本发明涉及一种接地网用放热焊接焊粉的制备方法，属于焊粉技术领域。
背景技术：
变电站接地网是用于工作接地、保护接地和防雷接地的必备设施，是保证设备、系统、人身安全的重要环节，它在防静电、雷电和故障电流时起着均压和泄流的重要作用。长期以来由于对接地系统的电气性能要求不高，在采用钢材作为接地导体时导体间连接工艺往往采用电阻焊、钎焊、焊条电弧焊等方法进行焊接。这些焊接方式由于受人为因素影响造成接头质量的不稳定，焊接本身对焊接母材的破坏，土壤中酸或碱等对接头的腐蚀等都无法使接地系统保持高效而又长期稳定的运行。与这些焊接方法相比，放热焊接是一种简单、高效率、高质量的先进金属连接工艺，是一种真正的分子焊接
放热焊接以铝粉还原金属氧化物时产生的化学反应热为热源，熔融焊粉与母材形成焊缝金属，属于热剂焊。这种技术用在铁道建设中通常被称为铝热焊，其焊粉中金属氧化物一般为氧化铁，焊接接头的机械力学性能要求较高。而电力工程接地系统的特殊性要求其必须采用接地电阻更低、更耐腐蚀的材料，为保证和提高接地系统的使用性能，国外标准允许采用铜材或铜覆钢作为接地材料，因此在接地工程中放热焊粉的金属氧化物一般为氧化铜，对焊接接头的熔点和耐土壤腐蚀性要求较高。
目前国内使用的放热焊粉多为进口产品，其价格较高，不利于大范围推广使用，而一些国内厂家生产的焊粉质量又存在种种问题，如焊接接头熔点过低，难以达到与母材相当的熔点；施焊过程中有喷溅现象，不利于施焊人员安全；接头内部有气孔及夹渣现象等。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前国内生产的放热焊粉在施焊过程中有喷溅现象，不利于施焊人员安全，且接头内部有气孔及夹渣的问题，本发明利用异丙醇铝均匀分散于异丙醇中，通过硝酸溶液调节ph，获得铝溶胶，再向其中加入氧化铜、表面活性剂，对其进行活化改性，使氧化铜与铝更加均匀混合，再使用聚乙二醇作为载体，使铝和铜通过硅烷偶联剂进行吸附结合，同时增加硅元素，通过冷冻处理获得铜铝性结晶体，随后辅以添加铂增加焊接效果，最后与萤石粉混合降低熔点，通过熔融、雾化，制得接地网用放热焊接焊粉。本发明制备的接地网用放热焊接焊粉在施焊过程中无喷溅现象，操作安全，且接头内部无气孔及夹渣。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）按质量比1:6，取异丙醇铝和异丙醇放入容器中，并将容器置于超声波震荡器中，以1.5～2.0mhz震荡20～30min，再将容器放入水浴锅中，使用质量分数为50％的硝酸溶液调节ph至3.5～4.0，设定温度为70～75℃，以160r/min搅拌2～3h；
（2）在上述搅拌结束后，向容器中分别加入上述异丙醇铝质量1.3～2.2％的n-酰基氨基酸、上述异丙醇铝质量20～25％的氧化铜及上述异丙醇铝质量5～7％的乙烯基三叔丁基过氧硅烷，升温至80～85℃，以200r/min搅拌20～25min；
（3）待上述搅拌结束后将容器中的混合物放入高压反应釜中，向反应釜中加入混合物质量10～15％的聚乙二醇，使用氢气保护，并升压至1.3～2.3mpa，以9℃/min升温至210～220℃，以110r/min搅拌7～9h，随后自然冷却至室温，进行出料，使用质量分数为20％氢氧化钠溶液调节出料物ph至中性，再将出料物置于2～4℃环境下静置4～6h；
（4）对上述静置后的出料物进行过滤，将滤渣放入马弗炉中，设定温度为300～350℃，煅烧30～50min，随后将煅烧物与煅烧物质量0.8～1.3％的铂及煅烧物质量1.8～2.1％的石墨，放入球磨机中，使用氮气保护，以400r/min球磨1～2h，收集球磨物；
（5）按质量比7:1～9:1，将上述球磨物与球磨物质量4～6％的200目萤石粉混合均匀，放入真空感应炉中，设定温度为1700～1800℃，熔炼30～40min，随后将熔炼液放入金属雾化装置中，雾化压力设定为4～5mpa，导流管直径为3～5mm，流速为12～14kg/min，收集雾化粉末，即可得接地网用放热焊接焊粉。
