一種焊接劑及其製造方法
2023-09-18 07:44:45 1
專利名稱：一種焊接劑及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種焊接金屬用的焊接劑及其製造方法。
背景技術：
通常，金屬焊接都需要外接電源或可燃氣體，這樣，對於在野外、高山、大海船中操作很不方便。因此，處在這種施工環境中，電氣連接工藝傳統多採用螺栓、周邊加壓、卷邊等方式來進行連接。但這種連接方式接頭老化快，且接頭的電阻普遍偏大，當大電流通過時，存在很大的隱患，使用壽命也不長，特別在大型石油化工基地、變電站、電廠的防雷接地網敷設、智能化高層建築的接地系統中非常容易引發事故。以前也曾有一种放熱焊劑，如公開號為CN1069215A
公開日為1993年2月24日、名稱為「一種用於銅接導接線的熱劑焊的焊劑和引燃劑」的中國專利申請，它利用放熱反應作為熱源進行焊接，克服了上述缺點，但這種焊劑為了冷卻控制放熱反應，在配方中加入了純銅粉，這樣就影響了放熱反應所產生的金屬液的溫度，使得金屬熔融焊接受到影響，焊件質量得不到保證。
為此專利號為01103540.4的中國發明專利提出了新的結構，其結構的特徵在於其基本組成為(A)氧化率20％-80％、40目-100目的氧化銅100份，(B)100目-200目的鋁粉10份-50份，(C)二氧化矽1份-10份，(D)氧化鎂或/和氟化鈣4份-22份，以上份數以重量計。這種產品其焊接質量雖有所提高，但卻存在著嚴重的缺陷，因為這種焊劑其配方中還缺少一些必要的成份，其在焊接的過程中，當焊劑發生反應時反應很不穩定，同時，反應時很難將反應中產生的氣體驅除乾淨，並滯留在熔融狀態下的銅水中，導致在接頭內部出現蜂窩狀的氣孔，相對增大了接頭的電阻，降低了接頭強度，使接頭的焊接牢度及導電性大大下降，從而使焊接接頭的使用壽命大大下降，亦給用戶造成不必要的經濟損失；且導電性下降，還會在大電流通過時接頭出現發熱而被燒壞，而防雷接電網恰恰通過的電流是很大的高壓電流，因此，存在很大的隱患。這樣不僅給用戶蒙受經濟損失，而且還會在使用過程中出現嚴重的意外事故，如漏電、損壞電器和火災等，嚴重的還會危及到人的生命安全；其次是，上述的配方在焊接過程中，其所生成的三氧化二鋁等藥渣與焊接接頭分離不徹底，使大量的藥渣與銅混合而積留在焊接的接頭中，同時還原的銅含量低，從而直接影響了接頭的電阻率，使接頭的電阻增大，同時接頭的抗拉強度下降、表面的光潔度粗糙，眾所周知，三氧化二鋁是非導電物質，且與銅的混合達不到分子狀結構的結合牢度，這樣很明顯使接頭的使用壽命進一步下降，且電阻增大同樣會使接頭髮熱而縮短接頭的使用壽命和發生意外事故，導致用戶使用不安全和帶來不必要的經濟損失。而且上述焊接劑的製作方法也較複雜，所以上述的配方及其製造方法均有待於改進。
發明內容
本發明所要解決的第一個技術問題是針對上述現有技術現狀而提供一種具有焊接牢固、導電性好、抗拉強度高、表面光潔度好、耐腐蝕且使用安全的焊接接頭的焊接劑。
本發明所要解決的第二個技術問題是提供的一種上述焊接劑的製造方法，該方法不僅工藝簡單、製作容易而且操作方便。
