一种高安全性铜包钢/铜质接地网放热焊剂的制作方法

文档序号:3091781阅读:187来源:国知局
专利名称:一种高安全性铜包钢/铜质接地网放热焊剂的制作方法
技术领域
本发明属于金属焊接领域,具体涉及一种高安全性铜包钢/铜质接地网 放热焊剂。
背景技术
随着经济发展的稳步前进,对于能源的需求逐年递增,电力建设的进 程也逐渐加快,电力建设的发展体现在基础设施建设数量与质量的双重发 展。
在电网接地领域中,人们越来越关注接地网的可靠性。应用较广的镀
锌钢接地网成本较低,但耐蚀性差,腐蚀严重地区需经常开挖枱r修,增加 了后续维护成本,因此许多重点工程中已逐步采用铜质或铜包钢接地网代 替镀锌钢接地网。
由于接地网布设环境较多处于野外偏远地区,环境较为恶劣,传统的 电弧焊、气焊多受制于焊接设备运输携带的限制。放热焊技术(又称为铝 热焊)因具有设备简单、投资少,焊接作业快、不需要大功率电源、操作
简单等特点,而适用于接地网接头的焊接。
针对特定的铜质或铜包钢材料,采用放热焊进行焊接 ,其焊接质量的 关键取决于放热焊剂的成分。目前,接地领域中关注较多的为放热焊剂的 接头外观与性能,较少关注其燃放安全性。放热焊剂在施焊过程中,由焊 工人使用打火抢引燃布撒于放热焊剂上的引燃剂,引燃剂迅速燃烧,放出 大量热量,引燃放热焊剂。由于单纯的追求高热量、或焊剂混粉不均匀、或焊剂成分的原因,在施焊过程中难以避免发生熔融金属液滴喷溅的现象。 从打火枪引燃引燃剂到焊剂燃烧完毕,整个过程基本不超过1秒钟,施焊 工人在? 1燃燃^ 1燃后难以迅速转移至安全距离外,尽管采取了 一定的防护 措施,如戴护目镜、穿厚工作服、戴手套等,但高温液滴高速无确定方向 的飞溅依然具有危险性。因此,最佳的防护措施就是改进焊剂配方,避免 炫融液滴的喷賊。

发明内容
本发明的目的在于提供一种高安全性铜包钢/铜质接地网放热焊剂。 本发明所提供的铜包钢/铜质接地网放热焊焊剂的组分及其重量百分比
为氧化铜45 ~ 65%、金属铝粉末8 ~ 15%、金属铜屑22 ~ 35%、萤石粉末2 ~ 5%、金属锡粉末1~3%,余量为合金粉末;其中,所述的氧化铜的氧化度《 85%,粒度为50~100目;所述的金属铝粉末的粒度为80 ~ 100目;所述的 金属铜屑的纯度>99. 5%,粒度为1Q~ 60目;所述的萤石粉末的粒度为150 ~ 300目;所述的金属锡粉末的粒度为200 ~ 300目;所述的合金粉末的粒度 为80 150目,组分及其质量百分含量为Ca: 8~10°/。、 Si: 40 45%、 Mg: 2~3%、 Ba: 28 30%, Al: 1~2%,剩余为杂质。
放热焊(铝热焊)技术的原理是应用金属铝与氧化铜之间发生氧化还原 反应(3CuO+2Al= 3Cu+ A1203 ),放出大量热量,产生足够高的温度,使焊 接部位金属及相关辅料熔融达到焊接效果。
氧化铜(CuO)与金属铝粉末(Al ):是起氧化还原反应的关键配料,是 反应中的热源,放热焊(铝热焊)剂中二者所占重量百分比起到调节反应温 度的作用。氧化铜是主要的氧化剂,大粒度(50-100目)的氧化铜处于低能量 状态,小的比表面积在反应中同时发生反应的面积小,即释放能量相同情 况下,反应周期长,可以有效降低反应剧烈程度。
金属铝粉末作为还原剂还原氧化铜外,还起到清除焊接点处表面氧 化物的作用,故金属铝粉末略微过量。此外金属铝粉末的粒度同样影响着 反应的速度,小比表面积的铝粉配合小比表面积的氧化铜共同起到延长反 应周期的作用。
金属铜屑(Cu):是焊缝金属的主要成分,在铜包钢接地网焊接中,主 要起导通作用,在放热过程中金属铜屑全部熔化。小比表面积的铜渣处于 低能量状态,在熔化中逐步吸收能量熔化,同样起到延长反应周期的作用。
萤石(CaF2)粉末是反应中的主要造渣剂,起到助熔造渣、消除气孔的 作用。
