放热焊接范文

放热焊接范文第1篇

1　概述

1.1　良好接地的必要条件

>> 浅谈变电站接地中的放热焊接法 地铁接地网放热焊接改进技术的应用 浅谈放热焊接工艺在接地系统中的应用 放热焊在车站接地网施工中的应用 浅谈几种竖向钢筋焊接法在建筑施工中的运用 浅谈配网系统的接地问题 浅谈钢筋焊接网在建筑楼板的应用 浅谈变电站接地网设计 滑动变阻器的接法 接地网接地阻抗的测量与实测应用 降低主接地网电阻的措施 浅谈变电站接地网降阻措施的应用 浅谈高土壤电阻率区变电站防雷接地网的改造 浅谈变电站电气一次主接地网的设计 浅谈变电所接地网存在的问题及改造 浅谈变电站接地网的存在问题及改进方法 浅谈变电站接地网设计中的相关问题 浅谈牵引变电所接地网工程施工过程的质量控制 引外接地对降低接地网接地阻抗的作用 利用接地网综合测试系统分析接地网故障的研究 常见问题解答 当前所在位置：中国论文网 > 科技 > 浅谈接地网的放热焊接法 浅谈接地网的放热焊接法 杂志之家、写作服务和杂志订阅支持对公帐户付款！安全又可靠！ document.write("作者：未知 如您是作者，请告知我们")

申明:本网站内容仅用于学术交流，如有侵犯您的权益，请及时告知我们，本站将立即删除有关内容。 浅谈接地网的放热焊接法/刘宝国　赵鹏举　刘宝玲

1　概述

1.1　良好接地的必要条件

良好的接地系统应具备以下两个主要条件:

(1)提供一个尽可能低的电阻对地路径(接地电阻),接地电阻越低,雷电流、浪涌和故障电流就可越安全地消散到大地。

(2)接地导体应具有良好的防腐能力并能重复通过大的故障电流,接地系统的寿命应不小于地面主要设备的寿命,一般至少要求30年以上。长期、可靠、稳定的接地系统,是维持设备稳定运行、保证设备和人员安全的根本保障。

接地系统长期安全可靠运行的关键在于正确选择合适的接地材料和可靠的连接。

1.2　我国接地系统现状

目前我国传统接地体大多采用钢材质,其主要原因是我国的早期电力系统设计技术多借鉴前苏联相关技术,另外我国自身铜储探明量的不足,加上西方国家过去对我国的封锁,中国不容易取得铜。为节约有色金属,在20世纪50～60年代提出“以钢代铜,以铝代铜”,所以一度大量选用钢材和铝材。而国外(除前苏联和印度以外),以铜材以及铜镀钢材料作为主要接地材料已有超过100年的历史,而且被相关的国际标准(如:IEEE和IIIEc)推荐为主要的接地材料。

目前,我国大部分地区仍然使用镀锌扁钢作为接地材料,但几十年的实践证明镀锌钢并不能解决接地装置腐蚀问题,象华北电网天津北郊500kV变电站投运8年后开挖检查发现,接地装置腐蚀严重,有的甚至已被腐蚀断,不得不投巨资更换成铜接地装置。还有,北京房山变电站、大同二电厂等大型500kV变电站投运10～11年后,因腐蚀严重均重新更换了原镀锌钢接地装置。由于是重新铺设接地装置,恢复路面和绿化等工作花费了不少资金,因此整个改造工程比新建接地装置所需费用增加很多。

我国解放前,曾大量采用铜质材料作为接地材料,如天津塘沽110kV变电站、上海杨树浦电厂等,经检查,其接地装置至今仍然合格,至今仍可使用。在外资投资的工厂,电厂的变电站中,大量使用铜质材料接地装置,如秦山核电站、连云港核电站、无锡海力士半导体变电站、INTEL等。

目前铜材已经不再作为国家战略物资,国家外汇储备充沛,在上海成立了铜期货交易所,可以很方便地购买铜。

而北京、上海、江苏、浙江、山东、广东、辽宁、天津等地区已开始选用热稳定性能好、导电性能强、耐腐性强的镀铜材做接地,其连接采用先进的放热焊接技术。

2　技术比较

2.1　性能比较

分别从导电性、热稳定性、耐腐蚀性等方面比较铜接地体与热镀锌钢接地体的差异。

2.1.1　导电性

铜和钢在20℃时的电阻率分别是1 7.24×10-6(Ω・mm)和138×10-6(Ω・mm)。若以铜的导电率为100%,标准1020钢的导电率仅为10.8%,因此铜的导电率是钢的10倍左右。而镀铜钢线导电率也为30%～40%,均远较钢接地体好。尤其是在集肤效应下,高频时镀铜钢绞线导电性能远远优于钢材。即铜接地体导电性能比钢接地体性能优越。

2.1.2 热稳定性

铜的熔点为108 3℃,短路时最高允许温度为450℃;而钢的熔点为1510℃,短路时最高允许温度为400℃。因此,接地体截面相同时,铜材热稳定性较好。同等热稳定性能时,钢接地体所需的截面积为铜材的3倍,是30%镀铜钢绞线的2.5倍,是40%镀铜钢绞线的2.8倍。

2.1.3耐腐蚀性

接地体的腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀两种形式,在多数情况下,这两种腐蚀同时存在。铜在土壤中的腐蚀速度大约是钢材的1/10-1/50,是镀锌钢的耐腐蚀性的3倍以上,而且电气性能稳定。

铜的表面会产生附着性极强的氧化物(铜绿),能够对内部的铜起到很好的保护作用,阻断腐蚀的形成。当铜与其它金属(钢结构、水管、气管、电缆护套等)共存地下时,铜作为阴极不会受腐蚀,腐蚀的是后者。钢材是逐层腐蚀,镀锌层也具有一定的抗腐蚀性。

钢接地体接头部位经过高温电弧焊接加工后会出现点腐蚀情况,一般最多只能保证10年。而铜腐蚀不存在点蚀情况,寿命较长。

可见,铜接地体的耐腐性显著优于钢接地体。

目前我国变电所接地系统均存在不同的腐蚀问题,特别是有些运行十年以上的变电所腐蚀相当严重。尽管在设计时各设计人员已通过增大接地极截面来考虑30年的防腐问题,在实际运行中也采用部分开挖和测量接地电阻等方法来检测腐蚀问题。但由于实际腐蚀情况更严重,以及钢与铜的腐蚀机理不同,实施效果不太理想。图1是运行8年后开挖的钢接地体的图片,局部已经严重腐蚀断裂。