本發明解決上述第一個技術問題所採用的技術方案為該焊接劑其特徵在於其基本組成如下顆粒在20-100目、15-70％被氧化成氧化銅的銅粉100份顆粒在80-200目的鋁粉5-60份；氟化鈣0.1-15份；二氧化矽0.1-8份；偏矽酸鹽0.1-10份碳0.1-3份銀粉0.1-10份。
作為改進，所述的碳可為石墨粉。
作為進一改進，所述的偏矽酸鹽可選擇為偏矽酸鈣。
本發明解決上述第二個技術問題所採用的技術方案為製造權利要求1焊接劑的方法，其特徵在於按權利要求1的配方依次包括如下步驟將氧化銅、氟化鈣、二氧化矽、偏矽酸鹽和碳分別在40-150℃的溫度中充分烘乾，然後將氧化銅、鋁粉、氟化鈣、偏矽酸鹽、碳和銀粉混合在一起，並攪拌至均勻，再經包裝即為成品，所述鋁和銀粉在混合時均為乾燥狀態。
與現有技術相比，本發明的優點在於首先是，本焊接劑在配方中加入了必要的偏矽酸鈣、銀粉和碳成份，因加入了偏矽酸鈣後，其與二氧化矽和氟化鈣一起能共同促使氧化銅與鋁粉在熔融狀態下發生的置換反應更穩定，加強了在反應中藥渣向上浮動的流動性，使反應中產生的氣體能迅速從混合物中跑出，並將反應中所生成的三氧化二鋁、二氧化矽和氟化鈣等分散狀藥渣凝積於一塊，徹底與銅分離，避免再次與銅混合，並且偏矽酸鈣還能有效地降低焊接熔點和減小反應中氣體的產生，從而有效地避免焊接時在接頭內部出現的蜂窩狀現象，實現焊接過程中接頭內部的熔合更徹底，並增加了銅表面的光亮度與光潤度，使接頭的牢度、導電性大幅度提高，而焊接接頭的使用壽命亦大大增加，又因本產品的焊接劑往往用於大電流電路的焊接接頭中，所以大電流能否順利通過，取決於焊接接頭的電阻大小，而本發明正解決了焊接接頭中電阻大難的缺點，即有效地降低了電阻率，使接頭髮熱而被燒壞的現象大大減小，這樣不僅使使用者的經濟免受損失，而且還有效地降低了發生不必要的意外事故，使使用更安全、更放心。其次是，本配方還加入了銀粉，由於該銀粉在接頭焊接過程中能有效地促進熔融狀態下銅的流動性，促進氧化而成的三氧化二鋁殘渣快速上浮而除去，同時使純紫銅迅速下沉而熔積在接頭中，迫使三氧化二鋁與純紫銅徹底分離，從而積留在接頭中的銅含量大幅度提高且能完整地熔凝在接頭中，由此使接頭電阻與抗拉強度增加，而加入的銀本身其導電性更好於銅，這樣因銀的加入和含銅量的提高，將進一步提高了接頭的導電率，而且導電率的提高同樣能有效地避免接頭髮熱而縮短接頭的使用壽命和發生不必要的意外事故；再次是，本配方中還加入了石墨粉(即碳)，由於該元素的穩定性，能給氧化銅與鋁粉的置換反應起到良好的穩定性，而且石墨粉(即碳)還具有很好的還原性，能使鋁粉有效地被氧化而生成三氧化二鋁，同時氧化銅被更好地還原成純紫銅，從而使接頭中的純紫銅含量進一步提高，且石墨本身是一種很好的導電體，這樣將促使接頭的導電性和牢固性更好、更穩定。而本發明焊接劑的製作方法其工藝不僅簡單，而且操作也更方便。所以本發明的配方與製造方法是一種很有創造性和實用性發明，值得推廣應用。
具體實施例方式
以下結合實施例對本發明作進一步詳細描述。
