一种新型铜母线焊接加热方法与流程

本发明属于铜母线焊接领域，特别涉及一种新型铜母线焊接加热方法。

背景技术：

铜母线是一种传输大电流的导体。由于铜的热导率很高，比普通钢材热导率高出8倍左右，导致在焊接过程中，散热很快，母材难以熔化且不易与焊缝金属很好的熔合，导致焊接时易产生未熔合、气孔、焊接变形、裂纹等质量缺陷，必须采用预热和加大焊接热源功率等措施来保证焊缝质量。

使用火焰加热虽然方便快捷，加热面积小，但是使用火焰加热时火焰易造成铜排表面的损伤，同时火焰加热温度不均匀、温度难以控制，通过试验使用火焰加热焊缝成型较差，无损探伤合格率低。

采用传统的电加热方法，即利用电加热片进行加热，使用保温棉保温，并利用热电偶测温，使用传感器在集中控制室对加热温度进行有效监督与控制，可以保证铜焊接部位的加热温度的均匀和稳定，以克服使用火焰加热时造成的一些问题。但使用传统的电加热方法时，每个焊缝焊接时都需要绑扎两组保温棉和加热片，由于现场安装空间狭小，绑扎加热片和保温棉费事费力，导致现场施工效率大大降低。同时现场安装母线距离焊缝两侧200mm处有绝缘套管的存在，使用传统的电加热易造成绝缘套管的损坏。

技术实现要素：

为了克服上述不足，本发明提供一种新型的铜母线焊接的加热方法及装置，即利用自主研制的铜母线专用恒温电加热装置，将加热片和保温棉固定在夹具盒内，在集中控制室进行测温控温，避免了火焰加热温度不均匀和传统电加热方法施工效率低及易造成绝缘套管损坏的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型铜母线焊接加热装置，包括：夹具盒、保温棉、加热片；所述夹具盒由两个对称设置的U型槽体组成，所述两个U型槽体相邻侧的侧边通过轴连接；所述夹具盒内侧由里向外依次固定有保温棉和加热片；使用时，所述夹具盒直接卡合在铜排上。通过夹具盒的设计在加热片外部形成一个密闭的空腔，大幅提高了其加热效率的同时，又不会因为捆绑导致加热片在铜排各处贴合和受力不均匀，保证了铜排各处加热的均匀性和一致性，避免了绝缘套管在捆绑或受压情况下，易出现损坏的问题。而卡合式设计也使加热片和保温棉易于安装、移动和更换。

优选的，所述加热装置还设置有测温装置或热电偶。通过测温装置和热电偶实现对加热效果的实时控制，由于本发明的夹具盒设计保证了加热片发热的均匀性，因此只需在夹具盒边缘或中心处某点安装测温装置，即可保证整体测温的准确性；使用效率高，且装置安装简单。

优选的，所述U型槽体侧边的前端向内侧弯折形成凹槽。将加热片和保温棉的两端固定在夹具盒中，避免二者滑动的同时，进一步省略掉对二者的捆绑固定，使加热片整体可以完全贴合在铜排表面，保证效率最大化的同时，进一步减少加热过程中由于捆绑铁丝造成的热量散失和铁丝受热变形，以及高温焊接过程中铜排和铁丝间出现的接触界面元素扩散问题，保证焊接效果。

优选的，所述夹具盒的一端——U型槽无侧边侧设置有挡板。使单个U型槽体成立方体水槽结构，提高保温效果的同时，使加热片和保温棉在夹具盒中的固定更加紧密。

为了防止加热片和保温棉的滑动和脱落，所述保温棉和加热片可以通过铁丝固定在所述夹具盒内或采用如图3所示的U型铁丝夹具固定。

优选的，所述装置还包括通过导线与加热片相连的热处理机。所述热处理机为加热片提供热源，保证加热片可以稳定地向外界输出热量。

优选的，所述夹具盒的材料是15CrMo钢。

优选的，本发明主要有以下部件组成：热处理机，热电偶、热处理导线、测温线、专用电加热装置组成；上述装置皆可由本领域技术人员根据公知常识，进行常规选择和连接即可。

本发明还提供了任一项上述新型铜母线焊接加热装置在焊接铜母线中应用。

优选的，每个焊口需要加装两个所述的加热装置。

本发明还提供了一种新型铜母线焊接加热方法，包括：

将任一上述的装置卡合在待焊接铜排上，加热，即可。

本发明的有益效果

(1)本发明的目的在于铜母线焊接加热温度均匀稳定、加热装置轻便、安装快捷、施工效率高，将保温棉和加热片固定在夹具盒内，提高了保温棉和加热片的使用寿命，节约了施工成本；同时也改善了施工环境，避免了散落的保温棉对作业人员的职业健康的影响。并且此装置容易制作、充分利用施工现场现有材料制作出效果可靠、实用方便快速的装置来提高劳动效率和焊口质量。

