一种铁基接地网用放热焊剂的利记博彩app
【专利摘要】本发明提出了一种铁基接地网用放热焊剂，该放热焊剂包括如下质量份组分：氧化铁黑Fe3O432～60份、金属铝粉末16～30份、金属铬粉末11～18份、金属镍粉末4～8份、金属钼粉末0～5份、金属锡粉末0～1.5份、硅锰合金粉末0～2份、萤石粉末3～4份、天然金红石粉末0～2份、氟化钠粉末0～2份、硅钙粉末1.5～3份、合金粉末0～2份。该放热焊剂采用铁的氧化物和铝粉为基础原料，添加了金属铬粉末，金属钼粉末和金属镍粉末等合金粉末增加耐腐蚀性能，添加了萤石(CaF2)粉末、氟化钠粉末和天然金红石粉末等矿物粉末，形成熔渣，保护内部接头。加入了金属铬粉末、金属镍粉末和金属钼粉末，可以形成不锈钢接头，显著提高其耐腐蚀能力。
【专利说明】
一种铁基接地网用放热焊剂
技术领域
[0001] 本发明涉及一种焊接剂，具体涉及一种铁基接地网用放热焊剂。
【背景技术】
[0002] 在电网接地领域中，接地网由于下述原因会引起接地故障：（1)雷害事故（2)污闪 故障（3)铁磁谐振过电压（4)弧光接地过电压（5)由单相接地引起的相间短路事故（6)线 路的腐蚀。
[0003] 在电网接地领域中，人们越来越关注接地网的可靠性，特别是针对部分重工业污 染区酸性土壤，新型接地网材料技术开发有效的保证了接地网的可靠性和稳定性，保证了 电力设备和人员的安全，而针对新型接地网材料，相应的连接材料的质量可靠性和稳定性 也不容忽视，在众多的连接方法中，放热焊接是一种简单、高效率、高质量的金属连接工艺。
[0004] 在接地网中采用放热焊接，可确保连接为分子结合，无腐蚀，无松弛，操作简单快 捷，牢固可靠。当前，放热焊接已经普遍取代了以往金属之间的机械连接方法。放热焊接技 术简单易操作，焊接速度快、质量高，焊接点几乎无过渡电阻。而搭接接头容易导致过渡电 阻的增加，并影响热稳定性。同时放热焊接技术可有效提升连接能力，大幅降低接地网工频 接地电阻，提高系统耐腐蚀能力，增加使用寿命，降低维护成本，减少接触电压和跨步电压， 从而从整体上提高变电所的安全运行水平。采用放热焊接技术可有效降低接地电阻。
[0005] 焊剂的成分决定着焊接接头的成分，焊接接头的熔点、导电率、机械性能又主要由 接头的成分决定。焊接接头的导电性能应该满足标准Q/GDW467-2010,含焊接接头的导体的 初始电阻不得大于相同长度母材电阻的1. 05倍。目前放热焊剂主要为以氧化铜、铜粉和氧 化铝为主要原料，以追求焊接接头的高导电率，焊接接头主要以铜为主要成分。而随着锌覆 钢、耐蚀钢、铁基耐蚀涂层接地材料等新型钢基接地材料的开发，铜焊剂将难以适应此类接 地材料的连接性能要求，需要开发一种新型耐蚀焊剂以保证上述接地材料的接地网的安全 可靠运行，同时要求具有较好的耐腐蚀性、导电性能和机械性能。
【发明内容】
[0006] 为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种主要以铁的氧化物和铝粉为原 料的放热焊剂，且加入一定量的合金粉末，对焊接接头进行合金化，提高接头的熔点、抗腐 蚀性、导电性。
[0007] 另有说明除外，本发明的组份均为质量份计。为实现上述发明目的，本发明采取的 技术方案为：
[0008] -种铁基接地网用放热焊剂，包括如下质量份组分：
[0009] 氧化铁黑Fe304 32~60份 金属铝粉末 16~30份 金属铬粉末 11~18份 金属镇粉末 4~8份 金属钼粉末 0~5份 金属锡粉末 0~1.5份 硅锰合金粉末 〇~2份 萤石粉末 3~4份 天然金红石粉末 0~2份 氟化钠粉末 〇~2份 硅钙粉木 1.5~3份 合金粉木 0~2份。
[0010] 进一步的，铁基接地网用放热焊剂，包括如下质量份组分：