實施例一，其基本組成如下15％被氧化成氧化銅的銅粉，顆粒在20-100目100克鋁粉5克，顆粒在80目；氟化鈣0.1克；二氧化矽0.1克；偏矽酸鈣1克石墨粉0.1克銀粉1克。
製作該焊接劑的方法為，按該配方依次包括如下步驟將氧化銅、氟化鈣、二氧化矽、偏矽酸鹽和碳分別在40℃的溫度中烘30分鐘，然後將氧化銅、鋁粉、氟化鈣、偏矽酸鹽、碳和銀粉混合在一起，並攪拌至均勻，再經包裝即為成品，所述鋁和銀粉在混合時均為乾燥狀態。
實施例二，其基本組成如下
25％被氧化成氧化銅的銅粉，顆粒在20-100目100克鋁粉15克，顆粒在100目；氟化鈣1克；二氧化矽1克；偏矽酸鈣3克石墨粉0.5克；銀粉1克；製作該焊接劑的方法為，按該配方依次包括如下步驟將氧化銅、氟化鈣、二氧化矽、偏矽酸鹽和碳分別在40℃的溫度中烘30分鐘，然後將氧化銅、鋁粉、氟化鈣、偏矽酸鹽、碳和銀粉混合在一起，並攪拌至均勻，再經包裝即為成品，所述鋁和銀粉在混合時均為乾燥狀態。
實施例三，其基本組成如下40％被氧化成氧化銅的銅粉，顆粒在20-100目100克鋁粉30克，顆粒在120目；氟化鈣3克；二氧化矽4克；偏矽酸鈣3克石墨粉1克銀粉3克。
製作該焊接劑的方法為，按該配方依次包括如下步驟將氧化銅、氟化鈣、二氧化矽、偏矽酸鹽和碳分別在40℃的溫度中烘30分鐘，然後將氧化銅、鋁粉、氟化鈣、偏矽酸鹽、碳和銀粉混合在一起，並攪拌至均勻，再經包裝即為成品，所述鋁和銀粉在混合時均為乾燥狀態。
實施例四，其基本組成如下50％被氧化成氧化銅的銅粉，顆粒在20-100目100克鋁粉60克，顆粒在180目；氟化鈣10克；二氧化矽6克；偏矽酸鈣0.1-10克石墨粉2克銀粉8克。
製作該焊接劑的方法為，按該配方依次包括如下步驟將氧化銅、氟化鈣、二氧化矽、偏矽酸鹽和碳分別在40℃的溫度中烘30分鐘，然後將氧化銅、鋁粉、氟化鈣、偏矽酸鹽、碳和銀粉混合在一起，並攪拌至均勻，再經包裝即為成品，所述鋁和銀粉在混合時均為乾燥狀態。
實施例五，其基本組成如下70％被氧化成氧化銅的銅粉，顆粒在20-100目100克鋁粉60克，顆粒在200目；氟化鈣15克；二氧化矽8克；偏矽酸鈣10克製作該焊接劑的方法為，按該配方依次包括如下步驟將氧化銅、氟化鈣、二氧化矽、偏矽酸鹽和碳分別在40℃的溫度中烘30分鐘，然後將氧化銅、鋁粉、氟化鈣、偏矽酸鹽、碳和銀粉混合在一起，並攪拌至均勻，再經包裝即為成品，所述鋁和銀粉在混合時均為乾燥狀態。
實施例六，其基本組成如下15％被氧化成氧化銅的銅粉，顆粒在20-100目100克鋁粉5克，顆粒在80目；氟化鈣0.1克；二氧化矽0.1克；偏矽酸鈣2克石墨粉0.1克銀粉1克。
製作該焊接劑的方法為，按該配方依次包括如下步驟將氧化銅、氟化鈣、二氧化矽、偏矽酸鹽和碳分別在80℃的溫度中烘100分鐘，然後將氧化銅、鋁粉、氟化鈣、偏矽酸鹽、碳和銀粉混合在一起，並攪拌至均勻，再經包裝即為成品，所述鋁和銀粉在混合時均為乾燥狀態。
實施例七，其基本組成如下25％被氧化成氧化銅的銅粉，顆粒在20-100目100克鋁粉15克，顆粒在100目；氟化鈣1克；二氧化矽1克；偏矽酸鈣3克
