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金属材料的放热焊接施工技术

发布日期:2020-10-21 16:15 作者:电竞竞猜 点击:

  金属材料的放热焊接施工技术_建筑/土木_工程科技_专业资料。目 录 1.引言 ………………………………………………………………………………1 2.工艺原理及特点……………………………………………………………………1 3.适用范围…………………………………

  目 录 1.引言 ………………………………………………………………………………1 2.工艺原理及特点……………………………………………………………………1 3.适用范围………………………………… ………………………………………2 4.机具设备……………………………………………………………………………2 5.工艺流程与操作要点……………………………………………………………3-5 6.质量控制…………………………………………………………………………5-6 7 .注 意事项 …………… ……………………………………………………… 6 8.安全防护……………………………………………………………………6-7 9.结束语……………………………………………………………………………7 10.参考文献…………………………………………………………………………7 金属材料的放热焊接施工技术 [摘要]:放热焊接是我国近几年引入的一项新的电气连接技术,可用于接 地系统、 防雷系统和输电线路、 电缆的连接。 其原理是用较活泼的金属来还原铜, 通过在化学反应中释放的热量将两连接体的接头迅速熔为一体。 放热焊接工艺具 有焊接方法简单、操作方便、焊接接头质量好等优点。文章还介绍了放热焊接所 用机具设备、 操作方法以及焊接接头的质量检查方法,并提出了施工中的注意事 项。 [关键词]:电气连接 放热焊接 原理 施工方法 1.引言 在电气施工中经常会遇到电气连接, 电气连接的好坏将直接影响整个电力系统 的运行和设备、 人身的安全。 放热焊接是我国近几年引入的一项新的电气连接技 术, 与压接和螺栓连接等机械连接不同的是,它以化学反应的方式使连接体和被 连接体之间形成分子间的连接。 放热焊接最早应用于铁路领域的电气施工,当时 是为了将电源回路焊接到铁轨上,后来逐步应用于接地系统、防雷系统、和输电 线路、 电缆的连接。 在福清核电项目中放热焊接广泛应用于接地系统及防雷系统。 实际应用表明,放热焊接技术具有操作简便、成功率高、焊接接头质量稳定等其 他连接方式不可比拟的优点。 2.工艺原理及特点 放热焊接的原理是利用较活泼的金属(通常是铝)来还原铜,在反应过程中 释放的热量将两连接体的接头迅速熔为一体,形成永久性的分子间的结合,反应 方程式为(条件为加热) : 3CUO+2AL→3CU+AL2O3+热量(2573℃) 从上式可以看出,反应放出的大量热量足以使需要连接的金属熔接到一起, 实现了两金属之间的分子链结合。实验证明,形成的接头导电性与母材相同,焊 接点的载流量(浪涌电流或连续电流)与导线的载流量相同或更大,经受反复多 次的大浪涌电流也不会退化。 与常规焊接及机械联接相比,放热焊接具有以下特 点: (1)连接点为分子结合,没有接触面,更没有机械压力。因此,不会松弛, 不会劣化, 而且抗腐蚀能力强。 放热焊接克服了机械联接存在的接触面接触不良, 时间一长会发生氧化, 连接点电阻增加等问题。另外也避免了常规焊接时无法保 证金属间完全焊透、 焊接完成后接头变形以及不同金属连接时因电位差产生电腐 蚀等问题。 (2)焊接质量好,一次合格率高。可用于焊接铜、铜合金、镀铜钢和 各种合金钢。选择不同的模具可以实现不同材质的连接。 (3)焊接设备轻便,易 携带。焊接方法简单、操作方便,在焊接过程中不需要外接电源和热源,室内外 均可操作。施工人员只需通过简单的培训即可操作。 3.