图2是现场埋置两年后的镀锌钢试片,在接地网有泄流电流的电解腐蚀时,其耐蚀性能与普通碳钢相比,提高极少,不能明显改善接地网的防蚀性能。

一般情况下,在测量接地电阻时,很难发现接地网腐蚀问题.一旦通过大的故障电流,由于截面太小,容易熔断,造成故障电流不能通过接地网顺利泄到大地,从而导致地电位升高,而出现“反击”现象,导致直流、保护、通信、信号等二次设备和低压系统发生故障和损坏,甚至损坏变压器等重要设备。而镀铜钢棒则几乎没有任何腐蚀。

综上所述,铜接地体与镀锌钢接地体相比,铜接地体在导电性能、热稳定性能、耐腐蚀性方面有显著的优越性。

2.2　接地体连接方式

变电所的接地网金属导体存在着大量的连接点,只有可靠的、牢固的连接才能保证接地网的运行可靠性。

2.2.1　钢接地体的连接方式

目前,钢接地体之间的连接均为传统的电弧焊接方式,高温电弧会破坏接地体接头部位的镀锌层,有可能导致点腐蚀的出现,严重影响接地体的寿命。此外,电弧焊接连接不是真正的分子性连接,焊接点对于接地体的导电性能也有影响。

对于钢接地体能否采用放热焊接法,设计者也作过研究与尝试,由于钢接地体设计截面过大,未能被采用,主要有以下原因:

(1)大型、非标模具制造困难,造价高;

(2)焊粉用量大;

(3)由于钢接地体本身防腐性能差,焊接质量的提高意义不大;

(4)焊接点较多,费用太高。

2.2.2铜镀钢接地体的连接方式

目前铜接地体和铜镀钢接地体主要有以下四种连接方式:

(1)铜银焊连接法

扁铜条与扁铜条之间、扁铜条与裸铜绞线之间、裸铜绞线与裸铜绞线之间的连接都可以使用铜银焊连接法,常用的铜银焊接有乙炔焊、电弧焊等,但焊接都只是表面搭接,内部并没有熔合,接头不致密,性能只比压接和螺栓连接略好,焊接接头的性能还要取决于操作技术工的熟练程度,特别是铜焊,即使是持有特殊工种上岗证,也比较容易出现一些焊接缺陷,无法从表面观察合格与否。并且,这种焊接是应用于纯铜接地体之间的连接,不适合于镀铜接地体的连接。基于以上原因,铜银焊连接法在电力 工程接地系统实际施工中很少应用。

(2)压接线夹连接法

绞线与绞线之间的连接大多使用压接线夹连接法。但这种方法比较适用于两条绞线一对一连接,无法做好十字交叉连接。如要十字交叉,则要求有特殊十字接线线夹,或者要先形成接地铜排和接地线夹,处理好两者之间的接触面后,再使用螺栓连接法。

(3)螺栓连接法

扁铜条与扁铜条之间、扁铜条与绞线之间、绞线与绞线之间的连接还可用螺栓连接,该方法与压接线夹连接法互为补充。但螺栓连接处的接触标准应按现行国家标准《电气装置工程母线装置施工及验收规范》的规定处理。目前,压接线夹法和螺栓连接法在施工现场应用最为广泛,这和我国的电力施工技术工人的认识和训练程度有着密切的关系。

(4)放热焊接连接法

放热焊接工艺最早是由美国艾力高公司(ERIC0)的查尔斯・卡特威尔博士1938年开发的,该工艺最早用于铁路信号线焊接。艾力高公司为表彰卡特威尔博士(Dr.Charles Cadwell)的贡献,将该工艺的商标命名为CADWELD。目前数以千万计的CADWELD焊接在使用了50多年后,性能依然良好。

放热焊接利用活性较强的铝把氧化铜还原,整个过程需时仅数秒,反应所放出的热量足以使被焊接的导线端部融化形成永久性的分子合成。铜基放热反应的一般公式是:

3Cu2O+2AIAl2O3+3Cu+热量(2735℃)

放热焊接的作业程序:

①准备工作:将导线和模具清理干净,再将模具用喷灯加热以去除水分,然后把导线放人模具内,扣紧夹具以固定模具;

②把杯状焊药放入模具内;

③将电子控制器终端夹到点火条上;

④盖上盖子持续按下电子控制器按钮5s后点火;

⑤打开模具并移去钢杯,就可见焊接好的接头。清除焊渣,等待下一次焊接。

永久焊接简单四步法如图3所示。

放热焊接接头的特性;

①外形美观一致;

②连接点为分子结合,没有接触面,更没有机械压力,因此,不会松弛和腐蚀;

④具有较大的散热面积,通电流能力与导体相同;

④熔点与导体相同,能承受故障大电流冲击,不至熔断。

放热焊接连接法可以完成各种导线间不同方式的连接,如直通型、丁字型、十字型等;还可以完成不同材质导线的连接,如普通钢铁、铜、镀锌钢、镀铜钢等之间的连接;甚至可以实现导体间不同形状的连接,如铜导线与铜镀钢接地棒的连接、铜导线与铜板的连接、铜导线与接地镀锌钢管的连接、导线与钢筋的连接以及导线与槽钢的连接。这种方法接头有着广泛的连接方式,而且耐腐蚀性好、接触电阻低,已逐步得到推广应用。

放热焊接的优点:

①焊接方法简单,容易掌握;

②无需外接电源或热源;

③供焊接用的材料、工具很轻、携带方便;

④焊接点的载流能力与导线的载流能力相等;

⑤焊接是一种永久性的分子结合,不会松脱;

⑥焊接点像铜一样,耐腐蚀性能强;

⑦焊接速度快捷,节省人工;

④从焊口的外观上便能鉴定焊接的质量;

⑨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。

在国外,放热焊接已通过UL标准严格论证,并被IEEE Std80大纲等规程中指定为接地系统中埋地导体地连接方式。在国内,放热焊接技术已通过国家电力公司武汉高压研究所、浙江电力试验研究所等部门产品质量监督检验中心的检验,并已应用在电力系统的重点工程。不同连接形式的放热焊接如图4所示。

2.3　施工难易度

设计推荐垂直地网采用铜镀钢接地棒,由于接地棒截面大大小于角钢,在作垂直接地施工方面工作量减小,并能垂直深入土壤,使通过加大垂直接地深度来降低接地电阻成为一种可能。

2.4　接地效果

对接地系统基本要求是满足接地电阻的指标。接地电阻具体来说,实质上包含三个部分:

(1)接地导体本身电阻;

(2)导体和土壤的接触电阻;

(3)土壤的散流电阻。

其中土壤的散流电阻最为重要,它是接地电阻的重要组成部分,这由土壤的电阻率决定。所以通常采用增大垂直按地极深度来减少土壤的散流电阻,从而达到降低接地电阻的目的,而不是增大垂直接地极深度来降低接地电阻。