(2)本发明装置结构简单、焊接效率高、实用性强，易于推广。

附图说明

图1为夹具盒结构、布置示意图，其中，1-1侧边、1-2侧边折弯、1-3挡板。

图2为夹具盒中装入保温棉和电加热片的示意图。

图3为铁丝夹具示意图。

图4为专用恒温电加热装置使用示意图。

图5专用恒温电加热装置实物图。

图6专用恒温电加热装置使用图。

图7热处理机。

图8热电偶。

图9热处理测温线。

图10热处理导线。

其中，1夹具盒、2加热片/电加热器、3保温棉、4细铁丝、5热电偶、6铜排、7铜排垫板。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

实施例1

首先根据铜母线的宽度和厚度计算需要制作的装置尺寸。

第二步使用厚度1mm以内的薄铁皮根据铜母线的宽度和厚度及图1的结构制作4个夹具盒1。

第三步先将保温棉3放入图1的夹具盒内，再在保温棉3上面使用铁丝4固定与夹具盒1大小匹配的加热片2，两个夹具盒1使用同一个加热片2连接起来，这样就完成一个恒温电加热装置的制作(图2)。一个焊口需要制作两个装置。

第四步根据恒温电加热装置的厚度使用直径为3mm左右的铁丝根据图3的结构弯制固定夹具1。

第五步将热处理导线、加热片2、热处理机连接在一起，测温线、热电偶5、热处理机连接在一起，在铜母线焊缝两侧固定好热电偶5，将制作好的恒温电加热装置直接安装在铜母线6坡口两侧，使用图3的夹具4对装置的上下进行固定，完成恒温电加热装置的安装，然后按照预定的工艺进行加热。

实施例2

一种新型铜母线焊接加热装置，包括：夹具盒1、保温棉3、加热片2；所述夹具盒1由两个对称设置的U型槽体组成，所述两个U型槽体相邻侧的侧边通过轴连接；所述夹具盒1内侧由里向外依次固定有保温棉3和加热片2；使用时，所述夹具盒1直接卡合在铜排6上。通过夹具盒1的设计在加热片2外部形成一个密闭的空腔，大幅提高了其加热效率的同时，又不会因为捆绑导致加热片在铜排6各处贴合和受力不均匀，保证了铜排6各处加热的均匀性和一致性，避免了绝缘套管在捆绑或受压情况下，易出现损坏的问题。而卡合式设计也使加热片2和保温棉3易于安装、移动和更换。

实施例3

一种新型铜母线焊接加热装置，包括：夹具盒1、保温棉3、加热片2；所述夹具盒1由两个对称设置的U型槽体组成，所述两个U型槽体相邻侧的侧边通过轴连接；所述夹具盒1内侧由里向外依次固定有保温棉3和加热片2；使用时，所述夹具盒1直接卡合在铜排6上。通过夹具盒1的设计在加热片2外部形成一个密闭的空腔，大幅提高了其加热效率的同时，又不会因为捆绑导致加热片在铜排6各处贴合和受力不均匀，保证了铜排6各处加热的均匀性和一致性，避免了绝缘套管在捆绑或受压情况下，易出现损坏的问题。而卡合式设计也使加热片2和保温棉3易于安装、移动和更换。

所述加热装置还设置有测温装置或热电偶5。通过测温装置和热电偶5实现对加热效果的实时控制，由于本发明的夹具盒1设计保证了加热片2发热的均匀性，因此只需在夹具盒1边缘或中心处某点安装测温装置，即可保证整体测温的准确性，使用效率高且装置安装简单。

实施例4

一种新型铜母线焊接加热装置，包括：夹具盒1、保温棉3、加热片2；所述夹具盒1由两个对称设置的U型槽体组成，所述两个U型槽体相邻侧的侧边通过轴连接；所述夹具盒1内侧由里向外依次固定有保温棉3和加热片2；使用时，所述夹具盒1直接卡合在铜排6上。通过夹具盒1的设计在加热片2外部形成一个密闭的空腔，大幅提高了其加热效率的同时，又不会因为捆绑导致加热片在铜排6各处贴合和受力不均匀，保证了铜排6各处加热的均匀性和一致性，避免了绝缘套管在捆绑或受压情况下，易出现损坏的问题。而卡合式设计也使加热片2和保温棉3易于安装、移动和更换。

所述U型槽体侧边的前端向内侧弯折形成凹槽。将加热片2和保温棉3的两端固定在夹具盒1中，避免二者的滑动的同时，进一步省略掉对二者的捆绑固定，使加热片2的整体可以完全贴合在铜排6表面，保证效率最大化的同时，进一步减少加热过程中由于捆绑铁丝4造成的热量散失和铁丝4受热变形、以及高温焊接过程中铜排6和铁丝4间出现的接触界面元素扩散问题，保证焊接效果。

实施例5

一种新型铜母线焊接加热装置，包括：夹具盒1、保温棉3、加热片2；所述夹具盒1由两个对称设置的U型槽体组成，所述两个U型槽体相邻侧的侧边通过轴连接；所述夹具盒1内侧由里向外依次固定有保温棉3和加热片2；使用时，所述夹具盒1直接卡合在铜排6上。通过夹具盒1的设计在加热片2外部形成一个密闭的空腔，大幅提高了其加热效率的同时，又不会因为捆绑导致加热片在铜排6各处贴合和受力不均匀，保证了铜排6各处加热的均匀性和一致性，避免了绝缘套管在捆绑或受压情况下，易出现损坏的问题。而卡合式设计也使加热片2和保温棉3易于安装、移动和更换。

