢轨接缝这一薄弱环节，从而使得轨道结构沿延长方向保持了连续性，大大降低了轮轨动力作用，改善了轨道结构与机车车辆的受载荷状况，延长了设备的使用寿命。而且实践表明，钢轨的焊接质量决定了无缝线路能否发挥其应有的功效。无缝线路在现场焊接中，放热焊具有设备简单、快速方便及成本较低，焊接过程中钢轨没有缩短，接头平直度高，施工方便，工人容易掌握的的优点，得到广泛应用。放热焊接是利用铝与氧化铁的化学反应，在耐高温的石墨模具内利用高温使活性较强的铝将氧化铁还原，通过具内产生超高热铁液熔融金属，利用一定形状、尺寸的模具型腔来完成熔接接头的现代焊接工艺，通常亦称放热焊接、放热熔焊、火泥熔接。放热焊焊接质量取决于热熔焊料和相应的引燃剂的化学组成。目前热熔焊料得到的焊接接头含有杂质元素氢、氧、硫、磷，对接头的焊接质量、稳定性和力学性能都有不利的影响，仍需要在焊后对接头进行净化处理。

此外，随着电力系统的发展，电力系统中对于焊接质量的要求越来越严格。目前通常采用铜合金来提高接地系统的导电性能。对于电气连接，尤其是室外土壤埋设的方式的电气连接方式都是采用放热焊焊接的方法，放热焊接是利用铝与氧化铜的化学反应，在耐高温的石墨模具内利用高温使活性较强的铝将氧化铜还原，通过模具内产生超高热铜液熔融金属导体，利用一定形状、尺寸的模具型腔来完成熔接接头的现代焊接工艺，通常亦称放热焊接、放热熔焊、火泥熔接。放热焊焊接质量取决于热熔焊料和相应的引燃剂的化学组成。公开号为CN1559745A的中国专利在上述方案的基础上进行了改进，加入一定量的锌与锡，对焊接接头进行合金化，提高接头的抗腐蚀性能，但焊接接头仍含有杂质元素氢、氧、硫、磷，容易产生热裂纹和气孔，降低接头的稳定性和导电性以及机械强度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能充分发挥放热反应，从而保证焊件质量的金属熔焊焊接方法。为实现上述目的，本发明拟采用以下技术方案：

本发明一方面涉及金属熔焊焊接方法，包括使用打火枪对引燃剂进行点火，引燃剂引燃放热焊剂进行焊接的步骤，其特征在于所使用放热焊剂包括如下重量份数的组分：

A)氧化率20％-80％、40目-100目的氧化铜100份，

B)100目-200目的铝粉10份-50份，

C)镁粉1份-10份，

D）碳粉2份-10份

E）金属铟或铟氧化物3份-6份；

所使用的引燃剂主要由以下组分组成：

镁粉40目-200目100份；

氧化铜或/和氧化铁100目-300目20-80份；

纳米银粉10-20份；

高锰酸钾10-15份；

镍粉3-5份。

在本发明的一个优选实施方式中，所述的放热焊剂还含有氧化镁或/和氧化锡4份-22份。

在本发明的另一优选实施方式中，所述的放热焊剂和/或引燃剂含有或者不含有其它成分。

氧化铜粉末：本发明中优选粒度为100～200目的氧化铜粉末，同时优选氧化度为95％以上的氧化铜粉末。

金属镁粉：本发明中优选粒度为100～200目的金属镁粉末。

金属镍粉末(Ni)：本发明中优选粒度为60目的金属镍粉末，同时优选纯度不低于99％的金属镍粉末。

在本发明的一个优选实施方式中，所述的引燃剂和放热焊剂的重量比是1：60-100。

本发明所述的金属熔焊焊接方法操作简单，可广泛应用于铁路导轨、电气设备接地工程处理、防雷接地及浪涌保护、智能化大厦建设、石油化工工程建设、阴极防腐保护等许多方面的焊接。使用本发明的焊接方法可以抑制接头中出现氢致针孔和气孔，降低焊接过程对潮湿环境的敏感性，焊接口稳定牢固，导电性能优异。

附图说明：

图1：金属熔焊焊接方法示意图。

具体实施方式

实施例1：

金属熔焊焊接方法包括如下步骤：

制备无铅放热焊料：

按重量份称取如下原料：

A)氧化率20％-80％、40目-100目的氧化铜100份，

B)100目-200目的铝粉35份，

C)镁粉5份，

D）碳粉5份

E）金属铟4份。

将所有原料加入到WH-500双锥高效混料机（无锡市昊昊粉体设备厂）中，混合10min后得到放热焊剂。

制备无铅放热焊料引燃剂：

按重量份称取如下原料：

镁粉40目-200目100份；

氧化铜100目-200目50份；

纳米银粉15份；

高锰酸钾12份；

镍粉4份。

将所有原料加入到WH-500双锥高效混料机中，混合10min后得到引燃剂。

按焊剂和引燃剂80：1的重量比例，将焊剂放置在金属熔焊模的焊药腔中，然后在焊剂上方加入配方量的引燃剂，将两根10mm镀锌钢电缆置于金属熔焊模的连接通道中，盖上盖子，使用打火枪对引燃剂进行点火，引燃剂引燃放热焊剂进行焊接，反应放出的热量使焊料在焊接处熔融成铜合金，在10秒钟内熔融的铜合金冷却，完成焊接过程，焊接过程中无爆破声音。

待焊接接头冷却之后，通过检测，焊接部位未见0.5mm以上的蜂窝状气孔、针孔和气孔，室温下传递10A电流5小时，接口部位未见明显发热迹象。将焊接部位至于60-80％空气湿度的环境中3个月，焊接部位表面变黑，形成致密，未见锈蚀现象。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims

1.一种金属熔焊焊接方法，包括如下步骤：将焊剂放置在金属熔焊模的焊药腔中，然后在焊剂上方加入配方量的引燃剂，将多根待焊接的导体或者工件置于金属熔焊模的连接通道中，盖上盖子，使用打火枪对引燃剂进行点火，引燃剂产生高温引燃放热焊剂进行焊接。

2.根据权利要求1所述的一种金属熔焊焊接方法，其特征在于所使用放热焊剂包括如下重量份数的组分：

A)氧化率20％-80％、40目-100目的氧化铜100份，

B)100目-200目的铝粉10份-50份，

C)镁粉1份-10份，

D）碳粉2份-10份

E）金属铟或铟氧化物3份-6份；

所使用的引燃剂主要由以下组分组成：

镁粉40目-200目100份；

氧化铜或/和氧化铁100目-300目20-80份；

纳米银粉10-20份；

高锰酸钾10-15份；

镍粉3-5份；

任选地，所述放热焊剂和/或引燃剂含有或者不含有其它成分。

3.根据权利要求2所述的一种金属熔焊焊接方法，所述的放热焊剂还含有氧化镁或/和氧化锡4份-22份。

4.根据权利要求2所述的一种金属熔焊焊接方法，其特征在于氧化铜粉末粒度为100～200目，氧化铜粉末氧化度优选为95％以上。

5.根据权利要求2所述的一种金属熔焊焊接方法，其特征在于金属镁粉末粒度为100～200目的。

6.根据权利要求2所述的一种金属熔焊焊接方法，其特征在于金属镍粉末粒度为60目的，优选纯度不低于99％。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种金属熔焊焊接方法，所述的引燃剂和放热焊剂的重量比是1：60-100。