本发明的应用方法：焊接前用热源烘烤模具和导体，确保干燥，若有杂质须清除，将导体放入模具内并夹紧，必要的时候用c形夹辅助，将托盘放入模腔，堵住模孔托住焊粉，将焊粉倒入模具中，从焊粉表面到模沿撒上点火粉，合上模盖，用点火枪点火，从焊粉表面到模沿撒上点火粉，20～25s后，可开模，焊接成功。检测焊接后的导体得：表面光滑，无气孔及夹渣，断面致密，在施焊过程中无喷溅现象，焊粉接头抗拉强度为372～414mpa，电阻值为1.66～1.71×10-5ω。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的接地网用放热焊接焊粉在施焊过程中无喷溅现象，操作安全，且接头内部无气孔及夹渣；
（2）本发明制备的接地网用放热焊接焊粉具有高安全性，低气孔率，性价比高。
具体实施方式
按质量比1:6，取异丙醇铝和异丙醇放入容器中，并将容器置于超声波震荡器中，以1.5～2.0mhz震荡20～30min，再将容器放入水浴锅中，使用质量分数为50％的硝酸溶液调节ph至3.5～4.0，设定温度为70～75℃，以160r/min搅拌2～3h；
在上述搅拌结束后，向容器中分别加入上述异丙醇铝质量1.3～2.2％的n-酰基氨基酸、上述异丙醇铝质量20～25％的氧化铜及上述异丙醇铝质量5～7％的乙烯基三叔丁基过氧硅烷，升温至80～85℃，以200r/min搅拌20～25min；待上述搅拌结束后将容器中的混合物放入高压反应釜中，向反应釜中加入混合物质量10～15％的聚乙二醇，使用氢气保护，并升压至1.3～2.3mpa，以9℃/min升温至210～220℃，以110r/min搅拌7～9h，随后自然冷却至室温，进行出料，使用质量分数为20％氢氧化钠溶液调节出料物ph至中性，再将出料物置于2～4℃环境下静置4～6h；对上述静置后的出料物进行过滤，将滤渣放入马弗炉中，设定温度为300～350℃，煅烧30～50min，随后将煅烧物与煅烧物质量0.8～1.3％的铂及煅烧物质量1.8～2.1％的石墨，放入球磨机中，使用氮气保护，以400r/min球磨1～2h，收集球磨物；按质量比7:1～9:1，将上述球磨物与球磨物质量4～6％的200目萤石粉混合均匀，放入真空感应炉中，设定温度为1700～1800℃，熔炼30～40min，随后将熔炼液放入金属雾化装置中，雾化压力设定为4～5mpa，导流管直径为3～5mm，流速为12～14kg/min，收集雾化粉末，即可得接地网用放热焊接焊粉。
实例1
按质量比1:6，取异丙醇铝和异丙醇放入容器中，并将容器置于超声波震荡器中，以1.5mhz震荡20min，再将容器放入水浴锅中，使用质量分数为50％的硝酸溶液调节ph至3.5，设定温度为70℃，以160r/min搅拌2h；在上述搅拌结束后，向容器中分别加入上述异丙醇铝质量1.3％的n-酰基氨基酸、上述异丙醇铝质量20％的氧化铜及上述异丙醇铝质量5％的乙烯基三叔丁基过氧硅烷，升温至80℃，以200r/min搅拌20min；待上述搅拌结束后将容器中的混合物放入高压反应釜中，向反应釜中加入混合物质量10％的聚乙二醇，使用氢气保护，并升压至1.3mpa，以9℃/min升温至210℃，以110r/min搅拌7h，随后自然冷却至室温，进行出料，使用质量分数为20％氢氧化钠溶液调节出料物ph至中性，再将出料物置于2℃环境下静置4h；对上述静置后的出料物进行过滤，将滤渣放入马弗炉中，设定温度为300℃，煅烧30min，随后将煅烧物与煅烧物质量0.8％的铂及煅烧物质量1.8％的石墨，放入球磨机中，使用氮气保护，以400r/min球磨1h，收集球磨物；按质量比7:1，将上述球磨物与球磨物质量4％的200目萤石粉混合均匀，放入真空感应炉中，设定温度为1700℃，熔炼30min，随后将熔炼液放入金属雾化装置中，雾化压力设定为4mpa，导流管直径为3mm，流速为12kg/min，收集雾化粉末，即可得接地网用放热焊接焊粉。
本发明的应用方法：焊接前用热源烘烤模具和导体，确保干燥，若有杂质须清除，将导体放入模具内并夹紧，必要的时候用c形夹辅助，将托盘放入模腔，堵住模孔托住焊粉，将焊粉倒入模具中，从焊粉表面到模沿撒上点火粉，合上模盖，用点火枪点火，从焊粉表面到模沿撒上点火粉，20s后，可开模，焊接成功。检测焊接后的导体得：表面光滑，无气孔及夹渣，断面致密，在施焊过程中无喷溅现象，焊粉接头抗拉强度为372mpa，电阻值为1.66×10-5ω。
