铝热焊接原理与操作方法.doc

铝热焊的基本原理和用途

[ 来源: 《焊接与切割作业安全技术》 | 更新日期: 2008-11-11 | 浏览(18)人次 ]

基本原理
    铝粉及氧化粉按一定比例制成铝热焊剂，经典然后形成铝热钢，将铝热钢注入预先设置的型腔内，使接头部熔化达到焊接目的。

用途
    主要用于钢轨的链接或修理。

热熔焊接
　　用化学反应热作为热源的焊接方法。焊接时，预先把待焊两工件的端头固定在铸型内，然后把铝粉和氧化铁粉混合物（称铝热剂）放在坩埚内加热，使之发生还原放热反应，成为液态金属（铁）和熔渣(主要为Al2O3)，注入铸型。液态金属流入接头空隙，形成焊缝金属，熔渣则浮在表面上。为了调整熔液温度和焊缝金属化学成分，常在铝热剂中加入适量的添加剂和合金。图[钢轨的铝热焊]为钢轨的铝热焊。铝热焊具有设备简单、使用方便、不需要电源等特点，常用于钢轨、钢筋和其他大截面工件的焊接。
热熔焊接化学反应速度非常快，仅几秒就可以完成焊接，产生热量极高可以有效的传导至熔接部位，使其熔为一体，形成分子结合。它无须其他任何热能，若用于接地线路金属导体的连接是最好的方法。（注：IEEE std.80-1976早已推举放热熔接法为接地线路的最好方法）
放热焊接（也称铝热焊）就是利用金属氧化物和金属铝之间的放热反应所产生的过热熔融金属来加热金属而实现结合的方法。
放热焊接创始于19世纪末，当时H.戈德施密特发现铝粉与金属氧化物可由外部热源使之开始放热反应，且一旦反应便可自行持续，这一反应的通式为：
金属氧化物 + 铝（粉）→ 氧化铝 + 金属 + 热能
放热熔焊主要可焊接纯铜、黄铜、青铜、紫铜、铜包钢、纯铁、不锈钢、锻铁、镀锌钢铁、铸铁等。
该焊接工艺操作简单，不需要外部电源和热源，且焊接成本低，质量稳定可靠，导电性能跟母材相同，非常适用于野外电缆及其他金属构件的焊接，适用于阴极保护系统安装过程中铜芯电缆与钢结构焊接或铜芯电缆之间的连接。
1.放热焊接的特点和优点
（1）焊接点的电流截流量和导线相等；
（2）焊接点是永久性的，不会因松动或腐蚀造成高电阻；
（3）焊接点像铜一样，而比铜本身更加坚韧，且不受腐蚀性产物的影响；
（4）焊接点能经受反复多次的大浪涌（故障）电流而不退化；
（5）焊接操作方法简单，容易上手；
（6）设备轻便，携带方便；
（7）焊接时，不需要外接电源或热源；
（8）从外观便能核查焊接的质量；
可用于焊接铜、铜合金、镀铜钢、各种合金钢包括不锈钢及高阻加热热源材料。
铝 热 焊 简 介
    放热焊接（也称铝热焊）就是利用金属氧化物和金属铝之间的放热反应所产生的过热熔融金属来加热金属而实现结合的方法。
    放热焊接创始于19世纪末，当时H.戈德施密特发现铝粉与金属氧化物可由外部热源使之开始放热反应，且一旦反应便可自行持续，这一反应的通式为：
    金属氧化物 + 铝（粉）→ 氧化铝 + 金属 + 热能
    放热熔焊主要可焊接纯铜、黄铜、青铜、紫铜、铜包钢、纯铁、不锈钢、锻铁、镀锌钢铁、铸铁等。
    该焊接工艺操作简单，不需要外部电源和热源，且焊接成本低，质量稳定可靠，导电性能跟母材相同，非常适用于野外电缆及其他金属构件的焊接，适用于阴极保护系统安装过程中铜芯电缆与钢结构焊接或铜芯电缆之间的连接。
    1.放热焊接的特点和优点
    （1）焊接点的电流截流量和导线相等；
    （2）焊接点是永久性的，不会因松动或腐蚀造成高电阻；
    （3）焊接点像铜一样，而比铜本身更加坚韧，且不受腐蚀性产物的影响；
    （4）焊接点能经受反复多次的大浪涌（故障）电流而不退化；
（5）焊接操作方法简单，容易上手；

