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摘要：放热焊接是我国近几年引入的一项新的电气连接技术，可用于接地系统、防雷系统等线路连接中。其原理是用较活泼的金属来还原钢，通过在化学反应中释放热量将两连接体的接头迅速熔为一体。放热焊接工艺具有焊接方法简单、操作方便、焊接接头质量好等优点。本文介绍了放热焊接选用的机具设备、操作方法以及焊接接头的质量检查方法，并提出了施工中的注意事项。
关键字：电气连接、放热焊接、施工方法
中图分类号：F407文献标识码： A
一、引言
在电气施工中经常会遇到电气连接，电气连接的好坏将直接影响整个电力系统的运行和设备、人身的安全。放热焊接是我国近几年引入的一项新的电气连接技术，与压接和螺栓连接等机械连接不同的是，它以化学反应的方式使连接起和被连接体之间形成分子间连接。放热焊接最早应用于铁路领域的电气施工，后来逐步应用到接地系统、防雷系统和输电线路、电缆的连接。在咸阳60万吨/年甲醇项目放热焊接广泛应用于接地系统和防雷系统。实际应用表明，放热焊接技术具有操作简便、成功率高、焊接接头质量稳定等其他连接方式不可比拟的优点。
二、放热焊接工艺的特点
（1）连接点为分子结合，没有接触面，更没有机械压力。因此，不会松弛，不会劣化，而且抗腐蚀能力强。放热焊接克服了机械连接存在的接触面接触不良，時间一长会发生氧化，连接点电阻增加等问题。另外也避免了常规焊接时无法保证金属间完全焊透、焊接完成后接头变形以及不同金属连接时因电位差产生电腐蚀等问题。
（2）焊接质量好，一次合格率高。选用不同的模具可以实现材质的连接。
（3）焊接设备轻便，易携带，焊接方法简单、操作方便，在焊接过程中不需要外接电源，室内外均可操作。施工人员只需通过简单的简单培训即可操作。
三、工作原理
放热焊接时，把欲连接的导线放入石墨熔模的底部，石墨熔模的上部相当于坩埚内先放入隔离片，用以阻止混合铜基粉末漏入熔模中，再将混合铜基粉末倒入坩埚，放上引火粉，用点火枪点燃引火粉，使混合铜基粉末发生化学反应，形成液态铜流入熔模内，将导线熔为一体。
四、机具设备
机具焊接需要匹配的主要工具有模具、模夹、焊粉、喷灯、清模铲、点火枪等。其中
（1）模具：模具是选用耐高温的材料，根据熔化铜水流速、流向以及最后的形状等加以设计制造出来。模具在正常使用情况下可以使用50次以上的熔接。
（2）焊粉：焊粉为防止受潮起见，按其大小装在锡纸包装袋内，起火袋粉装于袋内小罐中，隔离片用防潮塑胶袋包装为一次作业所需材料。
（3）喷灯：用于加热、烘干，去除模内水分及导线熔接处水分。
（4）清模铲：用于清除模内矿渣。
（5）点火枪：用于点燃起火粉。
五、工艺流程与操作要点
5.1 操作步骤
（1）根据连接点选择合适的模具和焊剂,将导体放入模具内并夹紧，必要的时候可用线缆固定夹辅助。
（2）将垫片放入模腔，堵住模孔托住焊粉。
（3）将焊粉倒入模具中
（4）从焊粉表面到模沿撒上点火粉。
（5）合上模盖，用点火枪点火。
（6）约20秒后，可开模，焊接成功。
操作前必须对模具、导体进行加热并除去导体表面氧化层。需焊接的导体在放入焊接腔内应保持适当的间隙，间隙过大可能会导致焊药不足，间隙过小则不利于导体焊接。
5.2 工艺流程图
六、质量控制
一个良好的放热焊接点应当表面丰满光亮、没有气孔，经切开观察其剖面成一整体无气孔。影响放热焊接效果的最主要因素是湿气或水气，由于模具、焊粉及被熔接物内均可能吸附水分，是热熔接焊接前必须采取的最重要步骤。另一个影响放热焊接效果的因素是模具及被焊接物的清洁程度。如果焊接物表面的尘土、油脂、氧化物或其它附着物等必须完全清除，使其洁净光亮后才能进行焊接作业，否则焊接后的焊接位置的导电性能及机械性能将受到影响。如果模具内的遗留的残渣不完全清除，将造成焊机位置表面不平滑、不光亮。
放热焊接的效果可依据大小、颜色、表面光滑度、接头的汽泡度指标进行核查。
1）大小
（1）限制在焊接之内的导线没有大块的暴露。
