一種用於銅接導接線的熱劑焊的焊劑和引燃劑的製作方法

2023-06-06 10:17:11

專利名稱：一種用於銅接導接線的熱劑焊的焊劑和引燃劑的製作方法
在鐵路系統或其它企業、事業中，為了解決鐵路機車運行的通信聯繫或其它方面的通信聯繫，目前採用的方法是利用鋼軌作為導線，採用手工電弧焊或機械連接等方法將導線連接在鋼軌間隙兩邊兩根鋼軌端部。但是，手工電弧焊在野外作業中，受到電源及設備的限制;而機械連接法則常因環境的腐蝕和列車運行的振動而鬆動，造成接觸不良，較難保證通信線路的正常工作。因此，在本世紀六十年代產生了熱劑焊的方法代替上述的電弧焊和機械連接法。如1962年的美國專利3033672及西德專利DE2333143等，其方法是利用化學反應產生的熱量來熔融金屬，以此將銅導接線焊接在工件(鋼軌)上，這些熱劑焊常以氧化亞銅(Cu2O)和鋁(Al)粉的混和物為主，添加少量的銅(Cu)粉、氟化鈣(CaF2)粉和矽鈣(Ca-Si)粉等添加劑以及適宜的引燃劑。
本發明中，軌道電路或其它通信聯繫的銅導線用熱劑焊的焊劑是採用反應釋放熱量較大、而價格較為低廉的氧化銅(CuO)粉(顆粒度為0.30～0.05mm)作為主要組份，並按照氧化銅(CuO)粉與鋁(Al)粉之比約為4.3∶1的比例加入粒度＜0.15mm的鋁(Al)粉;並且，再加入粒度＜0.3mm的純度為99.8%的銅(Cu)粉作冷卻劑，其加入量為氧化銅(CuO)粉+鋁(Al)粉的重量的0.7～1.3倍;此外，尚需加入粒度＜0.10mm的氟化鈣(CaF2)粉和粒度＜0.15mm的矽鈣(CaSi)粉(矽鈣比為60∶28)作為添加劑，氟化鈣粉和矽鈣粉的加入量均為氧化銅粉與鋁粉重量和的2/10以下。上述焊劑，在常溫情況下是不會反應的，必須要有引燃劑引燃，才能使焊劑產生化學反應，產生大量熱量獲得高溫的熔融金屬，達到將銅導接線與鋼軌或銅導接線與銅導接線之間的焊接，因此，引燃劑具有重要的作用。採用金屬粉末型引燃劑，金屬粉末型引燃劑是以粒度＜0.15mm的鎂(Mg)粉為主，配以一定量的重鉻酸鉀(K2Cr2O7)或氯酸鉀(KClO4)，以及粒度＜0.15mm的純度為99.8%的銅粉和一定量的粒度＜0.15mm的矽鈣粉或紅磷粉作為添加劑，為了使引燃劑中的金屬粉末具有所需要的形狀，尚需加入一定量的棉膠液(即5%火棉)作為粘接劑。
使引燃劑引燃的方法，可採用埋入導火線或電石打火槍等方法。
為了在現場實施熱劑焊焊接，需要將焊劑及引燃劑裝入抗熱震性較好的容器中，這種容器的材質以堇青石為宜，將裝有焊劑和引燃劑的容器放入由石墨制的鑄模中，當容器中的引燃劑被引燃後，熔融金屬就熔化容器底部的銅襯片，由容器底部孔洞流經鑄模，使貼在鑄模下孔的銅導接線與工件焊接在一起。
通過熱劑焊熔焊的銅導接線(為Φ0.8mm×19股多芯導線)其焊點的拉斷力平均值可達到1.54KN(最高拉斷力可超過1.7KN)，並均斷於導線的熱影響區，焊點電阻值＜0.001Ω。
為了取得較好的焊接效果，焊前需在鋼軌的焊接面進行砂輪打磨等前期處理;焊後，在焊點表面塗刷一層保護漆，以取得較好的保護，達到線路正常通信的要求。
