專利名稱：一種高安全性銅包鋼/銅質接地網放熱焊劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于金屬焊接領域，具體涉及一種高安全性銅包鋼/銅質接地網 放熱焊劑。
背景技術：
隨著經濟發(fā)展的穩(wěn)步前進，對于能源的需求逐年遞增，電力建設的進 程也逐漸加快，電力建設的發(fā)展體現(xiàn)在基礎設施建設數量與質量的雙重發(fā) 展。
在電網接地領域中，人們越來越關注接地網的可靠性。應用較廣的鍍
鋅鋼接地網成本較低，但耐蝕性差，腐蝕嚴重地區(qū)需經常開挖枱r修，增加 了后續(xù)維護成本，因此許多重點工程中已逐步采用銅質或銅包鋼接地網代 替鍍鋅鋼接地網。
由于接地網布設環(huán)境較多處于野外偏遠地區(qū)，環(huán)境較為惡劣，傳統(tǒng)的 電弧焊、氣焊多受制于焊接設備運輸攜帶的限制。放熱焊技術(又稱為鋁 熱焊)因具有設備簡單、投資少，焊接作業(yè)快、不需要大功率電源、操作
簡單等特點，而適用于接地網接頭的焊接。
針對特定的銅質或銅包鋼材料，采用放熱焊進行焊接 ，其焊接質量的 關鍵取決于放熱焊劑的成分。目前，接地領域中關注較多的為放熱焊劑的 接頭外觀與性能，較少關注其燃放安全性。放熱焊劑在施焊過程中，由焊 工人使用打火搶引燃布撒于放熱焊劑上的引燃劑，引燃劑迅速燃燒，放出 大量熱量，引燃放熱焊劑。由于單純的追求高熱量、或焊劑混粉不均勻、或焊劑成分的原因，在施焊過程中難以避免發(fā)生熔融金屬液滴噴濺的現(xiàn)象。 從打火槍引燃引燃劑到焊劑燃燒完畢，整個過程基本不超過1秒鐘，施焊 工人在？ 1燃燃^ 1燃后難以迅速轉移至安全距離外，盡管采取了 一定的防護 措施，如戴護目鏡、穿厚工作服、戴手套等，但高溫液滴高速無確定方向 的飛濺依然具有危險性。因此，最佳的防護措施就是改進焊劑配方，避免 炫融液滴的噴賊。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種高安全性銅包鋼/銅質接地網放熱焊劑。 本發(fā)明所提供的銅包鋼/銅質接地網放熱焊焊劑的組分及其重量百分比
為氧化銅45 ~ 65%、金屬鋁粉末8 ~ 15%、金屬銅屑22 ~ 35%、螢石粉末2 ~ 5%、金屬錫粉末1~3%，余量為合金粉末；其中，所述的氧化銅的氧化度《 85%,粒度為50~100目；所述的金屬鋁粉末的粒度為80 ~ 100目；所述的 金屬銅屑的純度>99. 5%，粒度為1Q~ 60目；所述的螢石粉末的粒度為150 ~ 300目；所述的金屬錫粉末的粒度為200 ~ 300目；所述的合金粉末的粒度 為80 150目，組分及其質量百分含量為Ca: 8~10°/。、 Si: 40 45%、 Mg: 2~3%、 Ba: 28 30%， Al: 1~2%，剩余為雜質。
放熱焊(鋁熱焊)技術的原理是應用金屬鋁與氧化銅之間發(fā)生氧化還原 反應(3CuO+2Al= 3Cu+ A1203 ),放出大量熱量，產生足夠高的溫度，使焊 接部位金屬及相關輔料熔融達到焊接效果。
氧化銅(CuO)與金屬鋁粉末(Al ):是起氧化還原反應的關鍵配料，是 反應中的熱源，放熱焊(鋁熱焊)劑中二者所占重量百分比起到調節(jié)反應溫 度的作用。氧化銅是主要的氧化劑，大粒度(50-100目)的氧化銅處于低能量 狀態(tài)，小的比表面積在反應中同時發(fā)生反應的面積小，即釋放能量相同情 況下，反應周期長，可以有效降低反應劇烈程度。
金屬鋁粉末作為還原劑還原氧化銅外，還起到清除焊接點處表面氧 化物的作用，故金屬鋁粉末略微過量。此外金屬鋁粉末的粒度同樣影響著 反應的速度，小比表面積的鋁粉配合小比表面積的氧化銅共同起到延長反 應周期的作用。
金屬銅屑(Cu):是焊縫金屬的主要成分，在銅包鋼接地網焊接中，主 要起導通作用，在放熱過程中金屬銅屑全部熔化。小比表面積的銅渣處于 低能量狀態(tài)，在熔化中逐步吸收能量熔化，同樣起到延長反應周期的作用。
