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放热熔焊工艺在工程中的应用 杭州泰格尔科技有限公司工程部 朱峰 [摘要]放热熔焊是利用放热化学反应产生的高热来完成熔接的一种工艺方法。放热熔焊又称为：火泥熔接，火泥熔焊，放热焊接，热化学熔焊等。其焊接点是分子结合，不会老化，不易受腐蚀性产物的影响；焊点载流能力强，能经受反复多次的大浪涌电流而不退化；焊接速度快，焊接质量高，省时省力。这些特点都要优于普通的传统焊接方法。放热熔焊目前广泛应用于接地网建设、防雷设施建设及重要设备的焊接。 前 言 在很多工程施工中，如防雷及防浪涌保护接地地网施工，大型电气设备电缆连接，石化、变电站、智能化大楼施工等。对焊接点的载流能力，耐腐蚀性等都有很高的要求，特别是接地系统的地下部分连接，不易选用螺栓、楔形夹、普通电焊等连接方法，而是应选择更加可靠的放热熔焊工艺。随着应用的推广，放热熔焊在实际工程中的应用工艺问题逐步突现出来，有待进行深入探究。 放热熔焊工艺概述 放热熔焊是利用化学反应时产生超高热来完成熔接的一种方法。它的反应方程式是： 3Cu2O+2AL=AL2O3+6Cu+Q(2537oC) 放热熔焊化学反应速度非常快（仅几秒钟就可以完成焊接），产生热量极高，可以有效传导至熔接部位使熔接剂、焊材紧密熔为一体，形成分子结合。放热熔焊无需其它热源，应用于接地线路金属导体的连接是最好的方法，在国外发达国家已被普遍采用。（IEEE std.80推举放热熔焊为接地线路连接的最佳方法）。放热熔焊具有以下显著特点： 焊接接头性能好 1）焊点的载流能力与母材的载流能力相等； 2）焊点是分子结合，不会老化，不受腐蚀性物质的影响； 3）焊点能经受反复多次的大浪涌电流冲击不退化； 施工方便 1）装备简单，携带方便，无需外加热源，适合野外、室内现场焊接作业； 2）焊接速度快，可以省人力物力（焊接加清模时间不超过5分钟）； 3）焊接方法简单，容易操作，无需焊接技术高的工人； 4）焊点形状一致性好，品质管理容易； 5）所加总热量比其它焊接法少，对绝缘物的破坏影响小； 适应性强 放热焊接可适用于焊接铜、铜合金、镀铜钢等各种合金钢，包括不锈钢及高阻热材料。 放热熔焊需使用特制的模具作工具（如图A），此模具用耐高温的石墨材料加工制成，根据所 要熔焊的焊接接头不同形状选择不同的模具。模具的组成包括模穴、注入孔、熔接剂室等。模穴的形状尺寸以及熔化金属的流向等均需根据接头要求经过严密的设计，要做到接头既美观又能保证质量，配合模具的使用还附带一套辅助工具，如点火枪、清模铲、清模刷、夹子等。 放热熔焊的焊接接头形式多种多样，不同外观形状的焊材，不同要求的连接形式有几十种之多，如需特定的接头形式，可以根据特定的模具来实现。放热熔焊的最大优点是模具易加工，新的模具可以在一两天内完成设计、加工。一般常用的连接形式概括为以下八种：（如图B） （图A） （1）导线与导线焊接；（2）金属带与金属带焊接；（3）导线与金属带焊接；（4）金属带与金属棒（管）焊接；（5）导线与金属棒（管）焊接；（6）金属带与金属板焊接；（7）导线与金属板焊接；（8）金属钉（螺钉）与金属板焊接。 导线与导线焊接 导线与金属排（带）焊接 导线与接地棒（极）焊接 导线与金属板很接 金属排（带）与金属排（带）焊接 金属排（带）与接地棒（极）焊接 金属排（带）与金属板焊接 金属棒与金属板焊接 （ 图B） 放热熔焊的工程实例应用 新昌电视台山顶电视信号发射塔的接地和台州海警一支队海上110报警指挥中心大楼接地工程，经过多年使用接地电阻无法达到运转的要求，经过多次维修仍不能满足技术要求，最后决定进行全面整改。在改造方案中，我公司决定选用放热熔焊工艺对接地线路的地下部分进行焊接。具体设计为Φ25mm铜包钢接地棒、120mm2铜绞线、40×4mm镀锌扁钢降阻模块等，接地连接形式以导线与金属棒、导线与导线、导线与金属带为主。结合工程施工实际情况对放热熔焊工艺在工程中的应用及注意事项加以介绍。 在工程施工应用中放热熔焊工艺按以下四个步骤进行： a、焊接器材的采购 采购前必须先认真审阅施工图纸，落实清楚该装置施工所需要的专用工具，配套工具及熔焊材料的基本技术要求。再向专业生产厂家订购焊材的规格型号和模具及熔剂数量；其次是焊材供应商索取各类接头与焊材的选型手册，焊材的使用和检查指导手册，对放热熔焊的工艺特点进行系统了解。以保证焊接产品的质量和施工的顺利进行。 焊接材料到货验收时，有两个问题特别重要，一是焊材供应商提供的配套工具数量、规格是否符合现场施工要求，认真检查易损、易耗工具，如点火枪