石墨粉0.5克；銀粉1克；製作該焊接劑的方法為，按該配方依次包括如下步驟將氧化銅、氟化鈣、二氧化矽、偏矽酸鹽和碳分別在80℃的溫度中烘100分鐘，然後將氧化銅、鋁粉、氟化鈣、偏矽酸鹽、碳和銀粉混合在一起，並攪拌至均勻，再經包裝即為成品，所述鋁和銀粉在混合時均為乾燥狀態。
實施例八，其基本組成如下40％被氧化成氧化銅的銅粉，顆粒在20-100目100克鋁粉30克，顆粒在120目；氟化鈣4克；二氧化矽4克；偏矽酸鈣3克石墨粉1.5克銀粉3克。
製作該焊接劑的方法為，按該配方依次包括如下步驟將氧化銅、氟化鈣、二氧化矽、偏矽酸鹽和碳分別在80℃的溫度中烘100分鐘，然後將氧化銅、鋁粉、氟化鈣、偏矽酸鹽、碳和銀粉混合在一起，並攪拌至均勻，再經包裝即為成品，所述鋁和銀粉在混合時均為乾燥狀態。
實施例九，其基本組成如下50％被氧化成氧化銅的銅粉，顆粒在20-100目100克鋁粉60克，顆粒在180目；氟化鈣10克；二氧化矽7克；偏矽酸鈣6克石墨粉2克銀粉8克。
製作該焊接劑的方法為，按該配方依次包括如下步驟將氧化銅、氟化鈣、二氧化矽、偏矽酸鹽和碳分別在80℃的溫度中烘100分鐘，然後將氧化銅、鋁粉、氟化鈣、偏矽酸鹽、碳和銀粉混合在一起，並攪拌至均勻，再經包裝即為成品，所述鋁和銀粉在混合時均為乾燥狀態。
實施例十，其基本組成如下
70％被氧化成氧化銅的銅粉，顆粒在20-100目100克鋁粉60克，顆粒在200目；氟化鈣15克；二氧化矽8克；偏矽酸鈣10克製作該焊接劑的方法為，按該配方依次包括如下步驟將氧化銅、氟化鈣、二氧化矽、偏矽酸鹽和碳分別在80℃的溫度中烘100分鐘，然後將氧化銅、鋁粉、氟化鈣、偏矽酸鹽、碳和銀粉混合在一起，並攪拌至均勻，再經包裝即為成品，所述鋁和銀粉在混合時均為乾燥狀態。
實施例十一，其基本組成如下15％被氧化成氧化銅的銅粉，顆粒在20-100目100克鋁粉5克，顆粒在80目；氟化鈣0.1克；一月二氧化矽0.1克；偏矽酸鈣2克石墨粉0.3克銀粉1克。
製作該焊接劑的方法為，按該配方依次包括如下步驟將氧化銅、氟化鈣、二氧化矽、偏矽酸鹽和碳分別在150℃的溫度中烘180分鐘，然後將氧化銅、鋁粉、氟化鈣、偏矽酸鹽、碳和銀粉混合在一起，並攪拌至均勻，再經包裝即為成品，所述鋁和銀粉在混合時均為乾燥狀態。
實施例十二，其基本組成如下30％被氧化成氧化銅的銅粉，顆粒在20-100目100克鋁粉15克，顆粒在100目；氟化鈣2克；二氧化矽2克；偏矽酸鈣3克石墨粉0.8克；銀粉1.5克；製作該焊接劑的方法為，按該配方依次包括如下步驟將氧化銅、氟化鈣、二氧化矽、偏矽酸鹽和碳分別在150℃的溫度中烘180分鐘，然後將氧化銅、鋁粉、氟化鈣、偏矽酸鹽、碳和銀粉混合在一起，並攪拌至均勻，再經包裝即為成品，所述鋁和銀粉在混合時均為乾燥狀態。
實施例十三，本實施例焊接劑的基本組成如下其基本組成如下40％被氧化成氧化銅的銅粉，顆粒在20-100目100克鋁粉30克，顆粒在120目；氟化鈣3克；二氧化矽4克；偏矽酸鈣3克石墨粉2克銀粉3克。
