CN104551445A - 一种高安全易引燃的块状放热焊剂及其压块工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高安全、易引燃的块状放热焊剂，其组分包括氧化铜粉、铜粉、铝粉、镁粉、锡粉、氟石粉、氧化铁粉、铁粉、石墨粉、滑石粉、硬脂酸锌粉，压块时，将各种成分的粉末搅拌混合均匀，并在压力机上按照本发明的压块工艺参数压制成具有一定形状、尺寸和牢固程度的块体。本发明的块状放热焊剂压块成型容易、所成块体牢固不易粉碎，施焊时引燃较易、反应均匀、无喷溅、反应周期较长、施焊安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种块状放热焊剂及其压块工艺，具体涉及一种高安全易引燃的块状放热焊剂及其压块工艺，属于金属焊接领域，主要应用于铜质/铜包钢接地网等需要焊接的场合。
背景技术
放热焊剂被引燃后，发生氧化还原反应放出大量热量并同时还原出填充金属，起到焊接的作用。放热焊接速度快、操作简便而且设备简单，是目前野外施工中高效、简便的一种连接方式，能够完成各种导线间不同方式的连接，如直通型、丁字型、十字型等，还可以完成不同材质导线的连接，如普通钢铁、铜、镀锌钢、镀铜钢、不锈钢等之间的连接，甚至可以实现导体间不同形状的连接，如铜导线与镀铜钢接地棒的连接、铜导线与铜板的连接、铜导线与接地镀锌钢管的连接、导线与钢筋的连接以及导线与槽钢的连接等，因此在国内外得到了广泛的推广应用。
现有技术中的放热焊剂一般是粉末状的，存放时需要采用铝膜袋进行包装，因为粉体材料极易吸湿，因此采用铝膜袋能够起到一定的防潮效果。但是在潮湿天气，打开包装的粉末状放热焊剂容易吸湿导致不易引燃等问题。同时铝膜袋包装还直接导致包装成本和铝膜袋回收成本大幅上升。此外，粉末状的物体需要经过有关部门的技术鉴定后才可以进行空运，造成运输不方便和较高的运输成本。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种放热焊剂，其配方独特，压制成块状后不易碎裂，容易引燃且施焊安全性高，同时还公布了其压块工艺方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种高安全易引燃的块状放热焊剂，包括如下重量百分比的各组分：氧化铜粉30-40％，铜粉25-35％，铝粉6-8％，镁粉12-18％，锡粉2-3％，氟石粉4-6％，氧化铁粉3-5％，铁粉1-3％，石墨粉、滑石粉及硬脂酸锌粉1-3％。
作为一种优选，前述氧化铜粉的氧化度为95％以上，粒度为100-300目；铜粉的粒度为100-300目，铜粉中铜的质量百分含量≥99％；铝粉的粒度为100-300目，铝粉中铝的质量百分含量≥99％；镁粉的粒度为40-100目，镁粉中镁的质量百分含量≥99％；锡粉的粒度为100-300目，锡粉中锡的质量百分含量≥99％；氟石粉的粒度为100-400目；氧化铁粉的粒度为50-200目；铁粉的粒度为100-300目；石墨粉、滑石粉和硬脂酸锌粉的粒度为100-400目；石墨粉、滑石粉和硬脂酸锌粉的混合物中石墨粉的质量份数≥40％，硬脂酸锌粉的质量份数≤30％。
作为一种具体结构，放热焊剂为圆片状，并且其中一个表面印有刻槽，在不需要整块放热焊剂的情况下可以方便地掰取块状放热焊剂的一部分。
优选地，前述刻槽呈一字型、十字型或Y型。
具体地，前述刻槽的截面呈V型，V型的夹角≤90°。
进一步地，圆片状放热焊剂的两个表面与侧面之间均形成有倒角。
此外，本发明还公开了前述块状放热焊剂的压块工艺，包括如下步骤：