镀铜接地网相对钢接地网来说,能够更好的泄放故障电流,保障线路安全。

3　结束语

放热焊接范文第2篇

关键词：地铁、放热焊接、电阻测试、应用

一、背景介绍

目前国内地铁车站内的接地网全部采用放热焊接技术施工，但2007年以前在该技术在国内行业领域工程中第一次应用，新设备、新技术，新工艺、施工难度大。本技术的主要目的是为了掌握城市地铁接地网的施工，特别是放热焊接施工改进技术，提高国内地铁接地网施工领域效率和安全性，指导以后类似工程施工。

二、一般建筑接地装置施工方案与地铁车站接地网施工方案的区别

1施工材料的区别

一般建筑接地采用镀锌扁钢、角钢等，而地铁接地网施工使用材料为紫铜排和紫铜管。紫铜具有良好的导电性、导热性、耐腐蚀性和延展性等物理化学特性，远比其他金属材质好。

2施工焊接方法区别

一般建筑接地焊接采用电弧焊接，电弧焊接使用工具为电焊机、焊条、焊枪等需外接电源，而地铁接地网焊接采用放热焊接，不需外接任何水电等能源，操作简单、便捷、安全，焊接质量无虚焊熔接好。

3施工模式区别

一般接地工程针对为某单个或群居在小范围内的建筑安装工程，施工单位接地施工控制在规定范围内，无需长距离移动，施工调度简单，单位时间内效率提高；而城市地铁工程一般车站站点多，战线长，较分散，给施工单位车站接地网施工带来一定难度，不同车站间的施工需来回调度，队伍游击作业，加大施工成本，调度困难，单位时间内施工效率低。

三、研究的主要过程

1技术调研，搜集资料

为了尽快掌握地铁接地网放热焊接技术的原理和施工工序操作技巧，我们专门成立了课题研究小组，走访了多家研究、施工及生产单位，搜集了大量有价值的资料，课题小组成员认真学习、理解，并结合南京地铁二号线的施工实际，对地铁接地网放热焊接技术有了较深入的认识。

2结合具体工程进一步的研究实践

为了深入掌握地铁接地网放热焊接技术方法，小组成员参与了南京地铁二号线一期全线全部车站接地网放热焊接督导工作，结合现场实际直接参与技术工作。小组成员在学习研究资料的基础上，结合工程实际，已经完全掌握了地铁接地网放热焊接技术方法，并搜集整理了大量有价值的技术资料，为公司今后地铁接地网放热焊接技术施工提供了技术保证。

3在工程实践中解决的主要问题

1）根据现有市场放热焊接厂家提供的放热焊接技术方法，研究开发了地铁深基坑内环境下放热焊接施工技术，形成了相应施工工法，为今后相关工程的施工奠定了基础。

2）开工前，项目部结合车站现场实际情况和供货商的放热焊接施工技术方案，发现其存在许多不足之处，受施工现场恶劣条件限制，模具使用磨损大和施工困难，虚焊、焊点不饱满较频繁，施工成本加大，施工工期长，针对这种现象，课题小组与供货商的技术人员根据现场环境进行了认真的分析，反复研究思考，总结出一套详细的适应地铁接地网放热焊接的可行性施工方案，自行设计一套放热焊接搭设平台，细化提高操作人员施工操作步骤，改进后的施工技术方案可大大提高地铁深基坑内恶劣环境条件下模具焊接寿命，减少施工成本，缩短施工工期，提高放热焊接的安全性。

四、放热焊接技术概述

1、 放热焊接设施

放热焊接设施主要由9种工具：焊接模具、模具夹、焊剂、点火枪、引火粉、钢托盘、钢刷、喷灯、工具箱。改进后的焊接工艺还需增加一个小焊接平台（我项目部自行设计），以改善施工现场不利环境。

2、工作原理

放热焊接也称“铝热焊接”是一种铝还原另一种金属氧化物（通常是铜或铁的氧化物）这样一个放热反应（铝热焊反应）生成熔融的铜或铁来实现焊接的工艺。

放热焊接化学反应速度非常快，仅几秒钟就可以完成焊接，产生热量极高，可以有效的传到至链接部位，使其融为一体，形成分子结合。它无须其他任何热能，是用于连接接地线路金属导体的最好方法。

放热焊接主要可焊接纯铜、黄铜、青铜、紫铜、铜包钢、纯铁、不锈钢、铸铁、镀锌钢铁、铸铁等。

一个良好的焊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体与暇疵。影响到焊接效果的最主要的因素是湿气或水气，由于模具、焊剂及被焊接物内均附水分。因此如何防止或驱除水气，是焊接时必须采取的最重要步骤。

另一影响焊接效果的因素是模具及被焊接物的清洁程度，使其洁净光亮后才可进行焊接作业，否则焊接后的焊点的导电性能与机械性能将受到影响。如果模具内遗留的残渣不完全清除，将造成焊接表面不平滑、不光亮。

五、改进技术后的施工方法、施工部署、施工安装说明

1、施工方法

1.1施工准备

1）根据施工进度安排组织技术人员进行现场调查，了解既有各车站的施工环境情况。

2）参加供货商和设计院主持的技术交底会，认真复核设计文件、设计图纸等，将技术要求和内容向技术人员传达，使施工人员领会设计意图，清楚作业所采用的操作规程及标准。

3）编制详细的改进后的实施性施工组织方案。

1.2技术准备

1）认真仔细研究设计图纸，核对设计工程数量，编制施工作业指导书、施工调查报告、备料计划。

2）准备充足的施工技术资料以及其它施工用资料。

3）编制改进后的实施性施工组织方案、质量检查体系和各项保证工程安全、和工期的措施。

4）与相关单位签订施工协议，签订技术交底和安全交底，明确配合施工事宜和其它相关事项，确保施工顺利进行。

1.3 人员准备

按要求配备充足的工程技术人员和技术工人，对参建员工进行技术交底和岗前培训，考核合格后方可上岗。对雇佣民工进行岗前施工的安全、质量教育及一般施工技术的培训，经考核合格者再行录用。

1.4 物资准备

1）与建设单位和设计单位保持密切联系，收到设计施工图纸后，立即组织技术人员认真仔细地研究设计图纸，核对设计工程数量，编制备料计划。

2）组织物资管理人员，根据建设单位要求，做好主要材料、设备的订货、采购和运储，确定自购材料的生产厂商及运输和保贮方案，保证开工后施工材料及时就位。

1.5施工机具、仪器仪表准备

根据实际情况，配备充足的施工机械设备、仪器仪表和施工机具，并且提前做好检校工作，制定科学的运输方案，确保其在施工中的安全与可靠性。

2施工部署

在工程开工后，将积极地与业主、监理、设计和供货商等单位联系，与本工程其它承包商联络，进行现场调查与定测，对垂直接地体进行准确定位，与土建承包商进行图纸核定，若存在地下管线、反梁等有冲突的部位，则进行局部避让，安装位置调整结果经多方协商后报请监理确定。

