電纜無電焊接專用焊鉗的設計

孫立明 李志尊 韓校粉 王艷 劉冬芳

摘 ?要：設計一種電纜無電焊接專用焊鉗，與焊接模具和焊藥配合使用，可在無電源氣源等能源和大型設備的條件下，對損壞的電纜進行永久性修復連接。專用焊鉗能夠固定可拆分式的焊接模具，并將被焊接電纜與焊接模具相對固定，攜帶方便、操作簡單和可靠性高。

關鍵詞：電纜;無電焊接;焊鉗;設計

中圖分類號：TM249.7 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）02-0083-02

Abstract： A special welding clamp for cable non-electric welding is designed， which can be used together with welding mould and welding flux. It can repair and connect the damaged cable permanently under the condition of no power source， gas source and other energy and large equipment. The special welding clamp can fix the detachable welding mould， and fix the welding cable and the welding mould relatively， which is convenient to carry， simple to operate and highly reliable.

Keywords： cable; non-electric welding; clamp; design

引言

在電力的傳輸過程中，電纜的完整性是電力輸送的先決條件，而當電纜因各種意外情況發生斷路，尤其是在地震、火災、重大事故等特殊情況下如何快速將其修復，并不影響電力的傳輸就顯得尤為重要。目前常用的電纜連接方法中，手工打結的連接可靠性低，其余方法都需要使用電源、氣源或大功率設備，無法滿足特殊條件下的快速修復需求。因此，設計一種專用焊鉗與焊接模具和焊藥配合使用，可滿足無外界能源條件下的電纜應急搶修需求。

1 電纜無電焊接原理

電纜無電焊接原理是采用自蔓延高溫合成原理和傳統熔焊技術[1-3]，利用自蔓延高溫合成反應的放熱和產生的熔融金屬，熔化并連接損斷的電纜。具體方法是將斷開的電纜固定在裝有焊藥的焊接模具中導線孔內（見圖1），由專用焊鉗定位固定，在燃燒室內引燃焊藥發生燃燒合成反應釋放大量熱量，生成的高溫熔融金屬將閥門融化，經導流孔流入到成型室中，進而融化被焊接電纜的兩端，實現電纜的永久性焊連。

2 專用焊鉗設計

2.1 整體結構

為保證電纜的焊接質量，專用焊鉗必須將焊接模具和被焊電纜進行定位和固定，并且整個焊接過程中焊藥燃燒產生大量熱量致使焊接模具溫度升高，不宜直接用手接觸，也必須使用焊鉗進行操作。

根據電纜焊接過程的要求，設計一種專用焊鉗，在焊接前，將被焊接的電纜與模具的導線孔相對固定，然后把焊接模具的左右部分合緊;焊接結束后，打開焊接模具的左右部分，取出導線。專用焊鉗整體結構如圖2所示，可以分為模具夾緊固定裝置和電纜夾緊固定裝置兩大部分。

2.2 模具夾緊固定裝置

模具固定裝置具體結構如圖3所示。包括定位銷、左右底板、左右連接板、左右擺桿、擺桿套和鎖緊鉤。定位銷通過螺釘固定在左右底板上，左底板有兩個定位銷，左焊接模具通過兩個定位銷與左底板定位，右底板有一個定位銷，右焊接模具通過一個定位銷與右底板定位，并可以繞定位銷進行水平轉動，左右底板上的三個定位銷可實現三點定位，讓左右焊接模具的燃燒室及成型室靠在一起形成一個腔體，用于裝滿焊藥和滿足后期電纜焊接成型需求。左右底板的兩端分別裝有左右連接板，連接板通過螺釘將底板和擺桿連接成一個整體。兩個擺桿通過固定軸連接，形成一個簡易的剪叉結構，左右擺桿上開有鎖緊孔，用于鎖緊焊接模具。當進行焊接導線時，打開左右擺桿，將被焊接電纜放入焊接模具的導線孔中，利用電纜夾緊固定裝置將電纜夾緊固定，通過轉動左右擺桿使左右焊連模具閉合，用帶有彈簧的鎖緊鉤將擺桿鎖緊，進行焊接。焊接完畢后，摘掉鎖緊鉤，轉動擺桿即可打開焊接模具。

2.3 電纜夾緊固定裝置

電纜夾緊固定裝置可以將被焊接電纜兩端與焊接模具相對固定，防止被焊接電纜的兩端發生錯位移動，影響焊接質量。導線夾緊裝置的具體結構如圖4所示。推桿定位塊可以在左連接板的第一個定位槽中調整位置，并通過螺釘固定，夾緊固定軸可以在左連接板的第二個定位槽中調整位置，并通過螺釘固定。固定完畢后，推桿、移動塊、連桿和夾緊桿構成一個具有放大作用的六桿機構[4]。當推桿在推桿定位塊的滑槽內滑動較小距離時，帶動移動塊直線移動，拉動連桿和上、下夾緊桿轉動，可使上、下夾緊桿繞固定軸轉過較大角度，便于夾緊塊的放松和夾緊。與夾緊桿固定的上、下夾緊塊的夾緊面為帶有圓弧形凹槽，可以用于夾緊不同規格的電纜，具有一定的通用性。

3 實際應用效果

專用焊鉗和焊接模具及焊藥配合使用，可實現對電纜的永久性連接，焊接后效果如圖5所示，經過測試，接頭處的力學性能高于原電纜的力學性能，導電性能和載流能力與被焊電纜相當，優于錫焊和手工打結兩種方法，滿足應急搶修需要。該焊鉗不僅可以焊接單一規格的電纜，還可以適用一定范圍內的多種規格電纜，如需要焊接其他規格的電纜，只需要更換不同規格的夾緊塊即可。

4 結束語

電纜無電專用焊鉗適用于無外界電源、氣源等設備的條件下，快速完成對電纜的永久連接，例如在野外修復受損壞的電力電纜，或在地震、火災發生后，修復受損壞的輸電線路等特殊情況下的電纜連接所使用，操作簡單，攜帶方便，具有較大的市場推廣價值。

參考文獻：

[1]鄒家生.材料連接原理與工藝[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2005.

[2]李卓然，馮吉才，曹健.自蔓延高溫合成連接技術研究進展[J].宇航材料工藝，2004（3）：51-53.

[3]張喜澤，宗曦華.高溫超導電纜導體焊接工藝研究[J].電線電纜， 2010（2）：17-18.

[4]彭文生，李志明，黃花梁.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2002.