CN109128578A - 一种铜导体的高性能无气孔放热焊剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铜导体的高性能无气孔放热焊剂，包括以下重量份数配比的原料：粒径50‑80目的球状氧化铜70‑80份、粒径200目的铝粉11‑18份、粒径200目的萤石粉末4‑8份、粒径60‑80目的氧化钇0.5‑1.5份，所述放热焊剂的制备方法包括以下步骤：先制备粒径为50‑80目的球状氧化铜、粒径为200目的铝粉、粒径为200目的萤石粉末、粒径为60‑80目的氧化钇粉末，再将制备的球状氧化铜、铝粉、萤石粉末、氧化钇粉末加入高速混合机中，混合均匀后，干燥至恒重，真空封存，制备得到放热焊剂。本发明解决了铜材焊接工艺存在的基体与焊渣难于分离、接头表面附着焊渣、焊接接头具有蜂窝状气孔的问题。
Description
技术领域
本发明涉及铜材焊接技术领域，具体为一种铜导体的高性能无气孔放热焊剂。
背景技术
接地系统的使用寿命、接地电阻值对整个电网运行至关重要。随着电力不断扩容，尤其超高压电网、特高压电网的建设，电力设施资金投入很大。接地属于基础隐蔽工程，传统做法是采用热镀锌材料做接地网，而超高压电网、特高压电网设计使用寿命长，电气稳定性要求高。在这种情况下大量采用铜材作为接地网，使用寿命长，接地系统牢固、稳定。
铜材的焊接一直是电力接地网需要解决的问题，传统铜焊只能适用于机房小电流接地网，而电力接地网必须采用放热焊接工艺。放热焊接工艺是将焊剂产生的高温铜液体瞬间熔化铜材，使得被焊接铜材达到分子结合,放热焊接工艺的优点是铜材分子结合，比传统铜焊牢固，抗拉性能优良；接头为铜合金，导电性能对于接地不受影响，经受大电流不损伤；无需电源，操作简单。
由于施工现场条件苛刻，受铜材表面氧化、湿度、结构形状的影响，放热焊接工艺时有缺陷，表现为焊接接头有气孔蜂窝，基体与焊渣难于分离、接头表面附着焊渣等，接头质量得不到保证，影响接地网的运行。
本发明提供一种铜导体的高性能无气孔放热焊剂，旨在解决铜材焊接工艺存在的基体与焊渣难于分离、接头表面附着焊渣、焊接接头具有蜂窝状气孔的问题。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种铜导体的高性能无气孔放热焊剂，具备焊剂生成的接头与铜材实现分子结合、焊接接头更容易排气、脱渣，接头外观得到改善等优点，解决了铜材焊接工艺存在的基体与焊渣难于分离、接头表面附着焊渣、焊接接头具有蜂窝状气孔的问题。
（二）技术方案
为实现上述焊剂生成的接头与铜材实现分子结合、焊接接头更容易排气、脱渣，接头外观得到改善的目的，本发明提供如下技术方案：
一种铜导体的高性能无气孔放热焊剂，包括以下重量份数配比的原料：粒径50-80目的球状氧化铜70-80份、粒径200目的铝粉11-18份、粒径200目的萤石粉末4-8份、粒径60-80目的氧化钇0.5-1.5份。
优选的，所述放热焊剂包括以下重量份数配比的原料：粒径70目的球状氧化铜78份、200目的铝粉15份、200目的萤石粉末6.7份、80目的氧化钇1份。
优选的，所述放热焊剂包括以下重量份数配比的原料：粒径60目的球状氧化铜74.5份、200目的铝粉17份、200目的萤石粉末8份、80目的氧化钇0.5份。
优选的，所述放热焊剂包括以下重量份数配比的原料：粒径60目的球状氧化铜78份、200目的铝粉15份、200目的萤石粉末6.7份、70目的氧化钇1.3份。
