一种无源自滋生高热自动焊接碳钢类金属的膏体及其制备方法与使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种无源自滋生高热自动焊接碳钢类金属的膏体，其包括基本配方组合物和粘结剂，所述粘结剂与基本配方组合物的重量比为26∶100。此外还提供一种无源自滋生高热自动焊接碳钢类金属的膏体的制备方法及该焊接膏体的使用方法。本发明涉及的焊接膏体采用硼粉等新的还原剂作为燃烧成分，引燃后高放热性的反应物释放出的热能足以使燃烧产物铜、铁等熔焊材料与受焊母材通过润透、扩散及反应结晶等机制实现冶金结合从而完成自动焊接，可在无外接电源、气源和其它能源、无任何设备和工具情况下、及任何特殊地方和天气条件下实现高效简便地完成碳钢类金属焊接工作。
【专利说明】一种无源自滋生高热自动焊接碳钢类金属的膏体及其制备 方法与使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属焊接领域，涉及金属焊料，特别涉及一种无源自滋生高热自动焊 接碳钢类金属的膏体及其制备方法与使用方法。
【背景技术】
[0002] 中国是世界上最大的焊接钢制造国，以焊接为主要工艺技术的企业就有约7000 家，焊接技术在许多领域发挥不可或缺的重大作用。现代先进技术，如激光与电弧复合热源 焊接、等离子弧焊接、精细等离子弧切割、数控切割系统等都己得到广泛应用。但是，在进 行焊接操作是上述工艺方法均无一例外的需要设备和附加工具，以及大量的能源。传统的 电焊、气焊等方法同样具有在无外接电源、气源和其它能源、没有任何设备和工具，以及在 恶劣天气条件下和难以到达的地方无法工作的致命缺点。常用的铝热焊是利用金属氧化物 和金属铝之间的化学反应热作为热源来加热金属而实现焊接的方法。焊接时，必须预先把 待焊两工件的端头固定在铸型内，然后把铝粉和氧化铁粉混合物(称铝热剂）放在坩埚内加 热，使之发生还原放热反应，成为液态金属（铁）和熔渣(主要为A1203)，注入铸型。液态金 属流入接头空隙，形成焊缝金属。铝热焊虽然具有不需要电源、使用方便等特点，但也有必 须使用铸型模具和坩埚等设备的缺点。国内外，如美国、俄罗斯、日本等国都在研发新型的 焊接技术，如自蔓延焊接技术。自蔓延焊接技术是在待拟焊接的两块材料之间添进合适的 能燃烧反应的原料，并要以一定的压力夹紧拟焊材料，待燃烧反应过程完成后才能实现两 块材料的焊接。
[0003] 因此寻求一种无需外接电源、气源(如氧气、乙炔气、氢气）和其它能源、可在没有 任何设备和工具的情况下，及任何特殊需要的地方（如高空、地下和难以到达的地方）和天 气条件下(如大雨、大雪、大雾）完成金属焊接的焊接技术成为了行业内的研究热点。
【发明内容】
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供一种与传统焊接材料完全不同的膏状金属焊 材，即一种无源自滋生高热自动焊接碳钢类金属的膏体：该焊接膏体采用硼粉等新的还原 剂作为燃烧成分，引燃后高放热性的反应物释放出的热能足以使燃烧产物铜、铁等熔焊材 料与受焊母材通过润透、扩散及反应结晶等机制实现冶金结合从而完成自动焊接，可在无 外接电源、气源和其它能源、无任何设备和工具情况下、及任何特殊地方和天气条件下实现 高效简便地完成碳钢类金属焊接工作。
[0005] 其次提供一种无源自滋生高热自动焊接碳钢类金属的膏体的制备方法。
[0006] 此外还提供一种无源自滋生高热自动焊接碳钢类金属的膏体的使用方法。
[0007] 为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种无源自滋生高热自动焊接碳 钢类金属的膏体，其特征在于，其包括基本配方组合物和粘结剂，所述粘结剂与基本配方 组合物的重量比为26 :100 ;所述基本配方组合物的组分包括硼粉、氧化铜、三氧化二铁、 硝酸钾，以上各组分的重量百分比分别为：硼粉7. 8-8. 3%、氧化铜86. 0-87. 0%、三氧化二 铁2. 2-2. 9%、硝酸钾2. 8-3. 0% ;所述粘结剂的组分包括乙二醇、高氯酸钠、氢氧化乙基纤维 素，以上各组分的重量百分比分别为：乙二醇53. 8-54. 2%、高氯酸钠45. 0-45. 2%、氢氧化乙 基纤维素〇. 8-1. 0%。
[0008] 在其中一个实施例中，所述基本配方组合物各组分的重量百分比分别为：硼粉 8. 2%、氧化铜86. 0%、三氧化二铁2. 9%、硝酸钾2. 9% ;所述粘结剂各组分的重量百分比分别 为：乙二醇54. 0%、高氯酸钠45. 1%、氢氧化乙基纤维素0. 9%。
[0009] 所述基本配方组合物的各组分为粉末颗粒状，且粒径为4-200um，湿度小于其质量 的 0? 1%。