3施工安装说明

测量、检测、试验：施工前首先根据设计图纸和现场实际情况确定水平接地铁和垂直接地体安装的准确位置，在现场采用定桩和画线做好标记。位置测量需要会同建设单位、设计单位、监理单位和土建承包商一同进行，检测接地网安装位置是否与土建反梁等施工有冲突；对所发生冲突后应合理避让。

沟槽开挖：定测结束，接地材料到货检验合格且准备工作完成后，可进行水平接地体沟槽的开挖，沟断面为上宽600mm，下宽400，深度700 mm的梯形；垂直接地铁沟槽开挖沟断面为上宽800mm，下宽600 mm，深度700 mm的梯形；沟槽开挖将雇佣民工实施。

水平接地体安装：沟槽具备条件后，将接地体放入沟槽内并按照要求放热焊接，焊接保证牢固可靠，水平接地体敷设于纵向沟槽中央，为保证接地体处于回填土之中，用小石块对不同部位支撑，使其高过沟底约50mm，以便回填土包裹住接地体。水平接地体焊接后自检，自检合格、无脱焊、虚焊后，报请监理工程师现场检查。

接地引出线安装：接地引出线与水平接地线同时焊接、安装，多余部分进行浅层覆盖，待地下站垫层施工时配合土建承包商完成最终制作与就位。

回填、置换土：监理工程师对隐蔽工程检查合格后可以回填，回填土原则上采用开挖土，即沟槽开挖出的原土，接地体周围选用粘土或低土壤电阻率的粉末状强风化岩回填。若采样土壤电阻率试验达不到设计要求，则从其他地方运来素土置换原土进行回填，将原土按照相关规定运出施工现场。沟槽回填后夯实，自然沉降后再夯实一遍。

六、结语

在地铁接地网放热焊接技术的改进与用中，要综合各方面的技术要素，尤其是在测量、检测、试验、水平接地体安装、接地引出线安装等方面的技术要点，在组织施工方面，也要突出对整个技术的融入性，通过各个技术要素的融合，充分实现地铁接地网放热焊接改进技术的整体职能。

放热焊接范文第3篇

[关键词]: 接地扁铜 焊接方法技术要求 施工工艺

[Abstract]: This project is mainly use flat copper as the main material of the grounding system, this paper describes the use of ground flat copper reason, welding methods and engineering-related technical requirements and construction techniques.[Key words: ground flat copper; welding method; technical requirements; construction technology

中图分类号： U224 文献标识码：A 文章编号：

1、工程概况

拉西瓦水电站位于青海省贵德县与贵南县交界的黄河干流上，是黄河上游龙羊峡至青铜峡河段规划的大中型水电站中紧接龙羊峡水电站的第二个梯级电站。电站距上游龙羊峡水电站32.8km（河道距离），距下游李家峡水电站73km，距青海省西宁市公路里程为134km，距下游贵德县城25km，对外交通便利。

拉西瓦水电站工程属大（1）型一等工程，永久性主要水工建筑物为一级建筑物。工程的主要任务是发电。水库具有日调节能力。该工程由混凝土双曲重力拱坝（坝高248m）、坝后水垫塘及二道坝、坝身泄洪表孔深孔底孔及右岸地下厂房主变开关室组成。大坝建成后将形成10.79亿m3的水库，电站装机容量4200MW（6× 700MW）。

拉西瓦水电站主坝接地系统主要由接地扁铜（主要由30× 5和40×5两种扁铜组成）、接地极、降阻剂，接地扁钢等组成。

2、拉西瓦水电站主坝接地主材采用接地扁铜的原因

拉西瓦水电站处于高寒地区，由于地质土壤属高电阻率土壤，导电性能较差；其次考虑水电站的使用寿命周期长，以及接地系统导流量等方面的综合指标经实验论证后，拉西瓦水电站主坝接地系统采用导电率较好的接地扁铜作为拉西瓦水电站的主要接地材料，主要采用的扁铜尺寸（规格）为30× 5及40× 5两种，扁铜的用量相比较而言占工程总数的95%以上。

3、各种焊接方法的特点比较及拉西瓦接地焊接采用的方法

材料的焊接方式主要有熔焊、压力焊及钎焊等。其中除压力焊外，其他焊接方法均可用于接地系统中不同材料之间的焊接。各种焊接方法的主要特点如下：

3.1熔焊

熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件两工件连接成为一体。熔焊方式除电焊、气焊外，放热焊接也是熔焊方式的一种，自开发以来，已广泛应用于机电、化工等多个行业。一般而言，在经济方面，放热焊接比普通焊接方法贵一些。但是在施工完后，如果钎焊质量不能满足要求时，要对接续点进行返工将是非常麻烦的，而放热焊接则相对成功率比较高且寿命长。放热焊接方法具有以下特点：

接头的放热稳定性方面：用于接地铜导体的焊剂为铜基合金（如CADWELD焊料F20含有3%左右的锡）。IEEE标准（1991年版）《交流变电站接地安全性守则》称“放热焊接如正常的话，它就是一条直线”。焊接接头的寿命，其本质就是在特定环境下的耐腐蚀问题，应必须予以关注。国际上这方面的介绍很难见到，只能根据实际情况推断如下：根据制造厂提供的相关数据，焊料的成份接近锡青铜（锡青铜的含量为3.5%~8%），其腐蚀性应与锡青铜相仿，即其寿命应当不低。为减少接地网的接头数量，同时降低放热焊接的施工成本，宜优先采用铜绞线。

3.2钎焊

钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而事项焊接的方法。影响材料、钎焊性的首要因素就是材料本身的性质。例如Cu和Fe的钎焊性好；AL的表面氧化物非常致密稳定而难于去除，因而铝的钎焊性差。

3.3焊接方法的初步比较

考虑到本工程主要还是铜材焊接，下面对铜钎法和放热焊接法进行初步比较，详见表3-1。

表3-1

4.焊接方法

4.1方法介绍

本工程接地网的主要接地材料为铜材，为了充分利用自然接地体以降低整个接地网的接地电阻，即在接地系统的材料连接方式，除铜材与铜材之间的焊接外，还存在铜材与钢铁材料之间的连接问题，即存在异种金属组合问题。

根据不同的焊接特点分别有：

钢材与钢材之间的焊接，采用电焊、气焊均可；铜材与钢才之间的焊接，可采用熔焊方式，如担心对结构件产生强度、刚度影响，采用钎焊亦可。

铜材与铜材之间的焊接均采用火泥熔接放热式焊接方法，拉西瓦水电站主坝接地系统多采用此焊接方法。

4.2放热焊接基本要求

焊接接头是否合格，一般要求从导电性、防腐蚀性、通流量、机械强度方面的考验。IEEE 837-1989用于变电站接地永久连接合格检验标准提出了合格接头的实验方法及规定，放热焊接粉供应商一般应提供测试报告。在具体施工中，一般只能根据目侧判断，因此要求：

⑴、在施工现场应进行操作培训，直至熟练程度；对不同型式接头，分别做几只样品，锯开来看效果，以便发现操作过程中不当之处。

⑵、对焊好的接头，用人力拉几次，目测外观，不合格的应重做。

⑶、有条件时，测量接头电阻，与同样长度的完整导体的电阻值比较，不超过1.1倍为合格。

5.火泥熔焊的特点和原理

5.1.工艺原理

放热焊接是通过氧化铜的化学反应，产生液态高温铜液和氧化铅的残渣并利用放热反应所产生的高温来实现性能电气熔接工艺。放热焊接适用于铜、钢、铁及铁合金等同种或异种材料的电气连接，它无需任何外加的能源和动力。

放热焊接的反应方程式：3CU2O+AL=6CU+AL2O3+ 热量（温度可达2537度或4600度以上）.