    （6）设备轻便，携带方便；
    （7）焊接时，不需要外接电源或热源；
    （8）从外观便能核查焊接的质量；
     可用于焊接铜、铜合金、镀铜钢、各种合金钢包括不锈钢及高阻加热热源材料。
    2.放热焊接工艺的要点
    （1）影响焊接效果的因素
    一个良好的焊点表面丰满光亮、没有气孔、夹渣，切开后其剖面成一整体无气孔与瑕疵。影响到焊接效果的最主要原因是湿气或水气，由于模具、焊粉及被焊接物内均可能吸附水分，因此如何防止或驱除水气，是焊接时必须采取的最重要步骤。另一影响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、氧化物或其它附着物必须清除，使其洁净光亮后才可进行焊接作业，否则焊接后的焊点的导电性能与机械性能将受到影响。如果模具内遗留的残渣不完全清除，将造成焊点表面不平滑、不光亮。
    综上所述，注意要点：①驱除水气（可用喷灯烘烤），②清洁被焊接物，③清洁模具
    （2）焊粉应用时注意事项
    ①每包焊粉对应一个焊点，焊粉牌号需与模具相对应，使用前需仔细对照确认。
    ②焊粉出厂时对于其防潮已采取多层保护，但建议妥善保存避免受潮。
    3.放热焊连接使用前的准备工作
    （1）每次开工前用加热工具（喷灯或烘干箱）烘烤干燥模具，驱除水气。
    （2）每次使用完后清洁模具，用软毛刷或其它软性物品，避免损坏模具。
    （3）检查模具接触面的密合度，防止操作时铜液从缝隙处渗漏出来。
    （4）模夹是用于开合模具的，模夹的紧密度对焊接的效果有影响，请在焊接开始之前认真检查模夹，并做适当调整。
    （5）模具由石墨做成，比较脆弱，无法承受抛甩与强力冲击，故不可将超出模具尺寸的焊接物强行放入模具，或使用坚硬的物质和工具来清除残渣。
    （6）模具使用寿命一般可达50—100次以上。
    4.放热焊接的应用领域
    放热焊接适用于阴极保护、电力、接地、铁路等行业的导体的连接
    5. 铝热焊放热焊用量对照表
产品名称
规格
模具型号
建议焊剂用量（克）
型号
铝热焊模具
6mm2电缆单点
SCHLHM－6Y
15g
SCHHJ－12
铝热焊模具
6mm2电缆对接
SCHLHM－6D
15g
SCHHJ－12
铝热焊模具
6mm2 电缆T接
SCHLHM－6T
15g
SCHHJ－12
配套底模

SCHDM-6
对接T接需用底模

铝热焊模具
10mm2电缆一点
SCHLHM－10Y
15g
SCHHJ－15
铝热焊模具
10mm2电缆对接
SCHLHM－10D
15g
SCHHJ－15
铝热焊模具
10mm2 电缆T接
SCHLHM－10T
15g
SCHHJ－15
配套底模

SCHDM -10
对接T接需用底模

铝热焊模具
16mm2电缆一点
SCHLHM－16Y
20g
SCHHJ－20
铝热焊模具
16mm2电缆对接
SCHLHM－16D
20g
SCHHJ－20
铝热焊模具
16mm2电缆T接
SCHLHM－16T
20g
SCHHJ－20
配套底模

SCHDM-16

铝热焊模具
25mm2电缆一点
SCHLHM－25Y
25g
SCHHJ－25
铝热焊模具
25mm2电缆对接
SCHLHM－25D
25g
SCHHJ－25
铝热焊模具
25mm2电缆T接
SCHLHM－25T
25g
SCHHJ－25
配套底模

SCHDM-25
对接T接需用底模

铝热焊模具
35mm2电缆一点
SCHLHM－35Y
30g
SCHHJ－30
铝热焊模具
35mm2电缆对接
SCHLHM－35D
30g
SCHHJ－30
铝热焊模具
35mm2电缆T接
SCHLHM－35T
30g
SCHHJ－30
配套底模

SCHDM -35
对接T接需用底模

铝热焊模具
50mm2电缆一点
SCHLHM－50Y
45g
SCHHJ－45
铝热焊模具
50mm2电缆对接
SCHLHM－50D
45g
SCHHJ－45
铝热焊模具
50mm2电缆T接
SCHLHM－50T
45g
SCHHJ－45
配套底模

SCHDM-50
对接T接需用底模

辅助用品
点火粉（包）
一点一包
点火枪
可用50次以上

铝焊接操作方法
操作工艺： 1、准备材料及工具。
2、将焊口用600#砂布打磨干净。
3、将冷藏蒸发器回气管插入冷冻蒸发器连接管内约8-10mm。
4、将冷冻室内胆四周火焰可能烤到的地方放置湿毛巾。
5、点燃焊枪，将火焰调至微火，均匀加热焊点处（如：铜铝对焊，不能直接加热焊点，先加热铜管离焊点3CM处，利用铜管传递的热量对铝管加热，加热至焊点处的铜管微红，即可均匀加焊料；如：铝对铝焊接，先加热粗铝管端至微白即可加均匀添加焊料）。
6、焊接完毕后，将系统内充入8MPA氮气检漏，确认无焊漏后，放掉氮气抽空灌注，检测试机。

注意事项： 1、焊枪火焰不能过长，且必须用微火加热，否则铝管极易熔化。
2、内胆必须放置湿毛巾，保护到位，因为焊接空间很狭小，因此务必注意冰箱的保护。
3、焊接一次性成功效果更佳，因铝管熔点太低，第二次再加热时，铝管极易变形。
4、焊接时间不能过长，因熔点太低时间过长容易导致铝管管壁融化或变薄，打压极易泄漏。
5、焊接完毕，要等二、三分钟管子冷却后才能接触，否则焊点易漏