本發(fā)明涉及一種接地網(wǎng)用放熱焊接焊粉的制備方法，屬于焊粉技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

變電站接地網(wǎng)是用于工作接地、保護(hù)接地和防雷接地的必備設(shè)施，是保證設(shè)備、系統(tǒng)、人身安全的重要環(huán)節(jié)，它在防靜電、雷電和故障電流時(shí)起著均壓和泄流的重要作用。長(zhǎng)期以來(lái)由于對(duì)接地系統(tǒng)的電氣性能要求不高，在采用鋼材作為接地導(dǎo)體時(shí)導(dǎo)體間連接工藝往往采用電阻焊、釬焊、焊條電弧焊等方法進(jìn)行焊接。這些焊接方式由于受人為因素影響造成接頭質(zhì)量的不穩(wěn)定，焊接本身對(duì)焊接母材的破壞，土壤中酸或堿等對(duì)接頭的腐蝕等都無(wú)法使接地系統(tǒng)保持高效而又長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行。與這些焊接方法相比，放熱焊接是一種簡(jiǎn)單、高效率、高質(zhì)量的先進(jìn)金屬連接工藝，是一種真正的分子焊接

放熱焊接以鋁粉還原金屬氧化物時(shí)產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)熱為熱源，熔融焊粉與母材形成焊縫金屬，屬于熱劑焊。這種技術(shù)用在鐵道建設(shè)中通常被稱(chēng)為鋁熱焊，其焊粉中金屬氧化物一般為氧化鐵，焊接接頭的機(jī)械力學(xué)性能要求較高。而電力工程接地系統(tǒng)的特殊性要求其必須采用接地電阻更低、更耐腐蝕的材料，為保證和提高接地系統(tǒng)的使用性能，國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)允許采用銅材或銅覆鋼作為接地材料，因此在接地工程中放熱焊粉的金屬氧化物一般為氧化銅，對(duì)焊接接頭的熔點(diǎn)和耐土壤腐蝕性要求較高。

目前國(guó)內(nèi)使用的放熱焊粉多為進(jìn)口產(chǎn)品，其價(jià)格較高，不利于大范圍推廣使用，而一些國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)的焊粉質(zhì)量又存在種種問(wèn)題，如焊接接頭熔點(diǎn)過(guò)低，難以達(dá)到與母材相當(dāng)?shù)娜埸c(diǎn)；施焊過(guò)程中有噴濺現(xiàn)象，不利于施焊人員安全；接頭內(nèi)部有氣孔及夾渣現(xiàn)象等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的放熱焊粉在施焊過(guò)程中有噴濺現(xiàn)象，不利于施焊人員安全，且接頭內(nèi)部有氣孔及夾渣的問(wèn)題，本發(fā)明利用異丙醇鋁均勻分散于異丙醇中，通過(guò)硝酸溶液調(diào)節(jié)ph，獲得鋁溶膠，再向其中加入氧化銅、表面活性劑，對(duì)其進(jìn)行活化改性，使氧化銅與鋁更加均勻混合，再使用聚乙二醇作為載體，使鋁和銅通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行吸附結(jié)合，同時(shí)增加硅元素，通過(guò)冷凍處理獲得銅鋁性結(jié)晶體，隨后輔以添加鉑增加焊接效果，最后與螢石粉混合降低熔點(diǎn)，通過(guò)熔融、霧化，制得接地網(wǎng)用放熱焊接焊粉。本發(fā)明制備的接地網(wǎng)用放熱焊接焊粉在施焊過(guò)程中無(wú)噴濺現(xiàn)象，操作安全，且接頭內(nèi)部無(wú)氣孔及夾渣。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：

（1）按質(zhì)量比1:6，取異丙醇鋁和異丙醇放入容器中，并將容器置于超聲波震蕩器中，以1.5～2.0mhz震蕩20～30min，再將容器放入水浴鍋中，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的硝酸溶液調(diào)節(jié)ph至3.5～4.0，設(shè)定溫度為70～75℃，以160r/min攪拌2～3h；

（2）在上述攪拌結(jié)束后，向容器中分別加入上述異丙醇鋁質(zhì)量1.3～2.2％的n-?；被?、上述異丙醇鋁質(zhì)量20～25％的氧化銅及上述異丙醇鋁質(zhì)量5～7％的乙烯基三叔丁基過(guò)氧硅烷，升溫至80～85℃，以200r/min攪拌20～25min；