实例2
按质量比1:6，取异丙醇铝和异丙醇放入容器中，并将容器置于超声波震荡器中，以2.0mhz震荡30min，再将容器放入水浴锅中，使用质量分数为50％的硝酸溶液调节ph至4.0，设定温度为75℃，以160r/min搅拌3h；在上述搅拌结束后，向容器中分别加入上述异丙醇铝质量2.2％的n-酰基氨基酸、上述异丙醇铝质量25％的氧化铜及上述异丙醇铝质量7％的乙烯基三叔丁基过氧硅烷，升温至85℃，以200r/min搅拌25min；待上述搅拌结束后将容器中的混合物放入高压反应釜中，向反应釜中加入混合物质量15％的聚乙二醇，使用氢气保护，并升压至2.3mpa，以9℃/min升温至220℃，以110r/min搅拌9h，随后自然冷却至室温，进行出料，使用质量分数为20％氢氧化钠溶液调节出料物ph至中性，再将出料物置于4℃环境下静置6h；对上述静置后的出料物进行过滤，将滤渣放入马弗炉中，设定温度为350℃，煅烧50min，随后将煅烧物与煅烧物质量1.3％的铂及煅烧物质量2.1％的石墨，放入球磨机中，使用氮气保护，以400r/min球磨2h，收集球磨物；按质量比9:1，将上述球磨物与球磨物质量6％的200目萤石粉混合均匀，放入真空感应炉中，设定温度为1800℃，熔炼40min，随后将熔炼液放入金属雾化装置中，雾化压力设定为5mpa，导流管直径为5mm，流速为14kg/min，收集雾化粉末，即可得接地网用放热焊接焊粉。
本发明的应用方法：焊接前用热源烘烤模具和导体，确保干燥，若有杂质须清除，将导体放入模具内并夹紧，必要的时候用c形夹辅助，将托盘放入模腔，堵住模孔托住焊粉，将焊粉倒入模具中，从焊粉表面到模沿撒上点火粉，合上模盖，用点火枪点火，从焊粉表面到模沿撒上点火粉，25s后，可开模，焊接成功。检测焊接后的导体得：表面光滑，无气孔及夹渣，断面致密，在施焊过程中无喷溅现象，焊粉接头抗拉强度为414mpa，电阻值为1.71×10-5ω。
实例3
按质量比1:6，取异丙醇铝和异丙醇放入容器中，并将容器置于超声波震荡器中，以1.8mhz震荡25min，再将容器放入水浴锅中，使用质量分数为50％的硝酸溶液调节ph至3.8，设定温度为72℃，以160r/min搅拌2h；在上述搅拌结束后，向容器中分别加入上述异丙醇铝质量1.8％的n-酰基氨基酸、上述异丙醇铝质量23％的氧化铜及上述异丙醇铝质量6％的乙烯基三叔丁基过氧硅烷，升温至83℃，以200r/min搅拌23min；待上述搅拌结束后将容器中的混合物放入高压反应釜中，向反应釜中加入混合物质量13％的聚乙二醇，使用氢气保护，并升压至1.8mpa，以9℃/min升温至215℃，以110r/min搅拌8h，随后自然冷却至室温，进行出料，使用质量分数为20％氢氧化钠溶液调节出料物ph至中性，再将出料物置于3℃环境下静置5h；对上述静置后的出料物进行过滤，将滤渣放入马弗炉中，设定温度为320℃，煅烧40min，随后将煅烧物与煅烧物质量1.1％的铂及煅烧物质量1.9％的石墨，放入球磨机中，使用氮气保护，以400r/min球磨2h，收集球磨物；按质量比8:1，将上述球磨物与球磨物质量5％的200目萤石粉混合均匀，放入真空感应炉中，设定温度为1750℃，熔炼35min，随后将熔炼液放入金属雾化装置中，雾化压力设定为5mpa，导流管直径为4mm，流速为13kg/min，收集雾化粉末，即可得接地网用放热焊接焊粉。
本发明的应用方法：焊接前用热源烘烤模具和导体，确保干燥，若有杂质须清除，将导体放入模具内并夹紧，必要的时候用c形夹辅助，将托盘放入模腔，堵住模孔托住焊粉，将焊粉倒入模具中，从焊粉表面到模沿撒上点火粉，合上模盖，用点火枪点火，从焊粉表面到模沿撒上点火粉，23s后，可开模，焊接成功。检测焊接后的导体得：表面光滑，无气孔及夹渣，断面致密，在施焊过程中无喷溅现象，焊粉接头抗拉强度为391mpa，电阻值为1.69×10-5ω。