S1、按照权利要求1所述的组分和重量百分比准备原料，将各组分混合均匀；
S2、采用压力机进行压块，压块过程到底时，块状放热焊剂垂直于轴向的面上平均每平方厘米面积所受压力不宜过大和过小，过大则压块强度过大，块体内应力过大，焊接容易造成很大的喷溅，导致很大的操作危险性，且降低放热焊剂利用率和焊接接头质量；压力过小，则压块强度不足，块状放热焊剂在运输和存放过程中容易碎裂；保压时间不宜过长和过短，过短则压块强度不足，块状放热焊剂在运输和存放过程中容易碎裂；过长则影响压块生产效率，增加成本。本发明中，压块过程到底时，块状放热焊剂垂直于轴向的面上平均每平方厘米面积所受压力为50-70kN，保压时间为0.3-1.5s。
为了改进现有技术中粉末状放热焊剂的缺点，降低包装及运输成本、减少废弃物污染，本发明开发了上述的块状放热焊剂及其压块工艺，但是，由于块状放热焊接相对于粉末状放热焊剂具有比表面积小的缺点，所以理论上来说引燃困难，另外，由于块状放热焊剂多由机械压制成块状，具有较大的内应力，一旦引燃则反应剧烈、喷溅大，故而存在施焊危险性大等问题；再次，氧化铜是放热焊剂中的重要成分，而氧化铜粉末本身是不易压制成稳定或坚固块体的物质。本发明则克服了上述问题，通过选择合理的组分及组分含量，同时优化各组分的颗粒度，使得本发明的块状放热焊剂具有易引燃、安全性高、适用于放热焊接等优点。
本发明的有益之处在于：本发明的块状放热焊剂安全性高、易引燃，在焊接时，可根据需要取用一定数量的块状放热焊剂，在不需要整块放热焊剂的情况下可以方便地掰取块状放热焊剂的一部分；由于放热焊剂是块状的，因而施焊时模具中不必使用金属垫片，操作更加方便高效；而且焊接反应比较温和，喷溅减小，具有较高的操作安全性，同时引燃较为容易，可以提高焊接操作成功率，节省工作时间。此外，根据本发明提供的一种高安全、易引燃的块状放热焊剂的压块工艺可以压制出强度合格的块状放热焊剂。
附图说明
图1是本发明的块状放热焊剂的实施例1的主视图；
图2是实施例1的侧视图；
图3是本发明的块状放热焊剂的实施例2的主视图；
图4是实施例2的侧视图；
图5是本发明的块状放热焊剂的实施例3的主视图；
图6是实施例3的侧视图；
图7是本发明的快状放热焊剂的实施例4的主视图；
图8是实施例4的侧视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
实施例1
本实施例的块状放热焊剂的组分及其重量百分比和颗粒度为：
压制压力：每平方厘米55kN；保压时间0.3s。
压制形状：如图1和图2所示，尺寸①为42mm，尺寸②为7mm。
实施例2
一种高安全、易引燃的块状放热焊剂，组分及其重量百分比和颗粒度为：
压制压力：每平方厘米60kN；保压时间0.5s。
压制形状：如图3和图4所示，刻槽呈一字型，尺寸①为42mm，尺寸②为7.5mm，尺寸③为60°，尺寸④为0.3mm，尺寸⑤为1.2mm。
实施例3
一种高安全、易引燃的块状放热焊剂，组分及其重量百分比和颗粒度为：
压制压力：每平方厘米65kN；保压时间1s。
压制形状：如图5和图6所示，刻槽呈Y型，尺寸①为42mm，尺寸②为7mm，尺寸③为60°，尺寸④为0.3mm，尺寸⑤为1.2mm。
实施例4
一种高安全、易引燃的块状放热焊剂，组分及其重量百分比和颗粒度为：
压制压力：每平方厘米60kN；保压时间1.5s。
压制形状：如图7和图8所示，刻槽呈十字型，尺寸①为42mm，尺寸②为7mm，尺寸③为60°，尺寸④为0.3mm，尺寸⑤为1.2mm。