所述夹具盒1的一端——U型槽无侧边侧设置有挡板1-3。使单个U型槽体成立方体水槽结构，提高保温效果的同时，使加热片2和保温棉3在夹具盒1中的固定更加紧密。

实施例6

一种新型铜母线焊接加热装置，包括：夹具盒1、保温棉3、加热片2；所述夹具盒1由两个对称设置的U型槽体组成，所述两个U型槽体相邻侧的侧边通过轴连接；所述夹具盒1内侧由里向外依次固定有保温棉3和加热片2；使用时，所述夹具盒1直接卡合在铜排6上。通过夹具盒1的设计在加热片2外部形成一个密闭的空腔，大幅提高了其加热效率的同时，又不会因为捆绑导致加热片在铜排6各处贴合和受力不均匀，保证了铜排6各处加热的均匀性和一致性，避免了绝缘套管在捆绑或受压情况下，易出现损坏的问题。而卡合式设计也使加热片2和保温棉3易于安装、移动和更换。

为了防止加热片2和保温棉3的滑动和脱落，所述加热片2和保温棉3可以通过铁丝固定在所述夹具盒1内或采用如图3所示的U型铁丝夹具4固定。

实施例7

一种新型铜母线焊接加热装置，包括：夹具盒1、保温棉3、加热片2；所述夹具盒1由两个对称设置的U型槽体组成，所述两个U型槽体相邻侧的侧边通过轴连接；所述夹具盒1内侧由里向外依次固定有保温棉3和加热片2；使用时，所述夹具盒1直接卡合在铜排6上。通过夹具盒1的设计在加热片2外部形成一个密闭的空腔，大幅提高了其加热效率的同时，又不会因为捆绑导致加热片在铜排6各处贴合和受力不均匀，保证了铜排6各处加热的均匀性和一致性，避免了绝缘套管在捆绑或受压情况下，易出现损坏的问题。而卡合式设计也使加热片2和保温棉3易于安装、移动和更换。

所述装置还包括通过导线与加热片相连的热处理机。所述热处理机为加热片提供热源，保证加热片可以稳定地向外界输出热量。

实施例8

一种新型铜母线焊接加热装置，包括：夹具盒1、保温棉3、加热片2；所述夹具盒1由两个对称设置的U型槽体组成，所述两个U型槽体相邻侧的侧边通过轴连接；所述夹具盒1内侧由里向外依次固定有保温棉3和加热片2；使用时，所述夹具盒1直接卡合在铜排6上。通过夹具盒1的设计在加热片2外部形成一个密闭的空腔，大幅提高了其加热效率的同时，又不会因为捆绑导致加热片在铜排6各处贴合和受力不均匀，保证了铜排6各处加热的均匀性和一致性，避免了绝缘套管在捆绑或受压情况下，易出现损坏的问题。而卡合式设计也使加热片2和保温棉3易于安装、移动和更换。

所述夹具盒1的材料是合金材料，所述夹具盒1的材料15CrMo钢。

实施例9

一种新型铜母线焊接加热装置，包括：夹具盒1、保温棉3、加热片2；所述夹具盒1由两个对称设置的U型槽体组成，所述两个U型槽体相邻侧的侧边通过轴连接；所述夹具盒1内侧由里向外依次固定有保温棉3和加热片2；使用时，所述夹具盒1直接卡合在铜排6上。通过夹具盒1的设计在加热片2外部形成一个密闭的空腔，大幅提高了其加热效率的同时，又不会因为捆绑导致加热片在铜排6各处贴合和受力不均匀，保证了铜排6各处加热的均匀性和一致性，避免了绝缘套管在捆绑或受压情况下，易出现损坏的问题。而卡合式设计也使加热片2和保温棉3易于安装、移动和更换。

本发明主要有以下部件组成：热处理机，热电偶、热处理导线、测温线、专用电加热装置组成。上述装置皆可由本领域技术人员根据公知常识，进行常规选择和连接即可。

实施例10

一种新型铜母线焊接加热装置，包括：夹具盒1、保温棉3、加热片2；所述夹具盒1由两个对称设置的U型槽体组成，所述两个U型槽体相邻侧的侧边通过轴连接；所述夹具盒1内侧由里向外依次固定有保温棉3和加热片2；使用时，所述夹具盒1直接卡合在铜排6上。通过夹具盒1的设计在加热片2外部形成一个密闭的空腔，大幅提高了其加热效率的同时，又不会因为捆绑导致加热片在铜排6各处贴合和受力不均匀，保证了铜排6各处加热的均匀性和一致性，避免了绝缘套管在捆绑或受压情况下，易出现损坏的问题。而卡合式设计也使加热片2和保温棉3易于安装、移动和更换。

采用上述新型铜母线焊接加热装置在焊接铜母线中，每个焊口需要加装两个上述的加热装置。进一步提高焊接效率，实现较长铜排的多装置实时快速焊接。

最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。