适用范围 金属材料的放热焊接主要应用在接地系统中铜材之间、 不同材质接地体间的 第 2 页/共 7 页 电气连接,大致可以分为以下几种连接形式: (1)电缆与电缆的连接 (2)电缆与接地极之间的连接 (3)接地极与接地极之间的连接 (4)电缆与结构钢筋之间的连接 (5)电缆与板材之间的连接 (6)型材与板材之间的连接 (7)板材与板材之间的连接 (8)铁路轨道信号线.机具设备 放热焊接需要配备的主要工具有模具、模夹、焊粉、喷灯、清模铲、点火枪、 电缆剪线)模具:模具是选用耐高温的材料,根据熔化铜水流速、 流向以及最后的形状等,加以设计制造出来。模具在正常使用情况下可使用 50 次以上熔接。 (2)焊粉:焊粉未防止受潮起见,按其大小装于锡纸包装袋内,起 火袋粉装于袋内小罐中, 隔离片用防潮塑胶袋包装为一次作业所需材料。铜制溶 接剂目前按其使用目的分为一般用(A 合金)及带电流钢轨跨线连接用 B 合金、 C 合金,以及阴极防腐蚀接线用之 CP 合金四接,对于铸铁的连接,需采用另种 C 合金才合适。 (3)喷灯:用于加热、烘干,去除模内水分及导线) 清模铲:用于清除模内矿渣。 (5)点火枪:用于点燃起火粉。 5.工艺流程与操作要点 5.1工艺流程 被焊接物敷设 清洁模具 选择模具 焊接 焊接准备 点火器点火 焊接物就位 加入反应粉末 放置隔离片 5.2操作要点 5.2.1使用前用加热工具(如喷灯)干燥模具,驱除水气。久未使用的模具内含有 水分,尤其是前次使用后仍留有残渣的模具,水分更多; 5.2.2 用软毛刷或其它软性物品清洁模具及所要连接的导线、接地极等导体表 面,导体表面有氧化物、水气或油脂的,要分别采用钢刷、喷灯以及除油剂进行 处理,确保导体表面的清洁及干燥; 5.2.3 将所要连接的导体安放于模具的相应位置,检查模具接触面的密合度,防 止作业时铜液从缝隙处渗漏出来,如下图所示: 反应腔 第 3 页/共 7 页 电线:电线在模具中就位示意图 定位销 如果被熔接物的尺寸小于模具铭牌所示,为避免铜液渗漏可用适当厚度的铜套 管、密封剂、高温棉带等方法进行弥补,如下图所示: 反应腔 铜套管 电线:电线(套管式)在模具中就位示意图 5.2.4 认真检查模夹后,将模夹卡紧模具,并反复调整夹距,直至模夹密合度与 模具密合度相匹配, 然后倒入相应剂量焊粉,并留一些引火粉于模唇上,合上模 具上盖。如果模夹的开合需要较大的力度,则表示夹距未调整到最佳位置,需重 新调整。 模夹的安装和调整对热熔焊接的效果以及模具及模夹的使用寿命有重要 影响,因此在熔接之前务必认真调节模夹距离,无论模具内是否有熔接物,不当 的夹距都会对模具和模夹造成损坏; 5.2.5 以点火枪向着模唇的引火粉点火,热熔焊接的反应即在反应腔中进行。反 应过程中,严禁直接触碰模具,以免发生被重度烫伤事故,对焊接效果也会有不 良影响; 5.2.6 打开模具,并清洁模具以备下一次的使用。至此,一个完整的热熔焊接就 全部完成了,其外观如下图所示: 导线 热熔焊接点 凸起状焊头 图 3:热熔焊接位置外观图 5.3几种不同接地体热熔焊接准备 第 4 页/共 7 页 5.3.1电缆线(导线)焊接的准备工作和要领:a、要得到一个完善的焊点,被焊 接电缆线必须保持洁净和干燥。b、充油电缆必须清除电缆线上的油脂污物,可 使用除油剂、汽油、四氧化碳等清洗。必要时可使用熔锡水。 c、表面氧化的电 缆线可使用铜丝刷清洁干净。d、含水的电缆线应用喷灯干燥后用钢刷去除氧化 层,含水含油的电缆线如直接焊接会使反应时铜液喷出模具,非常危险,需特别 注意。e、敞开的电缆线头会使模具合不拢,产生较大的缝隙,引起铜液渗漏。 所以在切割电缆线时, 要注意保证切口平整,可用铜丝或绞布固定切割处后再切 割。f、如果在焊接具有张力的电缆线接地棒焊接的准备工作和要领:a、接地棒被槌打后末端会变形,必须切除 或磨平后才可放入模具内,否则会引起模具闭合不紧,导致铜液渗漏。也可使用 钢质镶套保护端头后再槌打。b、末端有螺孔或缧纹的接地棒需在焊接前切除末 端。c、接地棒连接需保持洁净,如铁锈、氧化表皮等必须用钢刷或砂纸清洁干 净后方可焊接,否则会出现多孔性焊点。