实施例1-4中，对于各尺寸的控制也是很有必要的，具体来说，尺寸①根据放热焊接模具的实际尺寸而定，必须大于放热焊接导流孔直径，优选数值为比模具放置放热焊剂的腔体直径小0.5-2mm。尺寸②即放热焊剂的厚度优选为5-10mm，不宜过小和过大，过小则块状放热焊剂在运输或者存放过程中容易断裂；过大则压块过程中块体容易分层，致使容易出现颗粒脱落现象，且在焊接使用过程中不方便根据焊接接头大小确定块状放热焊剂使用数量。尺寸③对应的角度值优选≤90°，超过90°的话则在掰裂块状放热焊剂的过程中因印痕处强度较高而块状放热焊剂不能沿印痕方向断裂。尺寸④对应的数值优选≤1mm，过大则在掰裂块状放热焊剂的过程中因印痕处强度较高而块状放热焊剂不能沿印痕方向断裂。尺寸⑤即倒角的高度，一般为1-2mm。
为了更好地说明本发明，对实施例1-4的压块效果及其引燃、焊接等性能进行检测，结果见表1：
| 实施例 | 压块效果 | 掰裂情况 | 引燃情况 | 焊接喷溅 | 焊接质量 |
| 1 | 强度略差 | —— | 一次引燃 | 很少喷溅 | 牢固，表面无开裂，较少气孔 |
| 2 | 强度较好 | 沿压痕 | 一次引燃 | 很少喷溅 | 牢固，表面无开裂，较少气孔 |
| 3 | 强度较好 | 沿压痕 | 一次引燃 | 较少喷溅 | 牢固，表面无开裂，较少气孔 |
| 4 | 强度较好 | 基本沿压痕 | 一次引燃 | 较少喷溅 | 牢固，表面无开裂，较少气孔 |
表1实施例1-4中块状放热焊剂的使用效果
由表1可见，本发明的块状放热焊剂，强度好，全部能够实现一次引燃，并且焊接过程中喷溅较少，安全性高，焊接质量好，焊接的产品牢固、表面无开裂并且较少气孔。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种高安全易引燃的块状放热焊剂，其特征在于，包括如下重量百分比的各组分：
2.根据权利要求1所述的一种高安全易引燃的块状放热焊剂，其特征在于，所述氧化铜粉的氧化度为95％以上，粒度为100-300目；铜粉的粒度为100-300目，铜粉中铜的质量百分含量≥99％；铝粉的粒度为100-300目，铝粉中铝的质量百分含量≥99％；镁粉的粒度为40-100目，镁粉中镁的质量百分含量≥99％；锡粉的粒度为100-300目，锡粉中锡的质量百分含量≥99％；氟石粉的粒度为100-400目；氧化铁粉的粒度为50-200目；铁粉的粒度为100-300目；石墨粉、滑石粉和硬脂酸锌粉的粒度为100-400目；石墨粉、滑石粉和硬脂酸锌粉的混合物中石墨粉的质量份数≥40％，硬脂酸锌粉的质量份数≤30％。
3.根据权利要求1所述的一种高安全易引燃的块状放热焊剂，其特征在于，形状为圆片状，并且其中一个表面印有刻槽。
4.根据权利要求3所述的一种高安全易引燃的块状放热焊剂，其特征在于，所述刻槽呈一字型、十字型或Y型。
5.根据权利要求4所述的一种高安全易引燃的块状放热焊剂，其特征在于，所述刻槽的截面呈V型，V型的夹角≤90°。
6.根据权利要求3所述的一种高安全易引燃的块状放热焊剂，其特征在于，圆片状放热焊剂的两个表面与侧面之间均形成有倒角。
7.如权利要求1-6任一项所述的一种高安全易引燃的块状放热焊剂的压块工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、按照权利要求1所述的组分和重量百分比准备原料，将各组分混合均匀；
S2、采用压力机进行压块，压块过程到底时，块状放热焊剂垂直于轴向的面上平均每平方厘米面积所受压力为50-70kN，保压时间为0.3-1.5s。
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