锡粉(Sn):锡粉的主要作用为增加熔融金属的流动性,强化金属焊缝 的强度,降低反应温度。
合金粉末合金粉末的作用主要为脱氧,造渣,合金中元素以Ca、 Si、 Mg、 Ba为主,具有还原性。
采用引燃剂引燃本发明放热焊剂时,放热烀剂与引燃剂的质量为50-65: 1。
与现有技术相比较,本发明具有以下有益效果
1) 无喷溅或微量喷溅通过控制反应物粒度,有效的降^^了反应剧烈 程度,可以达到无喷溅或极微量喷溅,大大提高了施焊人员安全性。
2) 反应均匀、反应周期长反应发生时,氧化还原过程均匀,无爆燃现象产生,从引燃至反应完毕总周期长于ls。
以下结合具体实施方式
对本发明作进一步说明。
具体实施例方式
下述实施例中所使用的氧化铜的氧化度为85%,粒度为40~80目,金 属铜屑的纯度为99.5%,粒度为10~60目;金属铝粉末的粒度为200 - 300 目;金属锡粉末的粒度为200 - 300目;安石粉末粒度为150 ~ 300目;所 述的合金粉末的粒度为80 ~ 150目,组分及其质量百分含量为Mg: 3%、 Al: 2%、 Si: 44%、 Ca: 10%、 Ba: 30%,剩余为杂质。
实施例1
一种高安全性铜包钢/铜质接地网^:热焊剂,组分及其重量百分比为
氧化铜 45%
金属铝粉末 8%
金属铜屑 35%
萦石粉末 5%
金属锡粉末 3%
合金粉末 余量。
实施例2
一种高安全性铜包钢/铜质接地网放热焊剂,组分及其重量百分比为 氧化铜 50% 金属铝粉末 10% 金属铜屑 35% 萤石粉末 2%金属锡粉末 2%
合金粉末 余量。
实施例3
一种高安全性铜包钢/铜质接地网放热焊剂,组分及其重量百分比为:
氧化铜 60%
金属铝粉末 15%
金属铜屑 22%
萤石粉末 2%
金属锡粉末 1°/。
合金粉末 余量。
实施例4
一种高安全性铜包钢/铜质接地网放热焊剂,组分及其重量百分比为
氧化铜 65%
金属铝粉末 12%
金属铜屑 22%
萤石粉末 2%
金属锡粉末 1%
合金粉末 余量。
实施例1-4中的放热焊焊剂的焊接效果如表1中所示。
实施例喷溅情况反应时间烟尘
1无>ls微量
2无>ls微量
3极微量>ls微量
4微量Is微量
权利要求
1、一种高安全性铜包钢/铜质接地网放热焊剂,其特征在于,所述的放热焊剂的组分及其重量百分比为氧化铜45~65%、金属铝粉末8~15%、金属铜屑22~35%、萤石粉末2~5%、金属锡粉末1~3%,余量为合金粉末;其中,所述的氧化铜的氧化度≤85%,粒度为50~100目;所述的金属铝粉末的粒度为80~100目;所述的金属铜屑的纯度≥99.5%,粒度为10~60目;所述的萤石粉末的粒度为150~300目;所述的金属锡粉末的粒度为200~300目;所述的合金粉末的粒度为80~150目,组分及其质量百分含量为Ca8~10%、Si40~45%、Mg2~3%、Ba28~30%,Al1~2%,剩余为架质。
全文摘要
一种高安全性铜包钢/铜质接地网放热焊剂属于金属焊接领域。现有铜包钢焊接用放热焊剂存在反应剧烈、不均匀、喷溅大、施焊危险性大等问题。本发明所提供的放热焊剂的组分及其重量百分比为氧化铜45~65%、金属铝粉末8~15%、金属铜屑22~35%、萤石粉末2~5%、金属锡粉末1~3%,余量为合金粉末。本发明放热焊焊剂施焊时反应均匀、无喷溅、反应周期长、施焊安全。
文档编号B23K35/34GK101637853SQ20091009215
公开日2010年2月3日 申请日期2009年9月1日 优先权日2009年9月1日
发明者徐德录, 李现兵, 王立全, 聂京凯, 新 陈, 陈玉成, 钰 韩, 光 马 申请人:中国电力科学研究院
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