5.2放热焊接所需的主要模具及附件

A、放热焊接模具（有十字、T型、一字专用模具）

B、放热焊接专用焊粉

C、工具箱

5.3放热焊接的要点：

要点：驱除水气清洁被溶接物清洁模具。

除以上三项外还应对药粉进行妥善保存，另外还需要对药粉及模具有对应性否则会影响熔接质量。

放热焊接使用前的准备工作：在熔接之前清洁连接表面。除去表面的水、油、污渣等。对有附着物的表面使用砂轮，粗铁刀等工具清洁然后

使用前先加热模具清洁模具，调整模具使用前的

最佳状态（闭镀等）。

5.4施工优缺点及经济比较

通过主坝接地系统的施工实践，表明拉西瓦水电站接地焊接的优缺点总结如下：

优点：

操作简单，使用方便；

实际可操作性能强，操作人员普及使用率高；

缺点：

限制性较大，只能在符合其相对湿度，温度及施工场地干燥度满足要求的情况下，焊接质量才能达到质量要求；

⑵模具的使用损坏率高，且价格较高；

前期施工时由于母材长度的限制，加大了接头焊接量和模具的使用率，因而药粉的用量也随之较大。随着施工的继续实践，进货的单长从9米整到30米，减少了接头的药粉量，为主坝的成本控制起到了积极的作用。而模具的使用也较频繁，模具的费用也较高，损坏率也随使用的次数随之增大（模具设计使用次数为80次），而实际施工当中只能用50次左右。

6.结语

通过本工程的技术实践和理论知识的总结，为以后其它工程的施工提供了宝贵的技术支持和实践施工技术支持。也为以后其它工程的施工积累了宝贵的经验。

放热焊接范文第4篇

关键词：载流温升；落锤；短路电流；晶相分析；有限元分析；

Abstract: In the rail return current path of the metro, the connection of the cable and rail is of key importance. Through the validity test for the connection of the rail return current (drop weight, short-circuit current, carrier temperature-rise, fatigue, vibration, crystal phase analysis and salt spray test) and simulation analysis (Finite Element Analysis), the traffic safety and reliable operation on the metro is of great significance from a systematic study and analysis for the test results.

Key words: Carrier temperature-rise; Drop weight; Short-circuit current; Crystal phase analysis; Finite element analysis

中图分类号：U231+.3文献标识码：A文章编号：

0概述

目前，国内城市轨道交通除重庆单轨和中低速磁悬浮外均采用钢轨回流制式，电缆与钢轨的连接方式若处理不当，有可能会造成钢轨损伤乃至断轨，或者回流不畅导致牵引力不足。因此，对连接方式的深入试验研究对地铁的安全、可靠运营意义十分重大。

本次试验研究主要针对国内常用的四种钢轨回流连接方式，分别为：

图1单根电缆放热焊接图2铜排放热焊接

图3单根电缆栓接 图4铜排（钴铬硅铜合金）栓接

通过四种连接方式的样品制作、钢轨探伤试验、电阻试验、振动试验、载流温升试验、短路电流试验、疲劳试验、晶相分析试验、落锤试验和盐雾试验，并结合有限元分析工具，对试验结果进行系统研究分析，拟选出工艺简单、安全可靠的连接方式。

1有限元分析试验

单根电缆栓接和铜排栓接两种连接方式均需对钢轨进行钻孔，因此，借助有限元分析软件对钢轨钻孔进行建模、加载、受力计算分析。（1）铜排栓接方式，孔数3个，孔径14mm，孔间距180mm。（2）单根电缆栓接方式，孔数5个，孔径19mm，孔间距200mm。通过有限元分析试验，得出对钢轨钻孔位置优化建议，（1）在不改变孔中心距的前提下，在水平方向上没有最合理的优化位置。（2）在钢轨中心线下方10～12.5mm附近孔边最大拉应力最小，为最合理的开孔的位置。

对钢轨有限元模型进行疲劳寿命估算，钢轨钻孔处的最大拉应力为286 MPa，由于荷载是一种脉动荷载，最小应力为0MPa，则应力幅为 =143MPa，平均应力为 =143MPa，根据公式计算得到相当应力：

=278MPa < 394MPa（持久极限）

因此，理论分析结论为在钢轨轨腰应力最小位置进行钻孔时，钢轨不会发生疲劳破坏。

2试件制作

在有限元分析结论的基础上进行试验样件的制作，每种样件10件，共40件，制作地点为北京，制作试验时间为4～7月。

制作前，对钢轨进行探伤，确保钢轨合格。过程中，严格按照即定操作规程进行制作，对样件进行编号，详细记录气温、操作时间、保温时间等参数。重点对放热焊接的样品制作进行了重点控制，制作了放热焊接两种钢轨预热温度（200℃和500℃），焊接后均采用了保温棉缓冷处理措施。栓接样件采用国外成熟的胀钉产品进行制作。制作后，对试验样件进行钢轨探伤试验，试验结果为合格。

3综合分析

从试验数据结果分析，单根电缆栓接方式具有一定的优势。通过对整个试验过程分析来看，四种连接方式各有优缺点。

单根电缆放热焊接，优点：（1）过渡电阻小，（2）连接点互补性强。缺点：（1）钢轨预热温度掌控难，（2）故障点多，（3）焊点处钢轨损伤判断难，（4）操作工艺复杂，工效低，（5）故障抢修难。

铜排放热焊接，优点：（1）过渡电阻小，（2）操作点少，工效高，（3）故障点少。缺点：（1）钢轨预热温度掌控难，（2）操作工艺复杂，（3）焊点处钢轨损伤判断难，（4）故障抢修难，（5）易损坏。

单根电缆栓接，优点：（1）对钢轨损伤小，（2）故障抢修易，（3）操作工艺简单。缺点：（1）电气性能受环境影响大，（2）对塞钉的质量要求高。

铜排栓接，优点：（1）对钢轨损伤小，（2）故障抢修易，（3）操作工艺简单。缺点：（1）电气性能受环境影响大，（2）对铜排的尺寸精度要求高，（3）接触面大，电气性能控制难。