[0011] 氧化铁黑Fe304 45~55份 金属铝粉末 18~25份 金属铬粉末 13~17份 金属镇粉末 6~8份 金属钼粉末 3~4份 金属锡粉末 0~1份 硅锰合金粉末 1~2份 萤石粉末 3~4份 天然金红石粉末 1~2份 氟化钠粉末 0~1份 硅钙粉末 1.5~2份 合金粉末 0~0.5份。
[0012] 进一步的，所述氧化铁黑Fe304纯度彡99%，粒度为60~120目。
[0013] 进一步的，金属铝粉末纯度彡99%，粒度为80~120目。
[0014] 进一步的，金属铬粉末纯度彡98%，粒度为60~80目。
[0015] 进一步的，金属镍粉末纯度彡99%，粒度为60~80目。
[0016] 进一步的，金属钥粉末纯度彡98%，粒度为80~150目。
[0017] 进一步的，金属锡粉末纯度彡99. 9%，粒度为200~300目。
[0018] 进一步的，娃猛合金粉末粒度为80~120目，其中猛的质量百分含量为62~ 77%，硅的质量百分含量为23~38%。
[0019] 进一步的，萤石粉末粒度为150~300目。
[0020] 进一步的，天然金红石粉末中二氧化钛百分含量彡92%，粒度为60~100目。
[0021] 进一步的，氟化钠粉末纯度彡98%，粒度为60~100目。
[0022] 进一步的，硅钙粉末粒度为150~300目。
[0023] 进一步的，合金粉末为铝镁合金，粒度为60~150目。其中镁的质量百分含量为 彡45%，，铝的质量百分含量为彡45%。
[0024] 放热焊接的工作原理为：放热焊剂中的金属铝粉末和氧化剂氧化铁黑之间在引燃 剂的催化作用下发生氧化还原反应：
[0025] 3Fe304+8Al = 9Fe+4Al203+Q (热量）
[0026] 放出大量热量，生成温度2500°C~3500°C的高温铁合金溶液，隔离垫片使焊剂能 够充分反应，溶液沿注入孔快速地流入溶接腔中，完成焊接。
[0027] 本发明提供的放热焊剂中各组分的作用如下：
[0028] 氧化铁（氧化铁黑Fe304)与金属铝粉末（A1):氧化还原反应的关键配料，经引燃 剂引燃，反应生成大量热，是反应的热源。
[0029] 金属铬粉末、金属镍粉末：
[0030] 铁与添加的合金元素铬、镍等元素形成不锈钢成分的焊接接头，焊接接头的电 阻能满足电力行业的行业标准：焊接接头的导体初始电阻不得大于相同长度母材电阻的 1. 05倍。由于铁的熔点是1535°C，焊接接头的熔点在1440°C，其接头的熔点的熔化温度较 高，在短时间大电流的冲击下，接头部分不会先融化，提高焊接接头的可靠性。
[0031] 金属材料的抗氧化性、抗腐蚀性主要决定于金属表面能否形成稳定致密的金属氧 化膜。金表面形成的氧化膜是否具有保护性，即缓慢的生长速度，良好的粘附性与剥落后的 愈合性，取决于合金的组织结构、组分以及氧化膜的生长机理。
[0032] 铁铬尖晶石（FeO ? Cr203)(晶格常数a = 0? 8379nm)，化学通式为AB204,立方晶 系Fd3m空间群，在结构中的A，B两种阳离子分别形成四面体和八面体两种配位体。通 常呈粒状和致密块状集合体，由尖晶石型氧化物的标准摩尔自由能可知氧化物的稳定性： FeO ? Cr203> NiCr 204> Fe 304> NiFe 2〇4，铁铬尖晶石的稳定性很好。
[0033] 金属钥粉末：焊接接头合金化，提高焊接接头抗点蚀性能，提高焊接接头的稳定性 和耐腐蚀性。
[0034] 萤石（CaF2)粉末：是反应中的主要造渣剂，起到助熔造渣、消除气孔的作用。萤石 粉末的加入能增加熔融金属的流动性，有利于气体如氮气的排出。
[0035] 硅钙钾粉末：该粉末的作用主要为脱氧，造渣，具有还原性。
[0036] 天然金红石粉末：反应中的造渣剂，有利于改善接头的脱渣性，接头夹渣的缺陷减 少了。
