1 工程概況

常州某化工廠位于常州市新北區(qū)濱江化學(xué)工業(yè)園內(nèi)。場(chǎng)地內(nèi)主要有擬建冷卻塔、成品包裝單元、工藝裝置單元、控制室、變電所等18 個(gè)單體。

本工程為化工區(qū)域，廠內(nèi)有大量工業(yè)設(shè)備，故高質(zhì)量接地環(huán)網(wǎng)的施工是防雷及設(shè)備接地安全可靠的最基本前提。而在這之中，熱熔焊接的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)至關(guān)重要。

如何保證熱熔焊接質(zhì)量、防止焊接不規(guī)范對(duì)防雷接地系統(tǒng)接地的質(zhì)量影響，成為至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

在加工、施工等階段需對(duì)各因素綜合考慮，確保在使用過(guò)程中，熱熔焊接點(diǎn)長(zhǎng)期有效，達(dá)到所需要的效果。

2 熱熔焊接技術(shù)工作原理

2.1 熱熔焊接簡(jiǎn)介

熱熔焊接(又稱為火泥熔接、火泥焊接、放熱焊接)的原理是利用銅的氧化物，在高溫的條件下，發(fā)生還原反應(yīng)，將銅置換出來(lái)，變成高溫金屬銅熔液，在特制模具的包裹下，將需要焊接的兩種金屬熔接在一起，形成分子結(jié)合，相比傳統(tǒng)的金屬連接工藝具有更強(qiáng)的耐腐蝕能力、過(guò)載能力以及熱穩(wěn)定性，同時(shí)還具有焊接速度快，施工效率高，能夠連接多種金屬類型等技術(shù)特點(diǎn)。能夠避免電焊釬焊等傳統(tǒng)焊接中出現(xiàn)焊渣、易氧化、連接強(qiáng)度不高、易腐蝕、接觸面積小、接觸電阻大等缺點(diǎn)。

2.2 熱熔焊接技術(shù)工作原理

熱熔焊接技術(shù)工作原理如下:

3 施工工藝［1］

熱熔焊接技術(shù)施工工藝流程如下:

清洗、烘烤材料及模具→將待焊接材料放入模具→固定模具→放入隔離墊片以封住導(dǎo)流槽→放置焊粉于模具內(nèi)，將少量引火粉置于其上，引至模具口→人與其保持距離，使用點(diǎn)火槍點(diǎn)燃引火粉→等待20 s，冷卻后拆除模具，清理焊渣→清理模具，留作下次使用。

3.1 清理、烘烤材料及模具

在準(zhǔn)備放熱焊接施工使用模具之前需先做好相關(guān)準(zhǔn)備工作。

(1)檢查模具。若模具內(nèi)壁存在污漬，先使用清模刷、清模鏟清理干凈。若有水、油漬可使用噴燈烘干，為正式使用做好準(zhǔn)備。見圖1。

圖1 模具清理

(2)檢查材料。確定待焊接材料材質(zhì)及具體規(guī)格參數(shù)，確定連接方式，并據(jù)此選擇合適的模具。見圖2。

圖2 按連接方式選擇模具

3.2 將待焊接材料放入模具

放置焊接材料。將待焊接材料整理完畢之后，放入模具內(nèi)。見圖3。

圖3 添加焊劑

3.3 固定模具

放置完焊接材料。用夾具將模具夾緊。見圖4。

圖4 固定模具

3.4 放入隔離墊片以封住導(dǎo)流槽

封堵導(dǎo)流孔等縫隙。夾緊固定完模具后，放入鋼墊片蓋住導(dǎo)流孔確保密封良好。若還存在較大縫隙，會(huì)影響包裹面積，降低焊接質(zhì)量，則應(yīng)加入封堵泥防止反應(yīng)時(shí)銅液流出。

3.5 倒置焊粉于模具內(nèi)