（2）水平连接的焊接头的最低点（在渣被清除后）不应低于导线的顶端。
低的焊接头表明：
（a）没有使用充足的焊药。
（b）金属液的过多泄露。
（c）模具内部导线的不适当定位。
（d）导线的移动
过高焊接头表明：
（a）使用了太多的焊药（连接仍然是容许的）。
（b）由于导线或模具含有污染物使体积增加。
2）颜色
在用去氧化层钢刷刷过之后，接头的颜色正常来说应该是金黄至青铜色。而焊接铸铁或镀锌表面导体的焊接头呈银白色，也是正常色。
3）表面光滑度
焊接头表面应当平滑，无大块渣子。如果接头表面覆盖20%以上的渣子，或渣子被除掉后有任何电缆线股的暴露，那这个接头必须报废。
4）气孔
原则上接头应没有气孔，过多的气孔一般来说是导体或模具含污染物（水，油，尘土等）的结果。如果焊接头的表面出现了一些非常小的气孔，根据孔深判断，若孔深超越了导线的中心，则接头报废。
放热焊接位置的质量优劣也可通过目测检验，强度较高、表面光亮、较少或没有蜂窝状凹凸即为良好。如下图为铜绞线与铜绞线搭接放热后接头的质量对比照片
良好 ↑
牢固的焊接，只有极小的表面上的不完美。
容许↑
导线股股绳或模具出现水和湿气说明其中一个或两个都没有适当烘干。虽然焊接头有汽泡，但焊接是固体的，汽泡的程度不足以报废这一连接。
不合格↑
表面上大量的渣子是由于焊药从没有放好的垫片侧泄露，或缺乏垫片引起的。在进行下一次连接之前检查模具盘座并检查垫片的位置。
七、建议
为了确保放热焊接的质量，建议在熔焊时严格按以下工艺要求操作
（1）在施工中要对导线进行清洁和烘干处理。
（2）对不同供货商提供的放热焊材料，要按使用要求的标号焊剂加入焊剂，不能用错。
（3）按照供货商提供的熔焊工艺流程进行作业。
八、结束语
在重要工程中采用放热焊接工艺，虽然材料成本投资比传统焊接大，但从焊接质量、综合材料的投资、人力成本、工程可靠性、工程寿命等方面计算，总体的开支是降低了，综合效益提高了。因此放热焊接工艺在某些工程中优于传统焊接方法。
参考文献
1、《放热熔接技术的实例应用》，江汉石油职工大学学报 周斌
2、 新材料与新技术在电力接地系统中的应用[J].能源工程，2009（6）吕大鹰，鲍威
3、铝热焊焊接过程中的常见问题和对策[J].上海铁道科技，2008（4）胡志成
关键字：电气连接、放热焊接、施工方法
中图分类号：F407文献标识码： A
一、引言
在电气施工中经常会遇到电气连接，电气连接的好坏将直接影响整个电力系统的运行和设备、人身的安全。放热焊接是我国近几年引入的一项新的电气连接技术，与压接和螺栓连接等机械连接不同的是，它以化学反应的方式使连接起和被连接体之间形成分子间连接。放热焊接最早应用于铁路领域的电气施工，后来逐步应用到接地系统、防雷系统和输电线路、电缆的连接。在咸阳60万吨/年甲醇项目放热焊接广泛应用于接地系统和防雷系统。实际应用表明，放热焊接技术具有操作简便、成功率高、焊接接头质量稳定等其他连接方式不可比拟的优点。
二、放热焊接工艺的特点
（1）连接点为分子结合，没有接触面，更没有机械压力。因此，不会松弛，不会劣化，而且抗腐蚀能力强。放热焊接克服了机械连接存在的接触面接触不良，時间一长会发生氧化，连接点电阻增加等问题。另外也避免了常规焊接时无法保证金属间完全焊透、焊接完成后接头变形以及不同金属连接时因电位差产生电腐蚀等问题。
（2）焊接质量好，一次合格率高。选用不同的模具可以实现材质的连接。
（3）焊接设备轻便，易携带，焊接方法简单、操作方便，在焊接过程中不需要外接电源，室内外均可操作。施工人员只需通过简单的简单培训即可操作。
三、工作原理
放热焊接时，把欲连接的导线放入石墨熔模的底部，石墨熔模的上部相当于坩埚内先放入隔离片，用以阻止混合铜基粉末漏入熔模中，再将混合铜基粉末倒入坩埚，放上引火粉，用点火枪点燃引火粉，使混合铜基粉末发生化学反应，形成液态铜流入熔模内，将导线熔为一体。
四、机具设备
机具焊接需要匹配的主要工具有模具、模夹、焊粉、喷灯、清模铲、点火枪等。其中