[0037] 氟化钠粉末：有利于降低焊渣的熔点，利于气体的及时排出，防止形成贯穿形气 孔。
[0038] 采用引燃剂引燃本发明放热焊剂时，引燃剂与放热焊剂的质量比为1 : 55~65。
[0039] 引燃剂包括如下质量份组分：镁粉40目-200目100份，氧化铜或/和氧化铁100 目-300目氧化率80% -99. 9% 20份-80份，氧化铁是四氧化三铁与三氧化二铁的任一单 一组分或任意比例的混合物。
[0040] 本发明中的放热焊剂，主要用于镀锌钢、耐蚀钢等钢材类接地材料。
[0041] 按照以上组分及质量份数配料，按如下步骤进行放热焊接：
[0042] 1)进行组分检测选择组分；
[0043] 2)粒度筛选；
[0044] 3)清理导线及熔模，将导线熔接处用喷灯加热；
[0045] 4)安置导线于熔模内；
[0046] 5)用夹具将模具加紧，放入钢垫片盖住导流孔确保密封良好；
[0047] 6)配置定量，根据焊接位置截面面积的大小来具体选定实际的用量，混合上述质 量份的各种粉末；
[0048] 7)均匀搅拌；
[0049] 8)在焊粉上面洒上引燃剂，并在模具顶部洒上另一部分引燃剂然后封装；
[0050] 9)引燃剂做用下引燃进行焊接。
[0051] 与最接近的现有技末相比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：
[0052] 1.本发明提供的的放热焊剂不含铜，以铁元素为主要成分，有效的保证了钢材类 接地材料的接地网的安全有效运行，并且具有较好的耐腐蚀性、导电性能和机械性能。
[0053] 2.本发明提供的放热焊剂，加入的氟化钠粉末能降低焊渣的熔点，有利于气体的 排出。
[0054] 3.本发明提供的放热焊剂，金属铬粉末和金属镍粉末的加入，形成了保护性好的 尖晶石型复合氧化物（FeO ? Cr203)，而加入的Cr可生成Cr203相，具有更好的保护性。
[0055] 4.本发明提供的放热焊剂，金属钥粉末的加入，使焊接接头合金化，提高了焊接接 头抗点的耐腐蚀性、焊接接头的稳定性和耐腐蚀性。
[0056] 5.本发明提供的放热焊剂，形成的焊接点完整，接头表面平滑。
【具体实施方式】
[0057] 下面结合实例对本发明进行详细的说明。
[0058] 实施例1 :
[0059] -种铁基耐蚀接地网用放热焊焊剂，包括如下重量份组分：
[0060] 氧化铁黑Fe304 35份 金属铝粉末 16份 金属铬粉末 15份 金属镍粉末 8份 金属钼粉末 5份 金属锡粉末 1份 石圭猛合金粉末 2份 萤石粉末 3份 天然金红石粉末 2份 氟化钠粉末 2份 石圭韦丐粉水 2份 铝镁合金粉末 2份。
[0061] 采用引燃剂引燃本发明放热焊焊剂时，引燃剂与放热焊焊剂的质量比为1 : 60。
[0062] 氧化铁黑Fe304纯度为99 %，粒度为60目；
[0063] 金属铝粉末纯度为99 %，粒度为80目。
[0064] 金属铬粉末纯度98 %，粒度为60目。
[0065] 金属镍粉末纯度99 %，粒度为60目。
[0066] 金属钥粉末纯度98 %，粒度为80目。
[0067] 金属锡粉末纯度99. 9 %，粒度为200目。
[0068] 娃猛合金粉末粒度为80目，其中猛的质量百分含量为62%，娃的质量百分含量为 36%，余量为杂质。
[0069] 萤石粉末粒度为150目。
[0070] 天然金红石粉末中二氧化钛百分含量92%，粒度为60目。
[0071] 氟化钠粉末纯度98 %，粒度为60目。
[0072] 硅钙粉末粒度为150目。
[0073] 合金粉末为铝镁合金，粒度为60目。其中镁的质量百分含量为45%，，铝的质量百 分含量为45%，余量为杂质。
[0074] 按照以上组分及质量份数配料，按如下步骤进行放热焊接：
[0075] 1)进行组分检测选择组分；
