专利名称：一种爆炸复合超塑成型电力异形铜铝并沟线夹及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种电力铜铝并沟线夹领域，具体涉及一种爆炸复合超塑成型的异形 电力铜铝并沟线夹领域。
背景技术：
对于电力异型铜铝并沟线夹及铜铝过渡连接的需求，存在于各个行业领域中，如 电解、氯碱、石油、化工、电力及输电、变电、电力设备等行业领域。以电力及电力设备行业需求的铜铝过渡连接材料及电力异型铜铝并沟线夹配件 为例在传统的电力及电力设备行业中，铜铝过渡连接主要是通过铜铝过渡板、铜铝过 渡线夹、铜铝接线端子及铜铝并沟线夹来实现。使用传统的铜铝过渡板、铜铝过渡线夹、铜铝接线端子及铜铝并沟线夹制造工艺， 其本身的铜铝连接方式，一般采用闪光焊、摩擦焊、钎焊及熔铸连接法实现；但是，通常这种自身的铜铝连接方式接合面难以实现完全的冶金结合，废品率高、 结合强度低、铜材消耗大，容易出现断裂现象，且会导致设备及输变电线路过渡电阻增高、 故障率高等缺点。现有的铜铝过渡电连接方法是铜铝过渡板及铜铝过渡线夹铜铝板之间采用爆炸 焊接结合轧制工艺获得，由于爆炸焊接的界面属原子间冶金结合，因而其界面电阻小到可 以忽略不计，这不仅可以节省能耗还可以延长使用寿命，节省了铜材等诸多优点。可见，选择采用爆炸焊接方法制造的电力铜铝过渡连接材料和配件，是目前已知 的较为先进的方式方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种爆炸复合超塑成型的异形电力铜铝并沟线 夹，来克服传统闪光焊、摩擦焊、钎焊及熔铸连接法来制造电力异型铜铝并沟线夹等已有技 术方法的缺陷。为解决上述问题，本发明的技术方案为一种爆炸复合超塑成型的异形电力铜铝并沟线夹，包括有上、下夹片基片，所述的 上、下夹片基片对合面上分别具有二个半圆形沟槽，所述的上、下夹片上有安装孔；其特征 在于所述的上、下夹片基片的二个半圆形沟槽的表面均包覆有铜层；或者位于上、下夹片 基片一侧的半圆形沟槽的表面包覆有铜层，另一侧半圆形沟槽没有包覆其它材料；所述的 铜层与上、下夹片基片之间采用爆炸焊接方式连接，接合面结合状态为冶金状态，复合率为 100%，结合强度不低于55MPa。所述的爆炸复合超塑成型的异形电力铜铝并沟线夹，其特征在于所述的上、下夹 片基片的外表面分别包覆有铜层，所述的铜层与铝材料之间采用爆炸焊接方式连接；上、下夹片基片为铝材料或铝合金材料。所述的爆炸复合超塑成型的异形电力铜铝并沟线夹，其特征在于所述的铜层的厚 度在0. lmm-2mm之间。所述的爆炸复合超塑成型的异形电力铜铝并沟线夹，其特征在于半圆形沟槽的铜 层表面具有防滑楞槽。所述的爆炸复合超塑成型的异形电力铜铝并沟线夹，其特征在于所述的铜层与 上、下夹片基片之间采用爆炸焊接方式连接，其具体内容包括以下工艺方法(1)、采用铝或铝合金基板作为基层金属板，采用铜金属板作为复层金属板，采用 钢板作为复层衬板；(2)、对选定好的复层衬板、基层金属板和复层金属板进行表面净化处理；(3)、对与复层金属板粘接的复层衬板板面做阻止焊接的处理，即在复层衬板板面 粘贴胶带或使用不能够与复层金属板实现焊接结合的金属等其他可行手段；再将复层金属 板粘接在复层衬板上；(4)、将基层金属板和复层金属板、复层衬板依次叠放，药框放置在复层衬板的上 表面并盖住复层衬板下方的全部需要焊接区域，并在药框内均勻铺上炸药和雷管；(5)、将所述的基层金属板等整个焊接装置置于沙土基础上，并引爆雷管进行爆炸 焊接施工；(6)、清除现场残留物，并对焊接后的复合金属板的表面进行外观质量检查；(7)、对复合金属板进行超声波无损检测和力学性能能检测，并对复合金属板进行 矫平处理；(8)、对矫平后的复合金属板进行热处理、切割和冲压成型；所述的金属爆炸焊接多个局部同时爆炸焊接复合焊接的工艺参数为(1)确定爆炸焊接时使用的炸药为2号岩石硝铵炸药，引爆方式采用雷管或导爆 索端部宽边引爆；(2)确定基层金属板与复层衬板的间距h。