对经济成本分析：铜排（钴铬硅铜合金）栓接，成本高；单根电缆放热焊接，成本较高；单根电缆栓接，成本低；铜排放热焊接，成本较低。

4建议

上述四种钢轨回流连接方式在国内地铁均得到了应用，但就总结本次试验结果以及结合国内运用的现状，笔者提出如下建议：

（1） 钢轨上钻孔的最佳位置为轨腰中心线以下10mm～12.5mm处。

（2） 四种连接方式的应用与选用产品关系密切，要严格按照产品的操作工艺要求控制质量。尤其放热焊接产品，钢轨预热的设定温度和放热焊接后温度缓冷的梯度控制十分关键。

（3） 冬季施工的地面或高架线路不建议选用放热焊接方式，钢轨预热难，降温梯度不易控制，易损伤钢轨。

（4） 四种连接方式的操作点至少距离钢轨焊接接头1m以上，禁止在同一位置进行重复操作。

（5） 四种连接方式作业完成后，建议增加过渡电阻检测和钢轨探伤内容。地铁试运营后，采用放热焊接方式，建议维管单位增加钢轨探伤检测的频次，采用栓接方式，建议维管单位增加过渡电阻检测的频次。

参考文献：

[1]姚伟伟，员鸿涛，丁韦，等.地铁电缆与钢轨快速铜热焊接方式的分析研究[J].城市轨道交通研究，2006，10（9）：51-53.

[2]于小军，蒙占刚，陈庆虎.回流铜板与钢轨的螺栓连接方式[J].现代城市轨道交通，2007，1（9）：32-33.

[3]何宗华.城市轨道交通工程设计指南[M].北京：中国建筑工业出版社，1993.

[4]邓玉斌，浅析地铁回流铜排与钢轨的连接[J].城市轨道交通，2010，5（2）：49-51.

放热焊接范文第5篇

【摘要】防雷接地问题是一个看似简单、而实际上却非常复杂又至关重要的问题，它直接关系到人身和设备的安全。特别是大型变（配）电站、发电厂等，由于电网规模不断扩大，接地短路电流越来越大，同时，随着各种电子设备、微机监控设备的普遍应用，对接地的要求也越来越高，接地装置不仅仅满足于工频接地电阻的要求，而且对冲击接地电阻、热稳定、设备接触电压、跨步电压、抗电磁干扰也有一系列的要求，所以，接地网对变（配）电站、发电厂的安全运行至关重要。【关键词】镀锡圆铜线 放热焊 接地网中图分类号：C35