d、焊接时棒的直径小于模具孔时,可 用钢带包扎接地棒连接头来弥补。 5.3.3铜板、钢板和铸(生)铁表面焊接的准备工作和要领:a、在焊接之前清洁 连接表面,去除表面的水、油、污渍等。b、对有附着物的表面宜使用砂轮、粗 目锉刀等工具清洁。c、镀锌钢板焊接点表面需去除镀层后再焊接。d、对铸铁表 面的焊接需使用特殊焊粉。 5.3.4线鼻、汇流排(母线) 、汇流管(管型母线)焊接的准备工作和要领:a、 清洁连接表面,去除附着水气与油脂。b、汇流管焊接部位的内外表面需清洁后 才可焊接。c、可使用钢刷、砂纸、粗目锉刀和喷灯。 5.3.5钢筋焊接地准备工作和要领:a、清除钢筋表面的锈蚀,打磨光亮。b、清 除钢筋表面的油脂、水分。c、使用钢刷、砂纸、粗目锉刀和喷灯。 6.质量控制 6.1影响质量的因素 一个良好的放热焊接点应当表面丰满光亮、没有气孔,经切开观察其剖面成 一整体无气孔与瑕疵。 影响放热焊接效果的最主要因素是湿气或水气, 由于模具、 焊粉及被熔接物内均可能吸附水分,因此如何防止或驱除水气,是热熔焊接熔接 前必须采取的最重要步骤。 另一影响放热焊接效果的因素是模具及被焊接物的清洁程度。 如被焊接物表 面的尘土、油脂、氧化物(锈)或其它附着物等必须完全清除,使其洁净光亮后才 可进行焊接作业, 否则焊接后的焊接位置的导电性能及机械性能将受到影响。如 果模具内的遗留的残渣不完全清除,将造成焊接位置表面不平滑、不光亮。 6.2质量标准 放热焊接位置的质量优劣可通过目测检验,强度较高、表面光亮、较少或没 有蜂窝状凹凸即为良好。然后还可用电阻测量表计测量其阻值,通常情况下,其 阻值趋近于零,完全能够满足电气导通的要求。 6.3标准接头 第 5 页/共 7 页 7、注意事项 7.1每一罐焊粉对应焊接一个焊点、焊粉牌号需与模具铭牌上注明的焊粉用量一 致,使用前需仔细对照确认。 7.2焊粉的计量单位以克(gram)计,焊粉的牌号标示其剂量克数,因此如果现 有的焊粉牌号与模具标志的剂量不匹配时可视实际情况增减。 7.3焊粉出厂时对于其防潮已采取多层保护,但建议仍需妥善保管避免受潮。不 可倒置存放。 7.4一个焊点要一次制作完成。 7.5焊接点的受力。由于焊接过程中产生的热量使接头及附近的母材退火,造成 接头部分的母线强度降低, 因此不能用于承受高机械强度的导线连接,连接处的 最大应力应限制在该导线退火后的拉力强度下。 8、安全防护 8.1放热焊接方式会产生高温,不可避免地有金属颗粒逸出,而造成对施工人员 身体的伤害。在使用放热焊接的过程中,一方面应该采用低烟配方,从根本上减 少金属颗粒逸出的; 另一方面应该加强对施工人员的保护, 加强通风, 戴好口罩, 防止施工人员金属中毒。 8.2施工操作时,现场1.50 米之内,不得有无关人员停留。 第 6 页/共 7 页 8.3操作人员必须戴上有一定隔热效果的工作手套。 8.4操作人员不得面对于熔模开口处操作施工。 8.5点火时,一旦引燃粉被引燃,操作人员必须立即离开熔模至少1.50 米。 8.6当熔焊结束,任何人不得立即直接接触熔模。 8.7当熔焊结束后,须待熔模和焊接后的导线 秒后,方可使用铁钳取 8.8对焊接后的导线进行绝缘处理,必须待导线完全冷却之后方可进行。 9.结束语 在重要工程中采用放热焊接工艺,虽然材料成本投资比较传统焊接大,但从 焊接质量、 综合材料的投资、 人力成本、 工程可靠性、 工程寿命等方面全面计算, 综合比较,总体开支降低了,综合效益提高了。因此放热焊接工艺在某些工程中 优于传统焊接方法。 10、参考文献 1、《国际防雷技术标准规范汇编》,广东省防雷中心,广州市防雷减灾办公室 2、《放热熔接技术的实例应用》,江汉石油职工大学学报 周斌 段华纯 3、《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002 第 7 页/共 7 页

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