將少量引火粉引至模具頂部用作起燃藥。

3.6 合上頂蓋

人應(yīng)和模具保持距離，使用點(diǎn)火槍點(diǎn)燃引火粉。

3.7 清理焊渣及模具

等待20 s，冷卻后拆除模具，清理焊渣。最后，清理模具，留作下次使用。

4 熱熔焊接工藝的優(yōu)點(diǎn)［2］

(1)焊接點(diǎn)的載流能力(熔點(diǎn))與導(dǎo)線的載流能力相等。

(2)因?yàn)楹附狱c(diǎn)是焊接而成的，所以是永久性的，不會(huì)老化。

(3)焊接是一種永久性的分子結(jié)合，不會(huì)松脫。

(4)焊接點(diǎn)像銅一樣不受腐蝕性產(chǎn)物的影響。

(5)焊接點(diǎn)能經(jīng)受反復(fù)次的大浪涌(故障)電流而不退化。

(6)焊接方法簡(jiǎn)單，培訓(xùn)容易。

(7)供焊接用的材料很輕，攜帶方便。

(8)進(jìn)行焊接時(shí)，無(wú)需外接電源或熱源。

(9)從外觀便能檢驗(yàn)焊接的質(zhì)量。

(10)可用于焊接銅、銅合金、鍍銅鋼、各種合金鋼。

5 熱熔焊接接頭的優(yōu)點(diǎn)

5.1 可靠性強(qiáng)

由于放熱焊接是分子間的連接，能夠消除表面接觸，電解質(zhì)等不會(huì)滲透到導(dǎo)體交界面上從而導(dǎo)致導(dǎo)體氧化和隨時(shí)間老化。

5.2 能承受大電流沖擊

由于放熱焊接材料的熔化溫度要高于銅的熔點(diǎn)(1 083 ℃)。所以，在由于大的故障電流導(dǎo)致的非正常溫升時(shí)，接頭處不會(huì)先于導(dǎo)體本身熔化。

5.3 導(dǎo)電率高

放熱焊接是真正的分子連接，導(dǎo)體不會(huì)被破壞并且沒(méi)有接觸面，導(dǎo)體交界面整體有效性沒(méi)有改變。

6 熱熔焊接施工質(zhì)量的判別

6.1 形狀

導(dǎo)線必須完全包裹在接頭內(nèi)，連接頭的凹面不得低于導(dǎo)線。如果凹面過(guò)低則不能使用，其原因如下:

(1)焊藥量不足;

(2)過(guò)多銅水泄漏;

(3)導(dǎo)線在模內(nèi)未固定牢固。

在熔接過(guò)程中導(dǎo)線有移動(dòng)。如果凸面過(guò)高(可以使用)，其原因如下:

(1)焊藥使用過(guò)量;

(2)因?yàn)閷?dǎo)線或熔模有污垢而導(dǎo)致表面體積增大。

6.2 顏色

在正常情況下放熱熔接產(chǎn)生的接頭是古銅色，偶爾頂部也可能有少量銀色。如放熱連接到鑄鐵材料，接頭表面常常會(huì)是銀色，這是因?yàn)榻宇^已成為金屬合金。

6.3 表面

放熱熔接頭的表面應(yīng)該平滑而沒(méi)有過(guò)多的熔渣。如果熔渣占表面20%以上或熔渣除去后導(dǎo)線有外露的情況，則該接頭不能使用。

6.4 氣孔

放熱熔接頭應(yīng)沒(méi)有過(guò)多的氣孔。過(guò)多氣孔是因?yàn)橛形酃?水、油、污物等)在連接導(dǎo)線表面或熔模內(nèi)。在凸出的表面有可能出現(xiàn)少量的針孔，如果針孔的深度伸展至連接頭中間(露出導(dǎo)線)，則該接頭不能使用。

7 熱熔焊接常見的需注意問(wèn)題

(1)選擇適宜的模具，在施工中應(yīng)注意將模具放在干燥、不會(huì)碰撞的地方;

(2)經(jīng)常檢查熔模內(nèi)的情況，熔模內(nèi)不應(yīng)該有缺口損壞;

(3)清理時(shí)可用毛巾、報(bào)紙或毛刷，絕對(duì)不能使用鋼刷清理，因?yàn)殇撍?huì)損壞熔模;

(4)隔離鐵片上不應(yīng)有缺口，隔離片及熔模必須密合;

(5)注意銅導(dǎo)線的干燥，且不可以將銅導(dǎo)線放入水中施工。空氣中的濕度大或下雨時(shí)不能施工。

8 結(jié) 語(yǔ)

本工程在放熱焊接的準(zhǔn)備、施工等階段采取了一系列的控制措施，從而有效地提高了熱熔焊點(diǎn)質(zhì)量，達(dá)到了預(yù)期的防雷接地要求。

［1］ 劉松淼，郭穎.焊接操作技能實(shí)用教程［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

［2］ 國(guó)家電網(wǎng)公司.Q/GDW 467—2010 接地裝置放熱焊接技術(shù)導(dǎo)則［S］.北京:中國(guó)電力出版社，2010.