优选的，所述放热焊剂包括以下重量份数配比的原料：粒径50目的球状氧化铜80份、200目的铝粉12份、200目的萤石粉末6.5份、60目的氧化钇1.5份。
优选的，所述放热焊剂的制备方法包括以下步骤：
1）将70-80质量份的球状氧化铜进行研磨，研磨结束后，采用50-80目筛进行筛选，取通过50-80目筛的氧化铜颗粒，制备得到粒径为50-80目的球状氧化铜；
2）将11-18质量份的铝粉进行研磨，研磨结束后，采用200目筛进行筛选，取通过200目筛的铝粉颗粒，制备得到粒径为200目的铝粉；
3）将4-8质量份的萤石粉末进行研磨，研磨结束后，采用200目筛进行筛选，取通过200目筛子的萤石粉末颗粒，制备得到粒径为200目的萤石粉末；
4）将0.5-1.5质量份的氧化钇粉末进行研磨，研磨结束后，采用60-80目筛进行筛选，取通过60-80目筛子的氧化钇粉末颗粒，制备得到粒径为60-80目的氧化钇粉末；
5）将步骤1）制备的粒径为50-80目的球状氧化铜、将步骤2）制备的粒径为200目的铝粉、将步骤3）制备的粒径为200目的萤石粉末、将步骤4）制备的粒径为60-80目的氧化钇粉末加入高速混合机中，在450-500r/min下搅拌混合60-80min，混合均匀后，于120-150℃下干燥至恒重，真空封存，制备得到放热焊剂。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种铜导体的高性能无气孔放热焊剂，具备以下有益效果：
1、该放热焊剂，通过控制焊剂粉末的颗粒粒径与控制焊剂组分的含量，从而控制焊剂放热反应温度，本发明250克放热焊剂反应的瞬间温度达到3000度，该温度能够使被焊接材料如铜材、铜包钢材料快速熔化从而实现分子形态的结合，实现焊接铜材接头具备防腐与导电性能的技术效果，在本发明的放热焊剂中加入稀土氧化钇，稀土氧化钇能与放热焊剂产生的铜液发生相互作用，净化焊缝的金属组织，氧化钇有强烈的脱氧、脱氢、脱硫作用，焊缝断裂的夹杂物会明显减少，显著改善焊缝的韧性，使得接头金属分子之间更加牢固，并且氧化钇改善杂质的分布形态，使得接头更容易排气、脱渣，接头外观得到改善，解决了铜材焊接工艺存在的基体与焊渣难于分离、接头表面附着焊渣、焊接接头具有蜂窝状气孔的技术问题。
2、该放热焊剂，通过在焊剂组分中加入颗粒目数为50-80目的球状氧化铜，由于球状氧化铜的纯度高、间隙大，所以更利于焊剂放热反应的进行，同时，由于球状氧化铜自身重量大，所以焊剂组分在发生放热反应时温和、无喷溅，因此添加有球状氧化铜的焊剂组分纯度更高成品质量好。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
1）将74.5质量份的球状氧化铜进行研磨，研磨结束后，采用60目筛进行筛选，取通过60目筛的球状氧化铜颗粒，制备得到粒径为60目的球状氧化铜；
2）将17质量份的铝粉进行研磨，研磨结束后，采用200目筛进行筛选，取通过200目筛的铝粉颗粒，制备得到粒径为200目的铝粉；
3）将8质量份的萤石粉末进行研磨，研磨结束后，采用200目筛进行筛选，取通过200目筛子的萤石粉末颗粒，制备得到粒径为200目的萤石粉末；
4）将0.5质量份的氧化钇粉末进行研磨，研磨结束后，采用80目筛进行筛选，取通过80目筛子的氧化钇粉末颗粒，制备得到粒径为80目的氧化钇粉末；