_为4. 5 (mm)(3)确定复层衬板上表面的单位面积的炸药用药量Wg_为1. 66(g/cm2)(4) Kg与炸药性质及材料有关的常数为1. 5金属复合材料超塑成型工艺“金属超塑成型”必须满足一下三个基本条件1.微细晶粒组织2. 一定变形温度3.低应变速度我们知道，不合理或过高的变形温度，对于爆炸焊接复合材料的结合面结合性能 是有极大影响的，会造成金属复合材料的结合面结合性能的降低甚至失效；根据“金属超塑成型”工艺标准，结合“爆炸复合、超塑成型——电力异型铜铝并沟 线夹”复合材料母板温升需要情况，对母板实施“超塑成型”前的加温工序，加热、加温可以 是高频感应加热，中频感应加热等其他有效手段；对于本发明“采用爆炸复合材料、使用超塑成型工艺制造的——电力异型铜铝并 沟线夹”，对母板实施“超塑成型”前的加温温度我们设定在220° -260°范围内进行，此种在满足以上条件后将温升后的爆炸复合材料母板置于，待压模具内，根据爆炸复合材料母 板的“应变速度”，采用压力设备对于模具给压； 至此，通过对于压制成型后的异型铜铝并沟线夹毛坯形状，进行必要的后期简单 截取、钻孔、组装即可完成了整个“爆炸复合、超塑成型——电力异型铜铝并沟线夹”制造。本发明的有益效果本发明使用了更少的稀贵金属材料，并且在有必要连接过渡处的局部使用复合过 渡金属，有效的节约了原材料；本发明的铜铝结合界面为冶金结合状态，在实现铜铝过渡连 接的同时，有效的克服了传统方式制造此类配件时自身过渡电阻高、给设备和线路造成的 诸多不利影响等问题。
图1为本发明异形铜铝电力线夹的结构示意图；图2为本发明异形铜铝电力线夹的局部焊接铜片层示意图。
具体实施例方式参见图1，一种爆炸复合超塑成型的异形电力铜铝并沟线夹，包括有上、下夹片基 片1、2，上、下夹片基片1、2为铝材料或铝合金材料，上、下夹片基片1、2对合面上分别具有 二个半圆形沟槽3，上、下夹片基片1、2的二个半圆形沟槽3的表面均包覆有铜层4，或者位 于上、下夹片基片1、2 —侧的半圆形沟槽的表面包覆有铜层，另一侧半圆形沟槽没有包覆 其它材料；铜层4的厚度在0. Imm 2mm之间，半圆形沟槽3的铜层4表面具有防滑楞槽， 上、下夹片1、2上有安装孔；铜层与上、下夹片基片之间采用爆炸焊接方式连接，接合面结 合状态为冶金状态，复合率为100%，结合强度不低于55MPa。铜层与上、下夹片基片之间采用爆炸焊接方式连接，加工成复合金属板后再加工。其具体内容包括以下工艺方法(1)、采用铝或铝合金基板作为基层金属板，采用铜金属板作为复层金属板，采用 钢板作为复层衬板；(2)、对选定好的复层衬板、基层金属板和复层金属板进行表面净化处理；(3)、对与复层金属板粘接的复层衬板板面做阻止焊接的处理，即在复层衬板板面 粘贴胶带或使用不能够与复层金属板实现焊接结合的金属等其他可行手段；再将复层金属 板粘接在复层衬板上；(4)、将基层金属板和复层金属板、复层衬板依次叠放，药框放置在复层衬板的上 表面并盖住复层衬板下方的全部需要焊接区域，并在药框内均勻铺上炸药和雷管；(5)、将所述的基层金属板等整个焊接装置置于沙土基础上，并引爆雷管进行爆炸 焊接施工；(6)、清除现场残留物，并对焊接后的复合金属板的表面进行外观质量检查；(7)、对复合金属板进行超声波无损检测和力学性能能检测，并对复合金属板进行 矫平处理；(8)、对矫平后的复合金属板进行热处理、切割和冲压成型；所述的金属爆炸焊接多个局部同时爆炸焊接复合焊接方法，其特征在于所述的金属爆炸焊接多个局部同时爆炸焊接复合焊接的工艺参数为 实现金属爆炸焊接的主要条件有以下几方面“炸药品种、单位面积药量、基板与 覆板的安装间隙和安装角、基板与覆板的尺寸参数(主要有板材的厚度、基覆比)以及表面 状态”等……！。1、炸药品种炸药是爆炸焊的能源，其种类和密度决定爆炸速度。爆速过高，会使撞击角度变小 和作用力过大，容易撕裂结合部位；爆速过低，不能维持足够的爆炸角，也不能产生良好结