實施例熱劑焊採用的焊劑組成為氧化銅(CuO)粉(粒度≤0.15mm) 重量比42.3%鋁(Al)粉(粒度≤0.15mm) 重量比9.8%銅(Cu)粉(粒度≤0.15mm，純度為99.8%) 重量比39.1%矽鈣(Ca28Si60)粉(粒度≤0.15mm) 重量比3.6%螢石(CaF2)粉(粒度≤0.08mm) 重量比餘量引燃劑組成為鎂(Mg)粉(粒度≤0.1mm) 重量比46.7%氯酸鉀(KClO4)粉(粒度≤0.1mm) 重量比32.4%銅(Cu)粉(粒度≤0.1mm;純度為99.8%) 重量比19.4%矽鈣(Ca28Si60)粉(粒度≤0.1mm) 重量比餘量引燃劑量與焊劑量之比為1∶17，放置於堇青石製作的圓筒形容器中，將容器置於石墨模上，並將鑄模靠在表面已打磨過的鋼軌需焊表面部位(鋼軌需焊表面上貼附銅導接線)，點燃插於容器中的導火線，將引燃劑引燃後，溶融金屬即溶化容器上的銅襯片，由容器底孔流經鑄模，將銅導接線焊在鋼軌上，焊點熔合部分面積為100～120mm2。經使用半年以上，焊點的連接可靠，通信線路沒有因焊點質量引起的異常。
權利要求
1.一種用於銅導接線的熱劑焊的焊劑和引燃劑，用氧化亞銅(Cu2O)為主要組份的混合物為焊劑來實施將銅導接線焊接於鋼軌等工件上，本發明的熱劑焊技術特徵在於，用氧化銅(CuO)粉為主要組份的焊劑和以鎂(Mg)粉為主要組份的引燃劑，經點火引燃，生成熔融金屬，將銅導接線焊於工件(鋼軌或其它銅導接線)上。
2.根據權利要求1所述的熱劑焊的焊劑，其技術特徵在於焊劑的組成為氧化銅(CuO)粒度0.30～0.05mm 重量比34～53%鋁(Al)粒度＜0.15mm 重量百分比8～12%矽鈣(Ca28Si60)粒度＜0.15mm 重量百分比2.6～5%銅(Cu，純度99.8%)粒度＜0.30mm 重量百分比28～50%螢石(CaF2)粒度＜0.10mm 重量百分比2～6%
3.根據權利要求1所述的熱劑焊的引燃劑，其特徵在於為金屬粉末型的引燃劑，有兩種，組成分別為其一鎂(Mg)粒度＜0.15mm 重量百分比15～30%重鉻酸鉀(K2Cr2O7)粒度＜0.15mm 重量百分比27～42%銅(Cu，純度99.8%)粒度＜0.15mm 重量百分比15～30%紅磷(P)粒度＜0.15mm 重量百分比5～23%其二鎂(Mg)粒度＜0.15mm 重量百分比42～56%氯酸鉀(KClO4)粒度＜0.15mm 重量百分比28～37%銅(Cu，純度99.8%)粒度＜0.15mm 重量百分比15～30%矽鈣(Ca28Si60)粒度＜0.15mm 重量百分比0.6～3.8%
4.根據權利要求1及3所述的熱劑焊的引燃劑，其特徵在於，如需引燃劑為成型狀態，則需添加棉膠液(5%火棉)作為粘接劑;每100g的引燃劑中需加入粘接劑14～72ml。
5.根據權利要求1至4所述的熱劑焊和引燃劑，其特徵在於，所用焊劑與引燃劑之比為(10～20)∶1。
6.根據權利要求1至5所述的熱劑焊的焊劑和引燃劑，其特徵在於，點燃引燃劑的點火裝置可採用導火線或電石打火槍。
7.根據權利要求1至6所述的熱劑焊的焊劑和引燃劑，其特徵在於，將銅導接線焊於工件(鋼軌或銅導接線)上後，焊點上應塗覆保護漆。
8.根據權利要求1至7所述的熱劑焊的焊劑和引燃劑，其特徵在於，焊前工件(鋼軌或銅導接線)的表面必須經過打磨等予處理。
全文摘要
本發明採用成本低廉、潛熱較大等特點的氧化銅(CuO)粉和鋁(Al)粉為主，並加入純銅(Cu)粉、氟化鈣(CaF
文檔編號B23K23/00GK1069215SQ91107460
公開日1993年2月24日 申請日期1991年8月3日 優先權日1991年8月3日
發明者史弼, 黃錫鎬, 鄧永林, 李淑芹 申請人:上海寶山鋼鐵總廠