放热焊接

1、接地网施工工艺对整个接地网效果至关重要，超过30%的变电站因施工工艺粗糙，实测接地电阻与设计计算值相差甚远，达不到设计要求。经过对部分变电站已建接地网开挖检查发现，存在焊接不规范、埋深不够、建筑垃圾回填等问题，施工工艺粗糙造成接地网材料的浪费。设计应注重对施工工艺的控制，避免造成接地体浪费，充分发挥接地体的降阻效果，延长接地网使用年限。

放热焊接是接地体之间的分子结合，不是简单接触性焊接，焊接点不会松动，具有较强的耐腐蚀性，焊点的寿命与接地材料相同。

2、放热焊接的一般公式：

3Cu₂O + 2AL→6Cu + AL₂O₃ + 热量（2537℃或4600℉）

理论上，放热焊接工艺的温度应是较高的，但是由于加了添加剂而使温度降低了。这一放热反应工艺用铝使铜基材料还原。采用放热焊接工艺后能将信号连接器的两端分别焊接在用机械方法连接起来的铁轨接合点上。这种焊接方法取代了机械连接方法。

3、放热焊接工艺的优点：

⑴焊接点的载流能力（熔点）与导线的载流能力相等。

⑵因为焊接点是焊接而成的,所以是永久性的,不会老化。

⑶焊接是一种种永久性的分子结合，不会松脱。

⑷焊接点像铜一样，不受腐蚀生产物的影响。

⑸焊接点能经受反复多次的大浪涌（故障）电流而不退化。

⑹焊接方法简单，培训容易。

⑺供焊接用的材料很轻，携带方便。

⑻进行焊接时，无需外接电源或热源。

⑼从外观便能核查焊接的质量。

⑽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。

①铜与铜之间放热焊接

②铜与铝之间放热焊接

③铜与方钢之间放热焊接

④铜与工字钢之间放热焊接

⑤镀铜扁钢之间放热焊接

⑥铜与镀锌扁钢之间放热焊接

⑦镀锡铜扁钢之间放热焊接

4、放热焊接技术取代了哪些连接技术？

⑴放热焊接技术能产生一个接口或连接点，其性能优于钎接或机械方式的用压力把导线作表面的连接。由于它是一种分子结合，因此焊接点即使在最严酷的条件下，也不会出现松胶或腐蚀的现象而引起电阻增大。

⑵放热焊接技术取代了几种导电的连接方法，这些方法质量较低但价格则往往高。它们是：

①钎焊

②用螺栓固定的连接器。

③用螺栓与螺母。

④卷边连接器。

⑤周边加压连接器。

（3）放热焊接与其他连接方式的导电比较

5、 接地系统的导线尺寸是以故障电流的最大值和持续时间为依据的，同时也根据接地系统所用的连接方式而定。IEEE标准80-1986《交流电变所接地安全守则》是业界一致接受的工业标准。它采用了一个熔断公式作为选择最小导线尺寸的依据，以避免在故障条件下出现熔断（熔化）现象。

该公式可以简化如下：

A=K*I√S

式中：     A=导线尺寸，圆密耳

K=常数，见下表

I=RMS故障电流，安培

S=故障时间，秒

上述均以标准环境温度40℃为依据。

上述公式中的常数K选值表格

上述的温度在IEEE标准80-1986中均有规定，不同的焊接方法的温度如下：

压力型连接…………………………………………250--350℃

钎接…………………………………………………450℃

放热焊接……………………………………………1083℃

6、性能数据

公司对放热焊接工艺进行了广泛的试验，证明了不同的应用是需要不同的焊料，才能达到预期的效果，以下举出数例：

⑴ 供接地用的标准焊料（F20）含有3％左右的锡，使焊接更为牢固。在焊接至钢结构时，尤其如此。它还能防止在大型焊接时焊接口冷却时所出现焊接撕裂的现象。

⑵ 放热焊接阴极保护焊料（F33）不含锡，却含1％左右的钒。这就使焊接点下出现裂缝的可能性减至最小，保护管道。

⑶ 放热焊接铸铁焊料（XF-19）含有大量的锡，其含量约为10％。所使用的焊接模具的设计也与焊接至钢表面的不同，使用在铸铁表面的焊接面积增加。

⑷ 放热焊接铁轨焊料（F80）不含锡，但却加了一些特定的化学物品，使在焊接时对铁轨的影响减至最低。

7、高强度电流试验

最初的高强度电流试验是在六十年代初期在美国公司进行的，当时采用了一个点焊器作为电源。第一次试验时，以一环含有几个放热焊接的4/0 AWG裸铜作试验。电流约为35000安培。试验样品经受了多次相隔1秒的一秒钟浪涌电流。在经历15次浪涌电流之后，导线以爆炸的形式在两个放热焊接连接点之间熔断了。在导线熔断之前，也观察到了 放热焊接焊接点的温度比导线的代。第二次试验所得的结果与第一次试验的相同。第三次试验时，采用了500kcmil裸铜线。试验样品在超过35000安培的电流（点焊器的最大输出电流）的同期性冲击下，亦得到相同的结果。

在七十年代初期，铜焊公司（Copperweld Co.）在其户外试验场地也进行了这类试验，其目的是获得该公司生产的镀铜导线的熔断数据。最初的一系列试验对机械式连接作出试验。结果是与焊接点紧邻的导线熔断了，而且其熔点值比预计的要低。第二组试验测试了放热焊接焊接。结果是不仅熔点值与估计的相同，而且是导线的熔断点并不在放热焊接焊接点。`

同一电流几种连接方式相同时间时出现不同的发热情况

①C型压接点导电发热情况

②U型压接点导电发热情况

③放热焊接点导电发热情况

8、放热焊接施工步骤

放热焊接流程如下图所示：

放热焊接主要步骤

（1）将导线和模具清理干净，再将模具用喷灯加热以去除水分，然后把导线放入模具内；

（2）扣紧夹具以固定模具，把钢片放入模具内；

（3）把焊接剂倒入模具内，将引燃剂撒在焊接剂及模具边上；

（4）盖上盖子并点火，待金属凝固后，将模具打开，清除熔渣，便可进行下一个焊接。

9、实施效果：

（1）通过对焊点观察，其外形美观一致，从焊口的外观上便能鉴定焊接的质量；具有较大的散热面积，通电流能力与导体相同；

（2）参考收集的焊接实验数据，焊接后焊点不会出现松弛和腐蚀；熔点与导体相同，能承受故障大电流冲击，不至熔断。

（3）根据焊接现场调研发现，焊接方法简单，容易掌握；无需外接电源或热源；供焊接用的材料、工具很轻、搬动方便；焊接速度快捷，节省人工。

10、针对不同的焊接方式或焊点，所用焊药型号有所不同，在国内接地焊药的主要供应型号：

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