5）将步骤1）制备的粒径为60目的球状氧化铜、将步骤2）制备的粒径为200目的铝粉、将步骤3）制备的粒径为200目的萤石粉末、将步骤4）制备的粒径为80目的氧化钇粉末加入高速混合机中，在450r/min下搅拌混合60min，混合均匀后，于120℃下干燥至恒重，真空封存，制备得到放热焊剂。
实施例二：
1）将78质量份的球状氧化铜进行研磨，研磨结束后，采用70目筛进行筛选，取通过70目筛的球状氧化铜颗粒，制备得到粒径为70目的球状氧化铜；
2）将15质量份的铝粉进行研磨，研磨结束后，采用200目筛进行筛选，取通过200目筛的铝粉颗粒，制备得到粒径为200目的铝粉；
3）将6.7质量份的萤石粉末进行研磨，研磨结束后，采用200目筛进行筛选，取通过200目筛子的萤石粉末颗粒，制备得到粒径为200目的萤石粉末；
4）将1质量份的氧化钇粉末进行研磨，研磨结束后，采用80目筛进行筛选，取通过80目筛子的氧化钇粉末颗粒，制备得到粒径为80目的氧化钇粉末；
5）将步骤1）制备的粒径为70目的球状氧化铜、将步骤2）制备的粒径为200目的铝粉、将步骤3）制备的粒径为200目的萤石粉末、将步骤4）制备的粒径为80目的氧化钇粉末加入高速混合机中，在460r/min下搅拌混合65min，混合均匀后，于125℃下干燥至恒重，真空封存，制备得到放热焊剂。
实施例三：
1）将78质量份的球状氧化铜进行研磨，研磨结束后，采用60目筛进行筛选，取通过60目筛的球状氧化铜颗粒，制备得到粒径为60目的球状氧化铜；
2）将15质量份的铝粉进行研磨，研磨结束后，采用200目筛进行筛选，取通过200目筛的铝粉颗粒，制备得到粒径为200目的铝粉；
3）将6.7质量份的萤石粉末进行研磨，研磨结束后，采用200目筛进行筛选，取通过200目筛子的萤石粉末颗粒，制备得到粒径为200目的萤石粉末；
4）将1.3质量份的氧化钇粉末进行研磨，研磨结束后，采用70目筛进行筛选，取通过70目筛子的氧化钇粉末颗粒，制备得到粒径为70目的氧化钇粉末；
5）将步骤1）制备的粒径为60目的球状氧化铜、将步骤2）制备的粒径为200目的铝粉、将步骤3）制备的粒径为200目的萤石粉末、将步骤4）制备的粒径为70目的氧化钇粉末加入高速混合机中，在470r/min下搅拌混合70min，混合均匀后，于130℃下干燥至恒重，真空封存，制备得到放热焊剂。
实施例四：
1）将80质量份的球状氧化铜进行研磨，研磨结束后，采用50目筛进行筛选，取通过50目筛的球状氧化铜颗粒，制备得到粒径为50目的球状氧化铜；
2）将12质量份的铝粉进行研磨，研磨结束后，采用200目筛进行筛选，取通过200目筛的铝粉颗粒，制备得到粒径为200目的铝粉；
3）将6.5质量份的萤石粉末进行研磨，研磨结束后，采用200目筛进行筛选，取通过200目筛子的萤石粉末颗粒，制备得到粒径为200目的萤石粉末；
4）将1.5质量份的氧化钇粉末进行研磨，研磨结束后，采用60目筛进行筛选，取通过60目筛子的氧化钇粉末颗粒，制备得到粒径为60目的氧化钇粉末；
5）将步骤1）制备的粒径为50目的球状氧化铜、将步骤2）制备的粒径为200目的铝粉、将步骤3）制备的粒径为200目的萤石粉末、将步骤4）制备的粒径为60目的氧化钇粉末加入高速混合机中，在480r/min下搅拌混合75min，混合均匀后，于135℃下干燥至恒重，真空封存，制备得到放热焊剂。
实施例五：
1）将70质量份的球状氧化铜进行研磨，研磨结束后，采用80目筛进行筛选，取通过80目筛的球状氧化铜颗粒，制备得到粒径为80目的球状氧化铜；
2）将18质量份的铝粉进行研磨，研磨结束后，采用200目筛进行筛选，取通过200目筛的铝粉颗粒，制备得到粒径为200目的铝粉；