[0010] 如权利要求1-3所述任意一种无源自滋生高热自动焊接碳钢类金属的膏体的制 备方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 基本配方组合物的配制：将硼粉、氧化铜、三氧化二铁、硝酸钾分别经干燥、粉碎、筛 分后按比例混合，并搅拌均匀得到基本配方组合物； 2) 粘结剂的配制：将乙二醇、高氯酸钠、氢氧化乙基纤维素按比例混合，并搅拌均匀得 到粘结剂； 3) 焊接膏体的制备：将上述粘结剂与粉末颗粒状基本配方组合物按重量比26 :100混 合，并搅拌均匀得到焊接膏体。
[0011] 较佳实施情况下，所述步骤1)中的干燥工序具体操作为将基本配方组合物的各组 分于100-1KTC温度下干燥不少于lh。
[0012] 所述制备得到的焊接膏体包装入牙膏状容器或罐体容器或压力喷涂器里或纸质 包装中。
[0013] 如权利要求1-3所述的任意一种无源自滋生高热自动焊接碳钢类金属的膏体的 使用方法，其特征在于，包括以下步骤：受焊母材水平放置或与水平呈45度角的倾斜放置， 可进行对接焊接或搭接焊接；接焊时根据受焊母材金属的厚度，适量涂敷在其间焊缝上； 将引线插入涂敷在焊缝处的膏体中，当点燃引线后，焊接材料被引燃实现焊接工作自动进 行；焊接膏体燃烧完毕，焊接工作即告结束，轻敲焊缝表面的熔渣后即可得到光滑和高强度 的焊缝。
[0014] 所述引燃焊接膏体的引线自燃温度不低于200°C，燃烧速度为5mm/s，直径为 L5-2. 5mm〇
[0015] 较佳实施情况下，所述引燃焊接膏体的引线为鞭炮引线。
[0016] 上述用于焊接碳钢类金属的焊接膏体实现自动焊接的基本原理为氧化一还原反 应作用，如下所示：
【权利要求】
1. 一种无源自滋生高热自动焊接碳钢类金属的膏体，其特征在于，其包括基本配方 组合物和粘结剂，所述粘结剂与基本配方组合物的重量比为26 :100 ;所述基本配方组合 物的组分包括硼粉、氧化铜、三氧化二铁、硝酸钾，以上各组分的重量百分比分别为：硼粉 7. 8-8. 3%、氧化铜86. 0-87. 0%、三氧化二铁2. 2-2. 9%、硝酸钾2. 8-3. 0% ;所述粘结剂的组 分包括乙二醇、高氯酸钠、氢氧化乙基纤维素，以上各组分的重量百分比分别为：乙二醇 53. 8-54. 2%、高氯酸钠45. 0-45. 2%、氢氧化乙基纤维素0. 8-1. 0%。
2. 根据权利要求1所述的一种无源自滋生高热自动焊接碳钢类金属的膏体，其特征 在于，所述基本配方组合物各组分的重量百分比分别为：硼粉8. 2%、氧化铜86. 0%、三氧化 二铁2. 9%、硝酸钾2. 9% ;所述粘结剂各组分的重量百分比分别为：乙二醇54. 0%、高氯酸钠 45. 1%、氢氧化乙基纤维素0. 9%。
3. 根据权利要求1或2所述的一种无源自滋生高热自动焊接碳钢类金属的膏体，其特 征在于，所述基本配方组合物的各组分为粉末颗粒状，且粒径为4-200um，湿度小于其质量 的 0? 1%。
4. 如权利要求1-3所述任意一种无源自滋生高热自动焊接碳钢类金属的膏体的制备 方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 基本配方组合物的配制：将硼粉、氧化铜、三氧化二铁、硝酸钾分别经干燥、粉碎、筛 分后按比例混合，并搅拌均匀得到基本配方组合物； 2) 粘结剂的配制：将乙二醇、高氯酸钠、氢氧化乙基纤维素按比例混合，并搅拌均匀得 到粘结剂； 3) 焊接膏体的制备：将上述粘结剂与粉末颗粒状基本配方组合物按重量比26 :100混 合，并搅拌均匀得到焊接膏体。
5. 根据权利要求4所述的一种无源自滋生高热自动焊接碳钢类金属的膏体的制备 方法，其特征在于，所述步骤1)中的干燥工序具体操作为将基本配方组合物的各组分于 100-1KTC温度下干燥不少于lh。
6. 根据权利要求4所述的一种无源自滋生高热自动焊接碳钢类金属的膏体的制备方 法，其特征在于，所述制备得到的焊接膏体包装入牙膏状容器或罐体容器或压力喷涂器里 或纸质包装中。
7. 如权利要求1-3所述的任意一种无源自滋生高热自动焊接碳钢类金属的膏体的使 用方法，其特征在于，包括以下步骤：受焊母材水平放置或与水平呈45度角的倾斜放置，可 进行对接焊接或搭接焊接；接焊时根据受焊母材金属的厚度，适量涂敷在其间焊缝上；将 引线插入涂敷在焊缝处的膏体中，当点燃引线后，焊接材料被引燃实现焊接工作自动进行； 焊接膏体燃烧完毕，焊接工作即告结束，轻敲焊缝表面的熔渣后即可得到光滑和高强度的 焊缝。
8. 根据权利要求7所述的无源自滋生高热自动焊接碳钢类金属的膏体的使用方法， 其特征在于，所述引燃焊接膏体的引线自燃温度不低于200°C，燃烧速度为5mm/s，直径为 L 5-2. 5mm〇
9. 根据权利要求7或8所述的无源自滋生高热自动焊接碳钢类金属的膏体的使用方 法，其特征在于，所述引燃焊接膏体的引线为鞭炮引线。
【文档编号】B23K35/36GK104439756SQ201410832513
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月29日 优先权日:2014年12月29日
【发明者】吴一川, 聂海英 申请人:湖南天佑科技有限公司