文献标识码： A引言接地网的材料种类、截面积的大小和导体连接方式的选择直接影响到接地系统的安全可靠、使用寿命和成本控制，目前，广泛使用的接地网材料有镀锌圆钢、镀锌扁钢、裸铜绞线等，而上述接地材料在潮湿环境下耐腐蚀性能较差。由于接地网通常安装在建（构）筑物基础以下，一旦出现腐蚀故障也无法进行修复，所以组建一个接地网，接地材料的耐腐蚀性能要优先考虑。田湾核电站1、2号机组为WWER堆型，接地网敷设在防水层下的层状排水层，对接地网材料的耐腐蚀性能有更高的要求，为了满足敷设环境的要求和接地效果，接地网材料首次采用了镀锡圆铜线，通过十多年的安全运行，接地效果良好。对圆铜线表面进行镀锡可以很好的加强其耐腐蚀性能，解决了以往裸铜线易腐蚀的弊端，同时还减少了铜材料的损耗（由以往的截面积为185mm?裸铜绞线更换为现在的截面积85mm?镀锡圆铜线），在控制成本的同时，还有效的提升了产品的质量，增强了接地的可靠性。目前施工中的田湾核电站3、4号机组的接地网材料同样采用镀锡圆铜线。镀锡圆铜线的连接采用放热式焊接，此焊接方式是一种简单、高效率、高质量的金属连接工艺，可以极大的提高施工效率。1镀锡圆铜线的选用1.1镀锡圆铜线的材质要求在20℃下，镀锡圆铜线电阻率不得高于0.017Ω.mm2/m。导线的延伸率不小于3.6%，而弯折次数不少于4。镀锡圆铜线截面积为85mm，其外观直径为φ10.4mm，单位质量为0.755 kg/m，铜线直径的极限偏差为±0.06mm。此种铜线重量较轻，便于施工敷设安装。整条导线的表面应是平整的，镀锡层完全包裹圆铜线表面，且厚度均匀。铜线不能有超过0.2mm的裂纹。导线上的疵点，每2m长不能多于1处。整条导线上的划痕深度不能超过0.1 mm，且不能超过3处。镀锡铜线应具有可焊性。1.2镀锡圆铜线的连接镀锡圆铜线的交叉连接及其延长等的连接方式采用放热式焊接，通过放热焊的方式将镀锡圆铜线连接成接地网。放热焊是以铜铝热氧化反应所产生的高温在石墨模具内使铜线之间完全熔接，是一种简单、高效率、高质量的金属连接工艺。放热焊接（铝热反应）加强了接地线之间连接的可靠性，且焊接过程瞬间形成，提高了施工效率，保证了焊接质量。放热焊的焊接接头见图1、2所示：图1：“十”型放热焊焊接头 图2：“T”型放热焊焊接头接地母线的交叉连接及其延长均采用放热焊焊接连接，其施工方法如下所述：1）根据被焊接接头形状选择放热焊石墨模具。2）将接地线焊接部分表面的泥土、灰尘等用布条擦干净，然后放入被打开的石墨模具焊接室内，并用夹具（操作手柄）将石墨模具固定。接地线的焊接端头切割整齐。3）在熔化锅底孔处放入一薄金属小碟将熔化锅和焊接室分隔开，使其锅内将要装入的焊接剂粉末不至于泄漏到焊接腔室内。4）将焊接剂倒入熔化锅内，把引燃剂覆盖其上，并合上模具盖。5）用点火枪点燃引燃剂，焊接剂在熔化锅内发生放热反应，铜液从熔化锅内流向焊接腔室，在焊接腔室内冷却成型。6）等到模具内物质稍微冷却后，开模取出焊接接头，对焊接接头外观进行检查：其表面应光滑、母线包裹完整、焊接牢固、并无夹渣、气孔、凹坑、漏焊等缺陷。1.3焊点保护及验收焊接接头外观检查合格后，涂抹环氧树脂。1）接头冷却以后，将接头处用铜丝刷刷干净。2）将环氧树脂与固化剂以2：1的比例调匀，并及时涂抹在接头上，涂抹应均匀。3）环氧树脂固化时间为15～30分钟，其固化后，表面厚度均匀、无气孔、裂纹，凝固紧密。当每段接地线敷设完毕，在砂浆找平覆盖前，应进行隐蔽验收，其验收内容如下：1）接地线周围清理干净；2）焊接点的完好性；3）预留铜线的保护；2镀锡圆铜线在接地安装中的质量控制措施分析镀锡圆铜线的外形尺寸除需满足图纸设计要求外，其物理性能和化学成分还应满足以下要求：在20℃下，镀锡圆铜线电阻率不得高于0.017Ω.mm2/m。导线的延伸率不小于3.6%，而弯折次数不少于4次。铜线含铜量应不小于99.9%。放热焊模具及焊接剂进场时应进行焊接试验验收，铜线焊接点其表面应光滑、母线包裹完整、焊接牢固、并无夹渣、气孔、凹坑、漏焊等缺陷。所有参加焊接施工的人员需进行实际操作培训，合格后方可进行现场施工。为确保到安装的镀锡圆铜线均得到可靠保护，避免受到损坏，应将在外的镀锡圆铜线用塑料胶套将部分整个套住，并用防水胶带将塑料胶套上部和下部进行密封。工程施工必须按照GB50169-2006要求进行施工质量的控制。3镀锡圆铜线在接地安装中的效益分析镀锡圆铜线在防雷接地系统中的应用与以往核电站接地系统中所使用的裸铜缆相比，提高了接地线的耐腐蚀性。铜线截面的变小，大大的减轻了接地线的重量和成本，采用放热焊，改变了以往搭接焊的多种弊端，使得施工更方便，不仅可以缩短工期，还降低了工程成本，具有明显的经济效益和社会效益，还相应的节约了不可再生资源（铜）的使用量，响应了可持续发展的要求。3.1环保效益在圆铜线表面进行镀锡，可以有效的减少铜腐蚀产物对土壤的污染。在铜线表面镀锡，锡能在空气中形成二氧化锡薄膜，防止铜表面被氧化腐蚀，延长了接地网的使用寿命，同时铜表面氧化产生的铜绿增大了铜线本体电阻，导电性能很差，不利于雷电流和设备故障电流的释放，镀锡圆铜线在接地方面的应用，大大提高了铜线的耐腐蚀性能，进一步保障了电气设备的安全运行和人身安全。放热焊接其焊接过程瞬间形成，提高了施工效率和减少了能源消耗。3.2经济效益与以往核电站接地系统中所使用的裸铜缆相比，铜线截面由原先的185mm?变为现在的85mm?，接地线长度以5000米计算，总体节约成本约17.9万元。3.3社会效益在圆铜线的表面增加镀锡层，可以有效的增强接地线的耐腐蚀性，增加了接地线的使用寿命，减少了因接地材料腐蚀引起的接地故障，为电站的安全运行提供了保障。镀锡圆铜线采用放热焊焊接工艺，其连接点为分子结合，连接可靠，避免了手工焊接人为因素的影响，保证了施工质量。施工操作简单方便，提高了施工效率，缩短了施工工期。节约了不可再生资源（铜）的使用量，响应了可持续发展的要求。4讨论随着各类建筑对接地网的要求不断提高，对接地的使用寿命和安装成本以及环境保护等方面的要求不断改进。以往的常用的接地材料，如镀锌圆钢、镀锌扁钢、裸铜绞线等，其耐腐蚀性、安装简易性等，都需要进一步改进以满足今后各类建筑中对接地网的要求。接地网材料采用了镀锡圆铜线，通过十多年核电站厂房的安全运行，接地效果良好。对圆铜线表面进行镀锡可以很好的加强其耐腐蚀性能，解决了以往裸铜线易腐蚀的弊端，同时还减少了铜材料的损耗，在控制成本的同时，还有效的提升了产品的质量，增强了接地的可靠性。镀锡圆铜线在核电站接地网建设中的应用可作为接地网材料选择的一个借鉴，在同类型核电站的建造以及其他类似建筑中具有较好的推广价值。参考文献：[1] 李秋玮.常规岛及BOP防雷接地专题报告.H003ⅡC-D10302，田湾核电站3、4号机组工程项目.中国电力工程东北电力设计院，2012.03[2] 上海电缆研究所，GB/T3956-2008/IEC 60228：2004，电缆的导体[S]. 中国电器工业协会，2008.12.30[3] 上海电缆研究所.GB/T4910-2009，镀锡圆铜线[S].中国电器工业协会，2009.3.19

放热焊接范文第6篇

【关键词】铜包钢 接地 技术 注意事项

电镀铜包钢接地圆线、扁线、单线、绞线是将含量99.99%的电解铜分子均匀的电镀到优质低碳钢芯上加工而成的新型复合材料，铜包钢既有钢的强度和韧度，既有铜良好的导电性能和耐腐蚀性能。铜包钢接地导体材料相比铜线就有密度小、强度高、造价低等优点，相对于镀锌钢就有导电性能、耐腐蚀性能好等优点，是传统镀锌钢和纯铜线的更新换代产品。

1 铜包钢接地材料的优越性

铜包钢接地材料相比传统上的防雷接地材料所采用的镀锌钢或纯铜，铜包钢具有更多的优越性，就导电性能使用寿命来说，镀锌钢不如纯铜导体，但纯铜导体则价格昂贵，不如镀锌钢经济。

（1）由于采用先进电镀法工艺，弯曲180度不会出现脱节、翘皮、开裂现象。

（2）防腐性能优越，表面铜层较厚（平均厚度大于0.25mm），耐腐蚀性强，使用寿命长（大于30年），减轻检修成本。

（3）电气性能更佳，表层紫铜材料优良的导电性，使其自身电阻值远低于常规材料。

（4）广泛实用性，适用于不同的土壤湿度、温度、PH值极电阻率变化条件下的接地建造。

（5）连接安全可靠，使用专用连接管或采用放热焊接，接头牢固，稳定性好。

（6）安装方便快捷，不需要电源，配件齐全，可有效地提高施工速度。

（7）建造成本低，对比传统纯铜接地材料，成本大幅度降低。

2 铜包钢放热焊接工艺原理

放热焊接是通过铝和氧化铜的化学反应（放热反应）产生液态高温铜液和氧化铝的残渣，并利用放热反应所产生的高温来实现高性能电气熔接，放热焊接适用于铜和铜、钢和铜的电气连接，它无需任何外加的能源和动力。

3 铜包钢放热焊接施工工艺

（1）将待连接导体放入模具内夹紧，见图1。

（2）将钢碟放入反应腔底部，见图2。

（3）倒入焊粉与引火粉，见图3。

（4）用专用点火枪点燃引火粉，引起反应，见图4。

（5）待金属溶液冷却后打开模具，一个完整的热焊连接器制作完成，见图5。

接地线（极）敷设后即进行热熔焊焊接，一般为对接焊接，遇有分支及接地极处采用“T”型或“十”型 焊接，操作要点如下：

（1）先根据线径与焊接型式（“一”型、“T”型或“十”型）选择专用的模具，模具为石墨材料有专门的工具箱，选好模具从工具箱中轻拿出来放在准备好的操作板上（一般为300mm见方小块木板）。热焊模具由石墨制成，非常的脆弱，无法承受抛甩与力量冲击，因此不可将超出模具铭牌所示尺寸的熔接物强行放入模具，或使用金属物质、坚硬的工具等来清除残渣。