[0076] 2)粒度筛选；
[0077] 3)清理导线及熔模，将导线熔接处用喷灯加热；
[0078] 4)安置导线于熔模内；
[0079] 5)用夹具将模具加紧，放入钢垫片盖住导流孔确保密封良好；
[0080] 6)配置定量，根据焊接位置截面面积的大小来具体选定实际的用量，混合上述质 量份的各种粉末；
[0081] 7)均匀搅拌；
[0082] 8)在焊粉上面洒上引燃剂，并在模具顶部洒上另一部分引燃剂然后封装；
[0083] 9)引燃剂做用下引燃进行焊接。
[0084] 实施例2
[0085] 一种铁基耐蚀接地网用放热焊焊剂，包括如下重量份组分：
[0086] 氧化铁黑Fe304 50份 金属铝粉末 30份 金属格粉末 13份 金属镍粉末 4份 金属钼粉末 3份 金属锡粉末 1份 硅锰合金粉末 1份 萤石粉末 3份 天然金红石粉末 1份
[0087] 氟化钠粉末 0份 硅钙粉末 1.5份 铝镁合金粉末 0份。
[0088] 氧化铁黑Fe304纯度99%，粒度为120目。
[0089] 金属铝粉末纯度99%，粒度为120目。
[0090] 金属铬粉末纯度98 %，粒度为80目。
[0091] 金属镍粉末纯度99 %，粒度为80目。
[0092] 金属钥粉末纯度98%，粒度为150目。
[0093] 金属锡粉末纯度99. 9 %，粒度为300目。
[0094] 娃猛合金粉末粒度为120目，其中猛的质量百分含量为65%，娃的质量百分含量 为 33%。
[0095] 萤石粉末粒度为300目。
[0096] 天然金红石粉末中二氧化钛百分含量92%，粒度为100目。
[0097] 氟化钠粉末纯度98 %，粒度为100目。
[0098] 硅钙粉末粒度为300目。
[0099] 合金粉末为铝镁合金，粒度为150目。其中镁的质量百分含量为48%，，铝的质量 百分含量为47%。
[0100] 按照以上组分及质量份数配料，按如下步骤进行放热焊接：
[0101] 1)进行组分检测选择组分；
[0102] 2)粒度筛选；
[0103] 3)清理导线及熔模，将导线熔接处用喷灯加热；
[0104] 4)安置导线于熔模内；
[0105] 5)用夹具将模具加紧，放入钢垫片盖住导流孔确保密封良好；
[0106] 6)配置定量，根据焊接位置截面面积的大小来具体选定实际的用量，混合上述质 量份的各种粉末；
[0107] 7)均匀搅拌；
[0108] 8)在焊粉上面洒上引燃剂，并在模具顶部洒上另一部分引燃剂然后封装；
[0109] 9)引燃剂做用下引燃进行焊接。
[0110] 实施例3
[0111] 一种铁基耐蚀接地网用放热焊焊剂，包括如下重量份组分：
[0112] 氧化铁黑Fe304 40份 金属铝粉末 18份 金属铬粉末 17份 金属镍粉末 6份 金属钥粉末 4份 金属锡粉末 1.5份 石圭猛合金粉末 1份 萤石粉末 3.5份 天然金红石粉末 0份 氟化钠粉末 1份 硅钙粉末 2份 铝镁合金粉末 1份
[0113] 采用引燃剂引燃本发明放热焊焊剂时，引燃剂与放热焊焊剂的质量比为1 : 60。
[0114] 氧化铁黑Fe304纯度99. 5%，粒度为100目。
[0115] 金属铝粉末纯度99. 5 %，粒度为100目。
[0116] 金属铬粉末纯度98. 5 %，粒度为70目。
[0117] 金属镍粉末纯度99. 5 %，粒度为70目。
[0118] 金属钥粉末纯度98. 5 %，粒度为100目。
[0119] 金属锡粉末纯度99. 9 %，粒度为250目。
[0120] 娃猛合金粉末粒度为100目，其中猛的质量百分含量为77%，娃的质量百分含量 为 22%。
[0121] 萤石粉末粒度为200目。
[0122] 天然金红石粉末中二氧化钛百分含量94%，粒度为80目。
