CN103071948B - 一种无铅放热焊剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无铅放热焊剂及其应用，其特征在于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）Ag2O？2份-10份；E）金属铟或铟氧化物3份-6份。本发明的无铅放热焊剂在日常运输储存过程中不会发生化学反应，对明火不敏感，需用引燃剂引燃后才能发生化学反应完成焊接过程。本发明的无铅放热焊料用于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，焊接口稳定牢固、导电性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及一种放热焊剂，尤其涉及一种无铅放热焊剂，主要应用于电力系统。
背景技术
通常，金属焊接都需要外接电源或可燃气体，这样，对于在野外、高山、大海船中操作很不方便。因此，处在这种环境，现在多采用螺栓、周边加压、卷边等方式来进行连接。但这种连接方式接头老化快，特别对于电缆敷设、变电站电厂的地网敷设、高层建筑的接地容易引发事故。在本发明前也曾有一种放热焊剂，如公开号为CN1069215A、公开日为1993年2月24日、名称为“一种用于铜接导接线的热剂焊的焊剂和引燃剂”的中国专利申请，它利用放热反应作为热源进行焊接，克服了上述缺点，但这种焊剂为了冷却控制放热反应，在配方中加入了纯铜粉，这样就影响了放热反应所产生的金属液的温度，使得金属熔融焊接受到影响，焊件质量得不到保证。
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。
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放热焊剂。为实现上述目的，本发明拟采用以下技术方案：
本发明一方面涉及一种无铅放热焊剂，其特征在于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）Ag2O 2份-10份，
E）金属铟或铟氧化物3份-6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/和氧化钙4份-22份。
在本发明的另一优选实施方式中，所述的无铅放热焊剂含有或者不含有其它成分。
本发明另一方面还涉及上述无铅放热焊剂在金属焊接中的应用，优选地，所述的应用为电力设备的焊接。
在本发明另一方面还涉及采用上述无铅放热焊剂所焊接的电力设备，所述的电力设备选自输电线、接地线等。
本发明所述的无铅放热焊剂在日常运输储存过程中不会发生化学反应，需用引燃剂引燃后才能发生化学反应完成焊接过程。本发明的无铅放热焊料用于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，焊接口稳定牢固、导电性能优异。
具体实施方式
实施例1：
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）Ag2O 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。
实施例2：
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40份，
C)镁粉6份，
D）Ag2O 4份
E）金属铟5份；
F）氧化镁10份
将所有原料加入到WH-500双锥高效混料机中，混合10min后得到放热焊剂。
实施例3：
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45份，
C)镁粉5份，
D）Ag2O 6份
E）金属铟7份；
F）氧化钙12份。
将所有原料加入到WH-500双锥高效混料机中，混合10min后得到放热焊剂。
与本实施方式的用于无铅放热焊剂配合使用的引燃剂按重量份数为：
镁粉40目-200目100份，氧化铜100目-300目氧化率80％-99.9％60份；使用时无铅放热焊剂与引燃剂的质量比为80∶1。
使用本发明的焊剂焊接两根10mm铜电缆的方法按以下步骤进：分别称取实施例1-3任意一种焊剂以及引燃剂，将焊剂放置在石墨焊接模具模腔内铜托盘上，引燃剂放置在焊料的上面并铺展开，用电子点火枪引燃引燃剂后，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。
待焊接接头冷却之后，通过检测，焊接部位未见0.5mm以上的针孔和气孔，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1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 (5)
1.一种无铅放热焊剂，其特征在于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)Ag2O 2份-10份，
E)金属铟或铟氧化物3份-6份；
所述的无铅放热焊剂还含有氧化镁或/和氧化钙4份-22份；
所述的无铅放热焊剂不含有其它成分。
2.根据权利要求1所述的无铅放热焊剂在金属焊接中的应用。
3.根据权利要求1所述的无铅放热焊剂在金属焊接中的应用，所述的应用为电力设备的焊接。
4.采用权利要求1所述的无铅放热焊剂所焊接的电力设备，所述的电力设备选自输电线、接地线。
5.采用权利要求4所述的无铅放热焊剂所焊接的电力设备，所述的电力设备的主要材料为铜。
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