（3）待上述攪拌結(jié)束后將容器中的混合物放入高壓反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中加入混合物質(zhì)量10～15％的聚乙二醇，使用氫氣保護(hù)，并升壓至1.3～2.3mpa，以9℃/min升溫至210～220℃，以110r/min攪拌7～9h，隨后自然冷卻至室溫，進(jìn)行出料，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)出料物ph至中性，再將出料物置于2～4℃環(huán)境下靜置4～6h；

（4）對(duì)上述靜置后的出料物進(jìn)行過(guò)濾，將濾渣放入馬弗爐中，設(shè)定溫度為300～350℃，煅燒30～50min，隨后將煅燒物與煅燒物質(zhì)量0.8～1.3％的鉑及煅燒物質(zhì)量1.8～2.1％的石墨，放入球磨機(jī)中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，以400r/min球磨1～2h，收集球磨物；

（5）按質(zhì)量比7:1～9:1，將上述球磨物與球磨物質(zhì)量4～6％的200目螢石粉混合均勻，放入真空感應(yīng)爐中，設(shè)定溫度為1700～1800℃，熔煉30～40min，隨后將熔煉液放入金屬霧化裝置中，霧化壓力設(shè)定為4～5mpa，導(dǎo)流管直徑為3～5mm，流速為12～14kg/min，收集霧化粉末，即可得接地網(wǎng)用放熱焊接焊粉。

本發(fā)明的應(yīng)用方法：焊接前用熱源烘烤模具和導(dǎo)體，確保干燥，若有雜質(zhì)須清除，將導(dǎo)體放入模具內(nèi)并夾緊，必要的時(shí)候用c形夾輔助，將托盤(pán)放入模腔，堵住?？淄凶『阜?，將焊粉倒入模具中，從焊粉表面到模沿撒上點(diǎn)火粉，合上模蓋，用點(diǎn)火槍點(diǎn)火，從焊粉表面到模沿撒上點(diǎn)火粉，20～25s后，可開(kāi)模，焊接成功。檢測(cè)焊接后的導(dǎo)體得：表面光滑，無(wú)氣孔及夾渣，斷面致密，在施焊過(guò)程中無(wú)噴濺現(xiàn)象，焊粉接頭抗拉強(qiáng)度為372～414mpa，電阻值為1.66～1.71×10^-5ω。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

（1）本發(fā)明制備的接地網(wǎng)用放熱焊接焊粉在施焊過(guò)程中無(wú)噴濺現(xiàn)象，操作安全，且接頭內(nèi)部無(wú)氣孔及夾渣；

（2）本發(fā)明制備的接地網(wǎng)用放熱焊接焊粉具有高安全性，低氣孔率，性?xún)r(jià)比高。

具體實(shí)施方式

按質(zhì)量比1:6，取異丙醇鋁和異丙醇放入容器中，并將容器置于超聲波震蕩器中，以1.5～2.0mhz震蕩20～30min，再將容器放入水浴鍋中，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的硝酸溶液調(diào)節(jié)ph至3.5～4.0，設(shè)定溫度為70～75℃，以160r/min攪拌2～3h；

在上述攪拌結(jié)束后，向容器中分別加入上述異丙醇鋁質(zhì)量1.3～2.2％的n-?；被帷⑸鲜霎惐间X質(zhì)量20～25％的氧化銅及上述異丙醇鋁質(zhì)量5～7％的乙烯基三叔丁基過(guò)氧硅烷，升溫至80～85℃，以200r/min攪拌20～25min；待上述攪拌結(jié)束后將容器中的混合物放入高壓反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中加入混合物質(zhì)量10～15％的聚乙二醇，使用氫氣保護(hù)，并升壓至1.3～2.3mpa，以9℃/min升溫至210～220℃，以110r/min攪拌7～9h，隨后自然冷卻至室溫，進(jìn)行出料，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)出料物ph至中性，再將出料物置于2～4℃環(huán)境下靜置4～6h；對(duì)上述靜置后的出料物進(jìn)行過(guò)濾，將濾渣放入馬弗爐中，設(shè)定溫度為300～350℃，煅燒30～50min，隨后將煅燒物與煅燒物質(zhì)量0.8～1.3％的鉑及煅燒物質(zhì)量1.8～2.1％的石墨，放入球磨機(jī)中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，以400r/min球磨1～2h，收集球磨物；按質(zhì)量比7:1～9:1，將上述球磨物與球磨物質(zhì)量4～6％的200目螢石粉混合均勻，放入真空感應(yīng)爐中，設(shè)定溫度為1700～1800℃，熔煉30～40min，隨后將熔煉液放入金屬霧化裝置中，霧化壓力設(shè)定為4～5mpa，導(dǎo)流管直徑為3～5mm，流速為12～14kg/min，收集霧化粉末，即可得接地網(wǎng)用放熱焊接焊粉。

