專利名稱：：一種高熔點銅包鋼/銅質(zhì)接地網(wǎng)放熱焊劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于金屬焊接領(lǐng)域，具體涉及一種高熔點銅包鋼/銅質(zhì)接地網(wǎng)放熱焊劑。
背景技術(shù)：
：隨著經(jīng)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(shè)的進程也逐漸加快，電力建設(shè)的發(fā)展體現(xiàn)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)數(shù)量與質(zhì)量的雙重發(fā)展。在電網(wǎng)的接地領(lǐng)域，人們對于接地網(wǎng)可靠性的關(guān)注越來越多，以往的鍍鋅鋼接地網(wǎng)經(jīng)濟性優(yōu)良，但使用溫度低，尤其鍍鋅層，在420。C下即發(fā)生熔化，如鋅層發(fā)生熔化，則失去保護層的碳鋼極易發(fā)生腐蝕，隨著接地體的腐蝕，用于導(dǎo)通故障電流的道題截面積逐漸減小，對于接地網(wǎng)的可靠性極為不利，因此鍍鋅鋼接地網(wǎng)的服役溫度規(guī)定在350。C以下。因此，以鍍鋅層作為耐蝕保護層有其局限性。而銅質(zhì)或銅包鋼接地網(wǎng)其熔點以銅材熔點記，其服役溫度可達到1083°C,故采用銅質(zhì)或銅包鋼接地網(wǎng)可大幅提高接地網(wǎng)的服役溫度，增加服役可靠性，但銅質(zhì)或銅包鋼接地網(wǎng)的連接需有和母材相同或相近的熔點，以保證接地網(wǎng)整體的服役溫度。由于接地網(wǎng)布設(shè)環(huán)境較多處于野外偏遠地區(qū)，環(huán)境較為惡劣，傳統(tǒng)的電孤焊、氣焊多受制于焊接設(shè)備運輸攜帶的限制。放熱熔焊技術(shù)(又稱鋁熱烀)因具有設(shè)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(wǎng)接頭的焊接。針對特定的銅質(zhì)或銅包鋼材料，采用放熱焊進行焊接，接頭的熔點高低取決于接頭成分。而接頭成分取決于放熱焊焊劑成分。焊劑中主要由三部分構(gòu)成，氧化劑、還原劑、其它添加劑?，F(xiàn)有的銅質(zhì)/銅包鋼材料用》丈熱焊劑，焊接后接頭成分復(fù)雜，組織均一性差，熔點難以接近母材熔點。達到高熔點需滿足兩個條件，首先，接頭金屬應(yīng)具有高熔點；其次組織應(yīng)均勻。為滿足第一個條件，材料的成分應(yīng)嚴格控制，反應(yīng)完畢后接頭組織中Cu元素所占比例應(yīng)較高，可通過減少鋁含量、提高金屬銅粉末添量加或氧化銅粉末添加量調(diào)節(jié)，此外也可添力口其它高熔點合金，如Ni、Co、Mo、Fe、W等。但應(yīng)注意添加元素需與Cu形成固溶體或金屬間化合物。此外，高熔點元素的添加后產(chǎn)生的金屬間化合物易3)起組織脆性上升，導(dǎo)致接頭開裂。故添加種類及添加數(shù)量需嚴格控制。滿足第二個條件，各種材料成分的百分比應(yīng)嚴格控制，形成接頭后的組織應(yīng)有好的均勻性，即在高溫狀態(tài)下各部分熔化過熱度相當(dāng)。表現(xiàn)在DTA曲線上為在熔點附近出現(xiàn)單一的放熱峰，而非出現(xiàn)起伏的連續(xù)放熱峰
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種高熔點銅包鋼/銅質(zhì)接地網(wǎng)放熱焊劑。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50~60%、金屬鋁粉末9~10%、金屬銅粉末20~35°/。、螢石粉末3~4%、金屬錫粉末2~3%、金屬鎳粉末0~5%，余量為合金粉末；其中，所述的氧化銅的氧化度<85%,粒度為200-300目；所述的金屬鋁粉末的粒度為200~300目；所述的金屬銅粉末的純度<99.5%,粒度為200~300目；所述的螢石粉末的粒度為150-200目；所述的金屬錫粉末的粒度為200-300目；所述的合金4分末組成為Ca:810%、Si:4045%、Mg:2~3%、Ba:28~30%，Al:1~2%，剩余為雜質(zhì)，粒度為80150目。放熱焊技術(shù)的原理是應(yīng)用金屬鋁與氧化銅之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)(3CuO+2Al=3Cu+A1203),放出大量熱量，產(chǎn)生足夠高的溫度，使焊接部位金屬及相關(guān)輔料熔融達到焊接效果。氧化銅(CuO)與金屬鋁粉末Ul):是起氧化還原反應(yīng)的關(guān)鍵配料，是反應(yīng)中的熱源，放熱焊(鋁熱焊)劑中二者所占重量百分比起到調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度的作用。