[0123] 氟化钠粉末纯度98. 5 %，粒度为80目。
[0124] 硅钙粉末粒度为200目。
[0125] 合金粉末为铝镁合金，粒度为100目。其中镁的质量百分含量为46%，，铝的质量 百分含量为47%。
[0126] 按照以上组分及质量份数配料，按如下步骤进行放热焊接：
[0127] 1)进行组分检测选择组分；
[0128] 2)粒度筛选；
[0129] 3)清理导线及熔模，将导线熔接处用喷灯加热；
[0130] 4)安置导线于熔模内；
[0131] 5)用夹具将模具加紧，放入钢垫片盖住导流孔确保密封良好；
[0132] 6)配置定量，根据焊接位置截面面积的大小来具体选定实际的用量，混合上述质 量份的各种粉末；
[0133] 7)均匀搅拌；
[0134] 8)在焊粉上面洒上引燃剂，并在模具顶部洒上另一部分引燃剂然后封装；
[0135] 9)引燃剂做用下引燃进行焊接。
[0136] 实施例4
[0137] 一种铁基耐蚀接地网用放热焊焊剂，包括如下重量份组分：
[0138] 氧化铁黑Fe304 45份 金属铝粉末 25份 金属铬粉末 11份 金属镍粉末 5份 金属钼粉末 0份 金属锡粉末 0份 石圭猛合金粉末 0份 萤石粉末 4份 天然金红石粉末 0.5份 氟化钠粉末 2份 硅钙粉末 3份 铝镁合金粉末 0.5份。
[0139] 采用引燃剂引燃本发明放热焊焊剂时，引燃剂与放热焊焊剂的质量比为1 : 65。
[0140] 氧化铁黑Fe304纯度99. 5 %，粒度为100目。
[0141] 金属铝粉末纯度99. 5%，粒度为100目。
[0142] 金属铬粉末纯度98. 5%，粒度为70目。
[0143] 金属镍粉末纯度99. 5%，粒度为70目。
[0144] 金属钥粉末纯度98. 5%，粒度为100目。
[0145] 金属锡粉末纯度99. 9%，粒度为250目。
[0146] 娃猛合金粉末粒度为100目，其中猛的质量百分含量为77%，娃的质量百分含量 为 22%。
[0147] 萤石粉末粒度为200目。
[0148] 天然金红石粉末中二氧化钛百分含量94%，粒度为80目。
[0149] 氟化钠粉末纯度98. 5%，粒度为80目。
[0150] 硅钙粉末粒度为200目。
[0151] 合金粉末为铝镁合金，粒度为100目。其中镁的质量百分含量为46%，，铝的质量 百分
[0152] 含量为 48%。
[0153] 按照以上组分及质量份数配料，按如下步骤进行放热焊接：
[0154] 1)进行组分检测选择组分；
[0155] 2)粒度筛选；
[0156] 3)清理导线及熔模，将导线熔接处用喷灯加热；
[0157] 4)安置导线于熔模内；
[0158] 5)用夹具将模具加紧，放入钢垫片盖住导流孔确保密封良好；
[0159] 6)配置定量，根据焊接位置截面面积的大小来具体选定实际的用量，混合上述质 量份的各种粉末；
[0160] 7)均匀搅拌；
[0161] 8)在焊粉上面洒上引燃剂，并在模具顶部洒上另一部分引燃剂然后封装；
[0162] 9)引燃剂做用下引燃进行焊接。
[0163] 实施例1-4中的放热焊焊剂的焊接效果如表1中所示
[0165] 对比例的焊剂的配比如下：
[0166] 氧化铁红Fe203 (氧化度为98%、粒度为100目） 5份 氧化铁黑Fe304 (氧化度为98%、粒度为60目） 55份
[0167] 金属铝粉末 （纯度为99%、粒度为60目） 20份 金属铬粉末 （纯度为98%、粒度为40目） 7份 萤石粉末 （粒度为150目） 5份 金属锡粉末 （纯度为99.9°/。、粒度为200目） 2份 金属镍粉末 （纯度为99%、粒度为40目） 2份 硅钙粉末 （粒度为150目） 2份 钼铁粉末 （粒度为60目） 1份 钒铁粉末 1份
[0168] 钥的质量百分含量为50%。