實(shí)例1

按質(zhì)量比1:6，取異丙醇鋁和異丙醇放入容器中，并將容器置于超聲波震蕩器中，以1.5mhz震蕩20min，再將容器放入水浴鍋中，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的硝酸溶液調(diào)節(jié)ph至3.5，設(shè)定溫度為70℃，以160r/min攪拌2h；在上述攪拌結(jié)束后，向容器中分別加入上述異丙醇鋁質(zhì)量1.3％的n-?；被?、上述異丙醇鋁質(zhì)量20％的氧化銅及上述異丙醇鋁質(zhì)量5％的乙烯基三叔丁基過(guò)氧硅烷，升溫至80℃，以200r/min攪拌20min；待上述攪拌結(jié)束后將容器中的混合物放入高壓反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中加入混合物質(zhì)量10％的聚乙二醇，使用氫氣保護(hù)，并升壓至1.3mpa，以9℃/min升溫至210℃，以110r/min攪拌7h，隨后自然冷卻至室溫，進(jìn)行出料，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)出料物ph至中性，再將出料物置于2℃環(huán)境下靜置4h；對(duì)上述靜置后的出料物進(jìn)行過(guò)濾，將濾渣放入馬弗爐中，設(shè)定溫度為300℃，煅燒30min，隨后將煅燒物與煅燒物質(zhì)量0.8％的鉑及煅燒物質(zhì)量1.8％的石墨，放入球磨機(jī)中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，以400r/min球磨1h，收集球磨物；按質(zhì)量比7:1，將上述球磨物與球磨物質(zhì)量4％的200目螢石粉混合均勻，放入真空感應(yīng)爐中，設(shè)定溫度為1700℃，熔煉30min，隨后將熔煉液放入金屬霧化裝置中，霧化壓力設(shè)定為4mpa，導(dǎo)流管直徑為3mm，流速為12kg/min，收集霧化粉末，即可得接地網(wǎng)用放熱焊接焊粉。

本發(fā)明的應(yīng)用方法：焊接前用熱源烘烤模具和導(dǎo)體，確保干燥，若有雜質(zhì)須清除，將導(dǎo)體放入模具內(nèi)并夾緊，必要的時(shí)候用c形夾輔助，將托盤(pán)放入模腔，堵住模孔托住焊粉，將焊粉倒入模具中，從焊粉表面到模沿撒上點(diǎn)火粉，合上模蓋，用點(diǎn)火槍點(diǎn)火，從焊粉表面到模沿撒上點(diǎn)火粉，20s后，可開(kāi)模，焊接成功。檢測(cè)焊接后的導(dǎo)體得：表面光滑，無(wú)氣孔及夾渣，斷面致密，在施焊過(guò)程中無(wú)噴濺現(xiàn)象，焊粉接頭抗拉強(qiáng)度為372mpa，電阻值為1.66×10^-5ω。

實(shí)例2

按質(zhì)量比1:6，取異丙醇鋁和異丙醇放入容器中，并將容器置于超聲波震蕩器中，以2.0mhz震蕩30min，再將容器放入水浴鍋中，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的硝酸溶液調(diào)節(jié)ph至4.0，設(shè)定溫度為75℃，以160r/min攪拌3h；在上述攪拌結(jié)束后，向容器中分別加入上述異丙醇鋁質(zhì)量2.2％的n-酰基氨基酸、上述異丙醇鋁質(zhì)量25％的氧化銅及上述異丙醇鋁質(zhì)量7％的乙烯基三叔丁基過(guò)氧硅烷，升溫至85℃，以200r/min攪拌25min；待上述攪拌結(jié)束后將容器中的混合物放入高壓反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中加入混合物質(zhì)量15％的聚乙二醇，使用氫氣保護(hù)，并升壓至2.3mpa，以9℃/min升溫至220℃，以110r/min攪拌9h，隨后自然冷卻至室溫，進(jìn)行出料，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)出料物ph至中性，再將出料物置于4℃環(huán)境下靜置6h；對(duì)上述靜置后的出料物進(jìn)行過(guò)濾，將濾渣放入馬弗爐中，設(shè)定溫度為350℃，煅燒50min，隨后將煅燒物與煅燒物質(zhì)量1.3％的鉑及煅燒物質(zhì)量2.1％的石墨，放入球磨機(jī)中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，以400r/min球磨2h，收集球磨物；按質(zhì)量比9:1，將上述球磨物與球磨物質(zhì)量6％的200目螢石粉混合均勻，放入真空感應(yīng)爐中，設(shè)定溫度為1800℃，熔煉40min，隨后將熔煉液放入金屬霧化裝置中，霧化壓力設(shè)定為5mpa，導(dǎo)流管直徑為5mm，流速為14kg/min，收集霧化粉末，即可得接地網(wǎng)用放熱焊接焊粉。