製作該焊接劑的方法為，按該配方依次包括如下步驟將氧化銅、氟化鈣、二氧化矽、偏矽酸鹽和碳分別在150℃的溫度中烘180分鐘，然後將氧化銅、鋁粉、氟化鈣、偏矽酸鹽、碳和銀粉混合在一起，並攪拌至均勻，再經包裝即為成品，所述鋁和銀粉在混合時均為乾燥狀態。
實施例十四，其特徵在於其基本組成如下50％被氧化成氧化銅的銅粉，顆粒在20-100目100克鋁粉60克，顆粒在180目；氟化鈣10克；二氧化矽6克；偏矽酸鈣0.1-10克石墨粉2克銀粉8克。
製作該焊接劑的方法為，按該配方依次包括如下步驟將氧化銅、氟化鈣、二氧化矽、偏矽酸鹽和碳分別在150℃的溫度中烘180分鐘，然後將氧化銅、鋁粉、氟化鈣、偏矽酸鹽、碳和銀粉混合在一起，並攪拌至均勻，再經包裝即為成品，所述鋁和銀粉在混合時均為乾燥狀態。
實施例十五，其特徵在於其基本組成如下70％被氧化成氧化銅的銅粉，顆粒在20-100目100克鋁粉60克，顆粒在200目；氟化鈣15克；二氧化矽8克；
偏矽酸鈣10克製作該焊接劑的方法為，按該配方依次包括如下步驟將氧化銅、氟化鈣、二氧化矽、偏矽酸鹽和碳分別在150℃的溫度中烘180分鐘，然後將氧化銅、鋁粉、氟化鈣、偏矽酸鹽、碳和銀粉混合在一起，並攪拌至均勻，再經包裝即為成品，所述鋁和銀粉在混合時均為乾燥狀態。
本發明其接頭的焊接過程如下將要連接的焊接件放置在特製的熔穴內，然後關上模具，把特製隔離墊放在坩堝的底部，首先倒入焊接劑，然後倒入引火粉，再點燃引火粉，使氧化銅中的銅在高溫下被還原成熔漿狀，該熔漿的高溫下將隔離墊熔化而流入熔穴內，並部分熔解焊接件，待冷卻後即形成一個完整的熔焊接點。
權利要求
1.一種焊接劑，其特徵在於其基本組成如下顆粒在20-100目、15-70％被氧化成氧化銅的銅粉100份顆粒在80-200目的鋁粉5-60份；氟化鈣0.1-15份；二氧化矽0.1-8份；偏矽酸鹽0.1-10份碳0.1-3份銀粉0.1-10份。
2.根據權利要求1所述的焊接劑，其特徵在於所述的碳為石墨粉。
3.根據權利要求1或2所述的焊接劑，其特徵在於所述的偏矽酸鹽為偏矽酸鈣。
4.一種製造權利要求1焊接劑的方法，其特徵在於按權利要求1的配方依次包括如下步驟將氧化銅、氟化鈣、二氧化矽、偏矽酸鹽和碳分別在40-150℃的溫度中充分烘乾，然後將氧化銅、鋁粉、氟化鈣、偏矽酸鹽、碳和銀粉混合在一起，並攪拌至均勻，再經包裝即為成品，所述鋁和銀粉在混合時均為乾燥狀態。
全文摘要
一種焊接劑，其特徵在於其基本組成如下顆粒在20－100目、15－70％被氧化成氧化銅的銅粉100份，顆粒在80－200目的鋁粉5－60份；氟化鈣0.1－15份；二氧化矽0.1－8份；偏矽酸鹽0.1－10份；碳0.1－3份；銀粉0.1－10份。而製造權利要求1焊接劑的方法為依次包括如下步驟烘乾－混合－攪拌－包裝即為成品。本發明的優點在於因加入了偏矽酸鈣、銀粉和碳後，有效地避免了接頭內部的蜂窩狀現象，使接頭的焊接牢度、導電性大幅度提升；而銀粉具有增加了熔融狀態下銅的流動性，使Al
文檔編號B23K35/22GK1836821SQ20051004947
公開日2006年9月27日 申請日期2005年3月25日 優先權日2005年3月25日
發明者何迎春 申請人:何迎春