3）将4质量份的萤石粉末进行研磨，研磨结束后，采用200目筛进行筛选，取通过200目筛子的萤石粉末颗粒，制备得到粒径为200目的萤石粉末；
4）将1.5质量份的氧化钇粉末进行研磨，研磨结束后，采用80目筛进行筛选，取通过80目筛子的氧化钇粉末颗粒，制备得到粒径为80目的氧化钇粉末；
5）将步骤1）制备的粒径为80目的球状氧化铜、将步骤2）制备的粒径为200目的铝粉、将步骤3）制备的粒径为200目的萤石粉末、将步骤4）制备的粒径为80目的氧化钇粉末加入高速混合机中，在490r/min下搅拌混合60min，混合均匀后，于145℃下干燥至恒重，真空封存，制备得到放热焊剂。
实施例六：
1）将80质量份的球状氧化铜进行研磨，研磨结束后，采用80目筛进行筛选，取通过80目筛的氧化铜颗粒，制备得到粒径为80目的球状氧化铜；
2）将11质量份的铝粉进行研磨，研磨结束后，采用200目筛进行筛选，取通过200目筛的铝粉颗粒，制备得到粒径为200目的铝粉；
3）将5质量份的萤石粉末进行研磨，研磨结束后，采用200目筛进行筛选，取通过200目筛子的萤石粉末颗粒，制备得到粒径为200目的萤石粉末；
4）将1质量份的氧化钇粉末进行研磨，研磨结束后，采用80目筛进行筛选，取通过80目筛子的氧化钇粉末颗粒，制备得到粒径为80目的氧化钇粉末；
5）将步骤1）制备的粒径为80目的球状氧化铜、将步骤2）制备的粒径为200目的铝粉、将步骤3）制备的粒径为200目的萤石粉末、将步骤4）制备的粒径为80目的氧化钇粉末加入高速混合机中，在500r/min下搅拌混合80min，混合均匀后，于150℃下干燥至恒重，真空封存，制备得到放热焊剂。
实验例：将上述实施例所制备的放热焊剂实施在“放热焊接接头符合GB 50065-2011的规定，被连接的导体完全包在接头里，连接部位的金属应完全熔化，并应连接牢固，放热焊接接头的表面平滑，无贯穿性的气孔，放热焊接连接的两个导体达到分子结合，视为同一导体”的焊接条件下，焊接效果如表1所示。
表1
| 实施例 | 喷溅情况 | 焊接头锯开查看气泡 | 开裂情况 | 表面焊渣 |
| 实施例一 | 无 | 微量 | 轻微 | 少量 |
| 实施例二 | 无 | 无 | 无 | 微量 |
| 实施例三 | 无 | 无 | 无 | 无 |
| 实施例四 | 极微量 | 无 | 轻微 | 无 |
| 实施例五 | 无 | 无 | 轻微 | 无 |
| 实施例六 | 极微量 | 极微量 | 无 | 无 |
判断标准：根据焊接质量检验标准规定焊接应当达到无明显焊料飞溅、焊点无明显裂纹和气泡、焊点的周围是否无明显残留的焊剂的质量标准。
本发明的有益效果是：本发明的上述实施例所制备的放热焊剂在实施焊接后，焊料均无明显焊料飞溅、焊接头锯开查看均无明显的气泡、焊点均无明显的开裂情况、表面均无明显的焊剂残渣，均达到了焊接质量检验标准规定的质量标准。
典型案例：1）将80质量份的球状氧化铜进行研磨，研磨结束后，采用50目筛进行筛选，取通过50目筛的球状氧化铜颗粒，制备得到粒径为50目的球状氧化铜；
2）将12质量份的铝粉进行研磨，研磨结束后，采用200目筛进行筛选，取通过200目筛的铝粉颗粒，制备得到粒径为200目的铝粉；
3）将6.5质量份的萤石粉末进行研磨，研磨结束后，采用200目筛进行筛选，取通过200目筛子的萤石粉末颗粒，制备得到粒径为200目的萤石粉末；