本發(fā)明的應(yīng)用方法：焊接前用熱源烘烤模具和導(dǎo)體，確保干燥，若有雜質(zhì)須清除，將導(dǎo)體放入模具內(nèi)并夾緊，必要的時(shí)候用c形夾輔助，將托盤(pán)放入模腔，堵住模孔托住焊粉，將焊粉倒入模具中，從焊粉表面到模沿撒上點(diǎn)火粉，合上模蓋，用點(diǎn)火槍點(diǎn)火，從焊粉表面到模沿撒上點(diǎn)火粉，25s后，可開(kāi)模，焊接成功。檢測(cè)焊接后的導(dǎo)體得：表面光滑，無(wú)氣孔及夾渣，斷面致密，在施焊過(guò)程中無(wú)噴濺現(xiàn)象，焊粉接頭抗拉強(qiáng)度為414mpa，電阻值為1.71×10^-5ω。

實(shí)例3

按質(zhì)量比1:6，取異丙醇鋁和異丙醇放入容器中，并將容器置于超聲波震蕩器中，以1.8mhz震蕩25min，再將容器放入水浴鍋中，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的硝酸溶液調(diào)節(jié)ph至3.8，設(shè)定溫度為72℃，以160r/min攪拌2h；在上述攪拌結(jié)束后，向容器中分別加入上述異丙醇鋁質(zhì)量1.8％的n-?；被?、上述異丙醇鋁質(zhì)量23％的氧化銅及上述異丙醇鋁質(zhì)量6％的乙烯基三叔丁基過(guò)氧硅烷，升溫至83℃，以200r/min攪拌23min；待上述攪拌結(jié)束后將容器中的混合物放入高壓反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中加入混合物質(zhì)量13％的聚乙二醇，使用氫氣保護(hù)，并升壓至1.8mpa，以9℃/min升溫至215℃，以110r/min攪拌8h，隨后自然冷卻至室溫，進(jìn)行出料，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)出料物ph至中性，再將出料物置于3℃環(huán)境下靜置5h；對(duì)上述靜置后的出料物進(jìn)行過(guò)濾，將濾渣放入馬弗爐中，設(shè)定溫度為320℃，煅燒40min，隨后將煅燒物與煅燒物質(zhì)量1.1％的鉑及煅燒物質(zhì)量1.9％的石墨，放入球磨機(jī)中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，以400r/min球磨2h，收集球磨物；按質(zhì)量比8:1，將上述球磨物與球磨物質(zhì)量5％的200目螢石粉混合均勻，放入真空感應(yīng)爐中，設(shè)定溫度為1750℃，熔煉35min，隨后將熔煉液放入金屬霧化裝置中，霧化壓力設(shè)定為5mpa，導(dǎo)流管直徑為4mm，流速為13kg/min，收集霧化粉末，即可得接地網(wǎng)用放熱焊接焊粉。

本發(fā)明的應(yīng)用方法：焊接前用熱源烘烤模具和導(dǎo)體，確保干燥，若有雜質(zhì)須清除，將導(dǎo)體放入模具內(nèi)并夾緊，必要的時(shí)候用c形夾輔助，將托盤(pán)放入模腔，堵住?？淄凶『阜?，將焊粉倒入模具中，從焊粉表面到模沿撒上點(diǎn)火粉，合上模蓋，用點(diǎn)火槍點(diǎn)火，從焊粉表面到模沿撒上點(diǎn)火粉，23s后，可開(kāi)模，焊接成功。檢測(cè)焊接后的導(dǎo)體得：表面光滑，無(wú)氣孔及夾渣，斷面致密，在施焊過(guò)程中無(wú)噴濺現(xiàn)象，焊粉接頭抗拉強(qiáng)度為391mpa，電阻值為1.69×10^-5ω。