某化工廠熱熔焊接技術施工工藝

1 工程概況

常州某化工廠位于常州市新北區濱江化學工業園內。場地內主要有擬建冷卻塔、成品包裝單元、工藝裝置單元、控制室、變電所等18 個單體。

本工程為化工區域，廠內有大量工業設備，故高質量接地環網的施工是防雷及設備接地安全可靠的最基本前提。而在這之中，熱熔焊接的質量是否達標至關重要。

如何保證熱熔焊接質量、防止焊接不規范對防雷接地系統接地的質量影響，成為至關重要的環節。

在加工、施工等階段需對各因素綜合考慮，確保在使用過程中，熱熔焊接點長期有效，達到所需要的效果。

2 熱熔焊接技術工作原理

2.1 熱熔焊接簡介

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，發生還原反應，將銅置換出來，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，形成分子結合，相比傳統的金屬連接工藝具有更強的耐腐蝕能力、過載能力以及熱穩定性，同時還具有焊接速度快，施工效率高，能夠連接多種金屬類型等技術特點。能夠避免電焊釬焊等傳統焊接中出現焊渣、易氧化、連接強度不高、易腐蝕、接觸面積小、接觸電阻大等缺點。

2.2 熱熔焊接技術工作原理

熱熔焊接技術工作原理如下:

3 施工工藝［1］

熱熔焊接技術施工工藝流程如下:

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流槽→放置焊粉于模具內，將少量引火粉置于其上，引至模具口→人與其保持距離，使用點火槍點燃引火粉→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

在準備放熱焊接施工使用模具之前需先做好相關準備工作。

(1)檢查模具。若模具內壁存在污漬，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，為正式使用做好準備。見圖1。

圖1 模具清理

(2)檢查材料。確定待焊接材料材質及具體規格參數，確定連接方式，并據此選擇合適的模具。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。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流槽

封堵導流孔等縫隙。夾緊固定完模具后，放入鋼墊片蓋住導流孔確保密封良好。若還存在較大縫隙，會影響包裹面積，降低焊接質量，則應加入封堵泥防止反應時銅液流出。

3.5 倒置焊粉于模具內

將少量引火粉引至模具頂部用作起燃藥。

3.6 合上頂蓋

人應和模具保持距離，使用點火槍點燃引火粉。

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 熱熔焊接工藝的優點［2］

(1)焊接點的載流能力(熔點)與導線的載流能力相等。

(2)因為焊接點是焊接而成的，所以是永久性的，不會老化。

(3)焊接是一種永久性的分子結合，不會松脫。

(4)焊接點像銅一樣不受腐蝕性產物的影響。

(5)焊接點能經受反復次的大浪涌(故障)電流而不退化。

(6)焊接方法簡單，培訓容易。

(7)供焊接用的材料很輕，攜帶方便。

(8)進行焊接時，無需外接電源或熱源。

(9)從外觀便能檢驗焊接的質量。

(10)可用于焊接銅、銅合金、鍍銅鋼、各種合金鋼。

5 熱熔焊接接頭的優點

5.1 可靠性強

由于放熱焊接是分子間的連接，能夠消除表面接觸，電解質等不會滲透到導體交界面上從而導致導體氧化和隨時間老化。

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(1 083 ℃)。所以，在由于大的故障電流導致的非正常溫升時，接頭處不會先于導體本身熔化。

5.3 導電率高

放熱焊接是真正的分子連接，導體不會被破壞并且沒有接觸面，導體交界面整體有效性沒有改變。

6 熱熔焊接施工質量的判別

6.1 形狀

導線必須完全包裹在接頭內，連接頭的凹面不得低于導線。如果凹面過低則不能使用，其原因如下:

(1)焊藥量不足;

(2)過多銅水泄漏;

(3)導線在模內未固定牢固。

在熔接過程中導線有移動。如果凸面過高(可以使用)，其原因如下:

(1)焊藥使用過量;

(2)因為導線或熔模有污垢而導致表面體積增大。

6.2 顏色

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

6.3 表面

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

6.4 氣孔

放熱熔接頭應沒有過多的氣孔。過多氣孔是因為有污垢(水、油、污物等)在連接導線表面或熔模內。在凸出的表面有可能出現少量的針孔，如果針孔的深度伸展至連接頭中間(露出導線)，則該接頭不能使用。

7 熱熔焊接常見的需注意問題

(1)選擇適宜的模具，在施工中應注意將模具放在干燥、不會碰撞的地方;

(2)經常檢查熔模內的情況，熔模內不應該有缺口損壞;

(3)清理時可用毛巾、報紙或毛刷，絕對不能使用鋼刷清理，因為鋼刷會損壞熔模;

(4)隔離鐵片上不應有缺口，隔離片及熔模必須密合;

(5)注意銅導線的干燥，且不可以將銅導線放入水中施工?？諝庵械臐穸却蠡蛳掠陼r不能施工。

8 結 語

本工程在放熱焊接的準備、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質量，達到了預期的防雷接地要求。

［1］ 劉松淼，郭穎.焊接操作技能實用教程［M］.北京:化學工業出版社，2010.

［2］ 國家電網公司.Q/GDW 467—2010 接地裝置放熱焊接技術導則［S］.北京:中國電力出版社，2010.