4）将1.5质量份的氧化钇粉末进行研磨，研磨结束后，采用60目筛进行筛选，取通过60目筛子的氧化钇粉末颗粒，制备得到粒径为60目的氧化钇粉末；
5）将步骤1）制备的粒径为50目的球状氧化铜、将步骤2）制备的粒径为200目的铝粉、将步骤3）制备的粒径为200目的萤石粉末、将步骤4）制备的粒径为60目的氧化钇粉末加入高速混合机中，在480r/min下搅拌混合75min，混合均匀后，于135℃下干燥至恒重，真空封存，制备得到放热焊剂。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种铜导体的高性能无气孔放热焊剂，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：粒径50-80目的球状氧化铜70-80份、粒径200目的铝粉11-18份、粒径200目的萤石粉末4-8份、粒径60-80目的氧化钇0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述的一种铜导体的高性能无气孔放热焊剂，其特征在于，所述放热焊剂包括以下重量份数配比的原料：粒径70目的球状氧化铜78份、200目的铝粉15份、200目的萤石粉末6.7份、80目的氧化钇1份。
3.根据权利要求1所述的一种铜导体的高性能无气孔放热焊剂，其特征在于，所述放热焊剂包括以下重量份数配比的原料：粒径60目的球状氧化铜74.5份、200目的铝粉17份、200目的萤石粉末8份、80目的氧化钇0.5份。
4.根据权利要求1所述的一种铜导体的高性能无气孔放热焊剂，其特征在于，所述放热焊剂包括以下重量份数配比的原料：粒径60目的球状氧化铜78份、200目的铝粉15份、200目的萤石粉末6.7份、70目的氧化钇1.3份。
5.根据权利要求1所述的一种铜导体的高性能无气孔放热焊剂，其特征在于，所述放热焊剂包括以下重量份数配比的原料：粒径50目的球状氧化铜80份、200目的铝粉12份、200目的萤石粉末6.5份、60目的氧化钇1.5份。
6.一种铜导体的高性能无气孔放热焊剂，其特征在于，所述放热焊剂的制备方法包括以下步骤：
1）将70-80质量份的球状氧化铜进行研磨，研磨结束后，采用50-80目筛进行筛选，取通过50-80目筛的氧化铜颗粒，制备得到粒径为50-80目的球状氧化铜；
2）将11-18质量份的铝粉进行研磨，研磨结束后，采用200目筛进行筛选，取通过200目筛的铝粉颗粒，制备得到粒径为200目的铝粉；
3）将4-8质量份的萤石粉末进行研磨，研磨结束后，采用200目筛进行筛选，取通过200目筛子的萤石粉末颗粒，制备得到粒径为200目的萤石粉末；
4）将0.5-1.5质量份的氧化钇粉末进行研磨，研磨结束后，采用60-80目筛进行筛选，取通过60-80目筛子的氧化钇粉末颗粒，制备得到粒径为60-80目的氧化钇粉末；
5）将步骤1）制备的粒径为50-80目的球状氧化铜、将步骤2）制备的粒径为200目的铝粉、将步骤3）制备的粒径为200目的萤石粉末、将步骤4）制备的粒径为60-80目的氧化钇粉末加入高速混合机中，在450-500r/min下搅拌混合60-80min，混合均匀后，于120-150℃下干燥至恒重，真空封存，制备得到放热焊剂。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190104 |
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