螢石(CaF2)粉末是反應中的主要造渣劑，起到助熔造渣、消除氣孔的 作用。
錫粉(Sn):錫粉的主要作用為增加熔融金屬的流動性，強化金屬焊縫 的強度，降低反應溫度。
合金粉末合金粉末的作用主要為脫氧，造渣，合金中元素以Ca、 Si、 Mg、 Ba為主，具有還原性。
采用引燃劑引燃本發(fā)明放熱焊劑時，放熱烀劑與引燃劑的質量為50-65: 1。
與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明具有以下有益效果
1) 無噴濺或微量噴濺通過控制反應物粒度，有效的降^^了反應劇烈 程度，可以達到無噴濺或極微量噴濺，大大提高了施焊人員安全性。
2) 反應均勻、反應周期長反應發(fā)生時，氧化還原過程均勻，無爆燃現(xiàn)象產生，從引燃至反應完畢總周期長于ls。
以下結合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。
具體實施例方式
下述實施例中所使用的氧化銅的氧化度為85%，粒度為40~80目，金 屬銅屑的純度為99.5%,粒度為10~60目；金屬鋁粉末的粒度為200 - 300 目；金屬錫粉末的粒度為200 - 300目；安石粉末粒度為150 ~ 300目；所 述的合金粉末的粒度為80 ~ 150目，組分及其質量百分含量為Mg: 3%、 Al: 2%、 Si: 44%、 Ca: 10%、 Ba: 30%，剩余為雜質。
實施例1
一種高安全性銅包鋼/銅質接地網^:熱焊劑，組分及其重量百分比為
氧化銅 45%
金屬鋁粉末 8%
金屬銅屑 35%
縈石粉末 5%
金屬錫粉末 3%
合金粉末 余量。
實施例2
一種高安全性銅包鋼/銅質接地網放熱焊劑，組分及其重量百分比為 氧化銅 50% 金屬鋁粉末 10% 金屬銅屑 35% 螢石粉末 2%金屬錫粉末 2%
合金粉末 余量。
實施例3
一種高安全性銅包鋼/銅質接地網放熱焊劑，組分及其重量百分比為:
氧化銅 60%
金屬鋁粉末 15%
金屬銅屑 22%
螢石粉末 2%
金屬錫粉末 1°/。
合金粉末 余量。
實施例4
一種高安全性銅包鋼/銅質接地網放熱焊劑，組分及其重量百分比為
氧化銅 65%
金屬鋁粉末 12%
金屬銅屑 22%
螢石粉末 2%
金屬錫粉末 1%
合金粉末 余量。
實施例1-4中的放熱焊焊劑的焊接效果如表1中所示。
實施例噴濺情況反應時間煙塵
1無>ls微量
2無>ls微量
3極微量>ls微量
4微量Is微量
表權利要求
1、一種高安全性銅包鋼/銅質接地網放熱焊劑，其特征在于，所述的放熱焊劑的組分及其重量百分比為氧化銅45～65％、金屬鋁粉末8～15％、金屬銅屑22～35％、螢石粉末2～5％、金屬錫粉末1～3％，余量為合金粉末；其中，所述的氧化銅的氧化度≤85％，粒度為50～100目；所述的金屬鋁粉末的粒度為80～100目；所述的金屬銅屑的純度≥99.5％，粒度為10～60目；所述的螢石粉末的粒度為150～300目；所述的金屬錫粉末的粒度為200～300目；所述的合金粉末的粒度為80～150目，組分及其質量百分含量為Ca8～10％、Si40～45％、Mg2～3％、Ba28～30％，Al1～2％，剩余為架質。
全文摘要
一種高安全性銅包鋼/銅質接地網放熱焊劑屬于金屬焊接領域?，F(xiàn)有銅包鋼焊接用放熱焊劑存在反應劇烈、不均勻、噴濺大、施焊危險性大等問題。本發(fā)明所提供的放熱焊劑的組分及其重量百分比為氧化銅45～65％、金屬鋁粉末8～15％、金屬銅屑22～35％、螢石粉末2～5％、金屬錫粉末1～3％，余量為合金粉末。本發(fā)明放熱焊焊劑施焊時反應均勻、無噴濺、反應周期長、施焊安全。
文檔編號B23K35/34GK101637853SQ20091009215
公開日2010年2月3日 申請日期2009年9月1日 優(yōu)先權日2009年9月1日
發(fā)明者徐德錄, 李現(xiàn)兵, 王立全, 聶京凱, 新 陳, 陳玉成, 鈺 韓, 光 馬 申請人:中國電力科學研究院