I=I O由于爆炸焊接工程中广泛使用2#岩石炸药，为了与实际生产相结合，本项目中炸 药也采用粉状铵盐炸药(2#岩石炸药)，其密度P = 0. 53 0. 6g/cm3,爆速2200m/s 2600m/so2、单位面积药量炸药的数量以覆板单位面积上布放的炸药数量或炸药厚度来计算，以Wg(g/cm2) 表不。药量的计算目前尚无理论公式，可采用如下经验公式来计算。
权利要求
一种爆炸复合超塑成型的异形电力铜铝并沟线夹，包括有上、下夹片基片，所述的上、下夹片基片对合面上分别具有二个半圆形沟槽，所述的上、下夹片上有安装孔；其特征在于所述的上、下夹片基片的二个半圆形沟槽的表面均包覆有铜层；或者位于上、下夹片基片一侧的半圆形沟槽的表面包覆有铜层，另一侧半圆形沟槽没有包覆其它材料；所述的铜层与上、下夹片基片之间采用爆炸焊接方式连接，接合面结合状态为冶金状态，复合率为100％，结合强度不低于55MPa。
2.根据权利要求1所述的爆炸复合超塑成型的异形电力铜铝并沟线夹，其特征在于所 述的上、下夹片基片的外表面分别包覆有铜层，所述的铜层与铝材料之间采用爆炸焊接方 式连接；上、下夹片基片为铝材料或铝合金材料。
3.根据权利要求1或2所述的爆炸复合超塑成型的异形电力铜铝并沟线夹，其特征在 于所述的铜层的厚度在0. lmm-2mm之间。
4.根据权利要求1或2所述的爆炸复合超塑成型的异形电力铜铝并沟线夹，其特征在 于半圆形沟槽的铜层表面具有防滑楞槽。
5.权利要求1所述的爆炸复合超塑成型的异形电力铜铝并沟线夹，其特征在于所述的 铜层与上、下夹片基片之间采用爆炸焊接方式连接，其具体内容包括以下工艺方法(1)、采用铝或铝合金基板作为基层金属板，采用铜金属板作为复层金属板，采用钢板 作为复层衬板；(2)、对选定好的复层衬板、基层金属板和复层金属板进行表面净化处理；(3)、对与复层金属板粘接的复层衬板板面做阻止焊接的处理，即在复层衬板板面粘贴 胶带或使用不能够与复层金属板实现焊接结合的金属等其他可行手段；再将复层金属板粘 接在复层衬板上；(4)、将基层金属板和复层金属板、复层衬板依次叠放，药框放置在复层衬板的上表面 并盖住复层衬板下方的全部需要焊接区域，并在药框内均勻铺上炸药和雷管；(5)、将所述的基层金属板等整个焊接装置置于沙土基础上，并引爆雷管进行爆炸焊接 施工；(6)、清除现场残留物，并对焊接后的复合金属板的表面进行外观质量检查；(7)、对复合金属板进行超声波无损检测和力学性能能检测，并对复合金属板进行矫平 处理；(8)、对矫平后的复合金属板进行热处理、切割和冲压成型；(9)所述的金属爆炸焊接多个局部同时爆炸焊接复合焊接的工艺参数为a、确定爆炸焊接时使用的炸药为2号岩石硝铵炸药，引爆方式采用雷管或导爆索端部 宽边引爆；b、确定基层金属板与复层衬板的间距h。_为4.5 (mm)c、确定复层衬板上表面的单位面积的炸药用药量Wg-为1.66 (g/cm2)d、Kg与炸药性质及材料有关的常数为1.5。
全文摘要
本发明公开了一种爆炸复合超塑成型的异形电力铜铝并沟线夹，包括有上、下夹片基片，上、下夹片基片为铝材料或铝合金材料，上、下夹片基片对合面上分别具有二个半圆形沟槽，上、下夹片基片的二个半圆形沟槽的表面均包覆有铜层，或者位于上、下夹片基片一侧的半圆形沟槽的表面包覆有铜层，另一侧半圆形沟槽没有包覆其它材料；半圆形沟槽的铜层表面具有防滑楞槽，上、下夹片上有安装孔；铜层与上、下夹片基片之间采用爆炸焊接方式连接，接合面结合状态为冶金状态，复合率为100％，结合强度不低于55MPa。本发明使用了更少的稀贵金属材料，有效的节约了原材料；本发明的铜铝结合界面为冶金结合状态，有效的克服了传统方式制造此类配件时自身过渡电阻高、给设备和线路造成的诸多不利影响等问题。
文档编号H01R4/62GK101989686SQ20091014431
公开日2011年3月23日 申请日期2009年7月30日 优先权日2009年7月30日
发明者张辉 申请人:淮北钛钴新金属有限公司