氧化銅是主要的氧化劑，小粒度(200-300目)的氧化銅處于高能量狀態(tài)，大的比表面積在反應(yīng)中同時發(fā)生反應(yīng)的面積大，即釋放能量相同情況下，反應(yīng)周期短，熱量集中。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(yīng)的速度，大的比表面積的鋁粉配合大比表面積的氧化銅共同起到提高反應(yīng)活性的作用。金屬銅粉末是焊縫金屬的主要成分，在銅包鋼接地網(wǎng)焊接中，主要起導(dǎo)通作用，在放熱過程中金屬銅粉末全部熔化。大比表面積的銅粉末處于高能量狀態(tài)，在熔化中消耗氧化還原的能量小，利于提高反應(yīng)溫度，同時，接頭中高熔點Cu或其它高熔點元素比例越高，接頭合金的熔點越高，如接頭金屬中Cu比例達到98%以上，由于金屬熔化時過熱，金屬接頭熔點可達到108(TC左右。愛石(CaF》粉末是反應(yīng)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(yīng)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。金屬鎳(N)i粉末:金屬Ni粉末的主要作用是提高接頭金屬的熔點，由于金屬鎳(Ni)的熔點為1453°C,無論其固溶體或金屬間化合物都具有較高熔點，故其對于提高接頭金屬溫度有較大作用。采用引燃劑引燃本發(fā)明放熱焊劑時，放熱焊劑與引燃劑的質(zhì)量比可以按5065:l使用。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下有益效果具有與母材金屬相近的熔化溫度，可以保證接頭與母材構(gòu)成的接地體具有均一的可靠性。且形成組織均勻。以下結(jié)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，金屬銅粉末的純度為99.5%,粒度為200-300目；金屬鋁4分末的粒度為200~300目；金屬錫粉末的粒度為200~300目；螢石粉末粒度為150~200目；所述的合金粉末的粒度為80~150目，組分及其重量百分含量為Mg:3%、Al:2%、Si:44%、Ca:10%、Ba:30%、剩余為雜質(zhì)。實施例1-種高熔點銅包鋼/銅質(zhì)接地網(wǎng)放熱焊劑，組分及其重量百分比為:氧化銅金屬鋁粉末金屬銅粉末螢石粉末金屬錫粉末合金粉末60%10%20%3.5%2%余量。實施例2一種高熔點銅包鋼/銅質(zhì)接地網(wǎng)放熱焊劑，組分及其重量百分比為:氧化銅金屬鋁粉末金屬銅粉末營石粉末金屬錫粉末合金粉末55°/。9%30%3%2%余量(實施例3一種高熔點銅包鋼/銅質(zhì)接地網(wǎng)放熱焊劑，組分及其重量百分比為:氧化銅金屬鋁粉末金屬銅粉末螢石粉末金屬錫粉末56%9.5%25%4%2%7金屬4臬4分末1.5%合金粉末余量。實施例4一種高熔點銅包鋼/銅質(zhì)接地網(wǎng)放熱焊劑，組分及其重量百分比為:氧化銅53%金屬鋁并分末9%金屬銅粉末24%螢石粉末3.7%金屬錫粉末3%金屬鎳粉末3%合金粉末余量。實施例5一種高熔點銅包鋼/銅質(zhì)接地網(wǎng)放熱焊劑，組分及其重量百分比為:氧化銅50%金屬鋁粉末9%金屬銅粉末22%螢石粉末3.6%金屬錫粉末3%金屬鎳粉末5%合金粉末余量。實施例1-5中的放熱焊劑的焊接效果如表1所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求1、一種高熔點銅包鋼/銅質(zhì)接地網(wǎng)放熱焊劑，其特征在于，所述的放熱焊焊劑的組分及其重量百分比為氧化銅50～60％、金屬鋁粉末9～10％、金屬銅粉末20～35％、螢石粉末3～4％、金屬錫粉末2～3％、金屬鎳粉末0～5％，余量為合金粉末；其中，所述的氧化銅的氧化度≤85％，粒度為200～300目；所述的金屬鋁粉末的粒度為200～300目；所述的金屬銅粉末的純度≥99.5％，粒度為200～300目；所述的螢石粉末的粒度為150～200目；所述的金屬錫粉末的粒度為200～300目；所述的合金粉末組成為Ca8～10％、Si40～45％、Mg2～3％、Ba28～30％，Al1～2％，剩余為雜質(zhì)，粒度為80～150目。全文摘要一種高熔點銅包鋼/銅質(zhì)接地網(wǎng)放熱焊劑屬于金屬焊接領(lǐng)域?，F(xiàn)有銅包鋼焊接用放熱焊劑存在接頭金屬熔點低于母材溫度，組織均勻性差等缺點。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50～60％、金屬鋁粉末9～10％、金屬銅粉末20～35％、螢石粉末3～4％、金屬錫粉末2～3％、金屬鎳粉末0～5％，余量為合金粉末。本發(fā)明放熱焊劑具有與母材金屬相近的熔化溫度，可以保證接頭與母材構(gòu)成的接地體具有均一的可靠性。文檔編號B23K35/34GK101637852SQ20091009215公開日2010年2月3日申請日期2009年9月1日優(yōu)先權(quán)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(xué)研究院