（1）模具：模具是选用耐高温的材料，根据熔化铜水流速、流向以及最后的形状等加以设计制造出来。模具在正常使用情况下可以使用50次以上的熔接。
（2）焊粉：焊粉为防止受潮起见，按其大小装在锡纸包装袋内，起火袋粉装于袋内小罐中，隔离片用防潮塑胶袋包装为一次作业所需材料。
（3）喷灯：用于加热、烘干，去除模内水分及导线熔接处水分。
（4）清模铲：用于清除模内矿渣。
（5）点火枪：用于点燃起火粉。
五、工艺流程与操作要点
5.1 操作步骤
（1）根据连接点选择合适的模具和焊剂,将导体放入模具内并夹紧，必要的时候可用线缆固定夹辅助。
（2）将垫片放入模腔，堵住模孔托住焊粉。
（3）将焊粉倒入模具中
（4）从焊粉表面到模沿撒上点火粉。
（5）合上模盖，用点火枪点火。
（6）约20秒后，可开模，焊接成功。
操作前必须对模具、导体进行加热并除去导体表面氧化层。需焊接的导体在放入焊接腔内应保持适当的间隙，间隙过大可能会导致焊药不足，间隙过小则不利于导体焊接。
5.2 工艺流程图
六、质量控制
一个良好的放热焊接点应当表面丰满光亮、没有气孔，经切开观察其剖面成一整体无气孔。影响放热焊接效果的最主要因素是湿气或水气，由于模具、焊粉及被熔接物内均可能吸附水分，是热熔接焊接前必须采取的最重要步骤。另一个影响放热焊接效果的因素是模具及被焊接物的清洁程度。如果焊接物表面的尘土、油脂、氧化物或其它附着物等必须完全清除，使其洁净光亮后才能进行焊接作业，否则焊接后的焊接位置的导电性能及机械性能将受到影响。如果模具内的遗留的残渣不完全清除，将造成焊机位置表面不平滑、不光亮。
放热焊接的效果可依据大小、颜色、表面光滑度、接头的汽泡度指标进行核查。
1）大小
（1）限制在焊接之内的导线没有大块的暴露。
（2）水平连接的焊接头的最低点（在渣被清除后）不应低于导线的顶端。
低的焊接头表明：
（a）没有使用充足的焊药。
（b）金属液的过多泄露。
（c）模具内部导线的不适当定位。
（d）导线的移动
过高焊接头表明：
（a）使用了太多的焊药（连接仍然是容许的）。
（b）由于导线或模具含有污染物使体积增加。
2）颜色
在用去氧化层钢刷刷过之后，接头的颜色正常来说应该是金黄至青铜色。而焊接铸铁或镀锌表面导体的焊接头呈银白色，也是正常色。
3）表面光滑度
焊接头表面应当平滑，无大块渣子。如果接头表面覆盖20%以上的渣子，或渣子被除掉后有任何电缆线股的暴露，那这个接头必须报废。
4）气孔
原则上接头应没有气孔，过多的气孔一般来说是导体或模具含污染物（水，油，尘土等）的结果。如果焊接头的表面出现了一些非常小的气孔，根据孔深判断，若孔深超越了导线的中心，则接头报废。
放热焊接位置的质量优劣也可通过目测检验，强度较高、表面光亮、较少或没有蜂窝状凹凸即为良好。如下图为铜绞线与铜绞线搭接放热后接头的质量对比照片
良好 ↑
牢固的焊接，只有极小的表面上的不完美。
容许↑
导线股股绳或模具出现水和湿气说明其中一个或两个都没有适当烘干。虽然焊接头有汽泡，但焊接是固体的，汽泡的程度不足以报废这一连接。
不合格↑
表面上大量的渣子是由于焊药从没有放好的垫片侧泄露，或缺乏垫片引起的。在进行下一次连接之前检查模具盘座并检查垫片的位置。
七、建议
为了确保放热焊接的质量，建议在熔焊时严格按以下工艺要求操作
（1）在施工中要对导线进行清洁和烘干处理。
（2）对不同供货商提供的放热焊材料，要按使用要求的标号焊剂加入焊剂，不能用错。
（3）按照供货商提供的熔焊工艺流程进行作业。
八、结束语
在重要工程中采用放热焊接工艺，虽然材料成本投资比传统焊接大，但从焊接质量、综合材料的投资、人力成本、工程可靠性、工程寿命等方面计算，总体的开支是降低了，综合效益提高了。因此放热焊接工艺在某些工程中优于传统焊接方法。
参考文献
1、《放热熔接技术的实例应用》，江汉石油职工大学学报 周斌
2、 新材料与新技术在电力接地系统中的应用[J].能源工程，2009（6）吕大鹰，鲍威
3、铝热焊焊接过程中的常见问题和对策[J].上海铁道科技，2008（4）胡志成