[0169] 采用引燃剂引燃本发明放热焊剂时，引燃剂与放热焊剂的质量比为1 : 55。
[0170] 相比之前的放热焊剂，中性盐雾试验结果为240小时接头未出现锈点，耐腐蚀性 明显提商。
[0171] 最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽 管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然 可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何 修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1. 一种铁基接地网用放热焊剂，其特征在于，所述放热焊剂包括如下质量份组分： 氧化铁黑Fe3O4 32~60份 令属铝粉末 16~30份 金属铬粉末 11~18份 金属镍粉末 4~8份 金属钼粉末 0~5份 金属锡粉末 0~1.5份 石圭猛合金粉末 0~2份 萤石粉末 3~4份 天然金红石粉末 0~2份 氟化钠粉末 0~2份 硅钙粉末 1.5~3份 合金粉末 0~2份。2. 如权利要求1所述的一种铁基接地网用放热焊剂，其特征在于：所述放热焊剂包括 如下质量份组分： 氧化铁黑Fe3O4 45~55份 金属铝粉末 18~25份 金属铬粉末 13~17份 金属镇粉末 6~8份 金属纟目粉末 3~4份 金属锡粉末 0~1份 石圭猛合金粉末 1~2份 萤石粉末 3~4份 天然金红石粉末 1~2份 氟化钠粉末 0~1份 硅钙粉末 1.5~2份 合金粉末 0~0.5份。3. 如权利要求1所述的一种铁基接地网用放热焊剂，其特征在于：所述氧化铁黑Fe 304 纯度彡99%，粒度为60~120目。4. 如权利要求1所述的一种铁基接地网用放热焊剂，其特征在于：所述金属铝粉末纯 度彡99%，粒度为80~120目。5. 如权利要求1所述的一种铁基接地网用放热焊剂，其特征在于：所述金属铬粉末纯 度彡98%，粒度为60~80目。6. 如权利要求1所述的一种铁基接地网用放热焊剂，其特征在于：所述金属镍粉末纯 度彡99%，粒度为60~80目。7. 如权利要求1所述的一种铁基接地网用放热焊剂，其特征在于：所述金属钥粉末纯 度彡98%，粒度为80~150目。8. 如权利要求1所述的一种铁基接地网用放热焊剂，其特征在于：所述金属锡粉末纯 度彡99. 9%，粒度为200~300目。9. 如权利要求1所述的一种铁基接地网用放热焊剂，其特征在于：所述硅锰合金粉末 粒度为80~120目，其中锰的质量百分含量为62~77%，硅的质量百分含量为23~38%。10. 如权利要求1所述的一种铁基接地网用放热焊剂，其特征在于：所述萤石粉末粒度 为150~300目。11. 如权利要求1所述的一种铁基接地网用放热焊剂，其特征在于：所述天然金红石粉 末中二氧化钛百分含量彡92%，粒度为60~100目。12. 如权利要求1所述的一种铁基耐蚀接地网用放热焊剂，其特征在于：所述氟化钠粉 末纯度彡98%，粒度为60~100目。13. 如权利要求1所述的一种铁基接地网用放热焊剂，其特征在于：所述硅钙粉末粒度 为150~300目。14. 如权利要求1所述的一种铁基耐蚀接地网用放热焊剂，其特征在于：所述合金粉末 为错镁合金,粒度为60~150目。
【文档编号】B23K35/30GK105880869SQ201410649718
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年11月17日
【发明人】王晓芳, 韩钰, 聂京凯, 祝志祥, 马光, 陈云, 药宁娜, 陈新, 孔晓峰, 王斌
【申请人】国家电网公司, 国网智能电网研究院, 国网山东省电力公司, 国网浙江省电力公司