（2）选用规定型号规格的模具，检查模具外观是否完整、合模时接触面的密合度是否严密，防止作业时铜液从缝隙处渗漏出来，如有缺陷应进行更换。如果被熔接物的尺寸小于模具铭牌所示，为避免铜液渗漏可采取适当厚度的铜套管、铜片或铜带、密封剂和高温棉带等措施。

（3）影响到放热焊接效果的最主要的因素是湿气或水气，由于模具、焊粉及被熔接物内均可能吸附水分，因此使用前用加热工具干燥模具、被焊接物等，驱除模具及被焊接物内的水气。

（4）模具及被焊接物应清洁，模具内部检查应光滑平整如有毛刺或粘黏物应用毛刷或铜丝刷清理干净，被焊接物表面的尘土、油脂、氧化物（锈）或其它附着物等必须完全清除，使其洁净光亮后才可进行焊接作业，否则熔接后的连接器的导电性能与机械性能将受到影响。如果模具内遗留的残渣不完全清除，将造成焊成表面不平滑、不光亮。

（5）检查模具完好即可将接地母线放入模具内并作适当调整，合模时用卡具分上下卡紧，打开顶盖将漏斗状锡箔片放入底部多准漏药孔，按接地线线径倒入适量焊粉抹平，再从焊粉表面到模口边沿洒上引火粉，注意使引火材料覆盖在焊粉之上引至点火口。使用焊粉时，焊粉牌号需与模具铭牌上注明的焊粉用量一至，使用前需仔细对照确认。焊粉出场时对于其防潮已采取多层保护，需妥善保存避免受潮。

（6）再次检查夹具是否卡紧，合模后缝隙是否严实，检查完好后留一人点火外其余人员撤离3米以外，以免点火后烟火熏灼。点火人员持专用点火器对准点火口扣动扳机点火，不得使用喷灯、火柴等明火点火。

（7）焊粉引燃后稍待约30秒，既可启开夹具，打开模具，基本冷却后将焊渣清除，备下一个焊点的使用。

（8）焊接后拿掉模具露出的焊缝应饱满、平整、光滑，如有小毛刺、焊渣飞溅用铜丝刷清理干净保证焊缝的饱满平整与光滑，不需防腐测量接地电阻符合设计要求后即可回填夯实。

（9）熔接接头应符合：被连接的导体必须完全包在接头里，要保证连接部位的金属完全熔化，连接牢固；热剂焊（放热焊接）接头的表面应平滑，接头应无贯穿性的气孔。

（10）接地棒被槌打后末端会变形，必须切除或磨平后才可放入模具内，否则会引起模具闭合不紧，导致铜液渗漏，也可使用钢质锥套保护端头后在槌打；末端有螺孔或螺纹的接地棒需在熔接前切除末端；接地棒连接端需保持洁净，如铁锈、氧化表皮等必须用钢刷或砂纸清洁干净后方可熔接，否则会出现多孔性连接器；接地棒的直径小于模具孔时，可用铜带包扎接地棒连接头来弥补。

参考文献

[1] 中华人民共和国建设部.GB50169-2006电气装置安装工程接地装置施工及验收规范[M].北京：中国计划出版社，2006，7

[2] 中华人民共和国建设部.GB50303-2002 建筑电气工程施工质量验收规范[M].北京：中国计划出版社，2002，6

[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50057-2010 建筑物防雷设计规范[M].北京：中国计划出版社，2011，8

放热焊接范文第7篇

关键词: 铜包钢放热焊接铜绞线

中图分类号： O614 文献标识码： A

引言

本工程延长石油靖边能源化工项目150万吨/年催化裂解(DCC)制乙烯装置，根据设计要求地面以下接地主干线采用防腐蚀性能强、价格低廉、有良好导电性能的铜包钢接地材料，地面以上接地材料均采用黄绿PVC铜绞线。铜包钢与铜包钢、铜包钢与铜绞线、铜包钢与接地极之间均采用放热焊接工艺进行连接，铜绞线与铜绞线之间均采用钳压套管压接方式进行连接。

1.工艺原理

放热焊接是通过铝与氧化铜的化学反应（放热反应）产生液态高温铜液和氧化铝的残渣，并利用放热反应所产生的高温来实现高性能电气熔接的现代焊接工艺。放热焊接适用于铜、铜和铁及铁合金等同种或异种材料间的电气连接，它无需任何外加的能源。

2. 焊接要求

1、Φ14.7mm镀铜钢圆线（铜包钢）与Φ17.2mm镀铜钢接地棒连接时采用“T”连接。

2、Φ14.7mm镀铜钢圆线（铜包钢）与Φ14.7mm镀铜钢圆线之间对接采用“一”连接。

3、Φ14.7mm镀铜钢圆线（铜包钢）与Φ14.7mm镀铜钢圆线之间搭接采用“T”连接或“十”连接。

4、Φ14.7mm镀铜钢圆线（铜包钢）与BVR-1*95mm2铜绞线之间采用“T”连接。

5、所有分支支线BVR-1*95mm2铜绞线与BVR-1*95mm2铜绞线、BVR-1*95mm2铜绞线与BVR-1*70mm2铜绞线、BVR-1*95mm2铜绞线与BVR-1*50mm2铜绞线、BVR-1*95mm2铜绞线与BVR-1*35mm2铜绞线、BVR-1*95mm2铜绞线与BVR-1*25mm2铜绞线、BVR-1*95mm2铜绞线与BVR-1*16mm2铜绞线之间采用配套钳压套管进行连接。

3.操作要点及流程

1、将铜绞线及熔模清理干净，再将铜绞线熔接处用喷灯加热，然后安置铜绞线于熔模内。应选用相应夹具将铜绞线在熔模入口附近固定住，防止铜绞线张力作用被拉出模外。（注意：熔模第一次使用时必须用喷灯将其烘干，去处模内水分。）

2、使用专用工具夹紧模具，放置隔离片（注意使其平稳、不倾斜）于熔模内。

3、将相应型号熔接剂缓慢倒入熔模，散布起火粉于熔接剂表层，留一点于模唇。

4、检查模具与铜包钢各处接触面的密合度，防止作业时铜液从缝隙处渗漏出来，模夹的紧密度对熔接的效果有影响，在熔接开始之前认真检查模夹，并作适当调。

5、盖上顶盖，用专用点火枪向模唇起火粉发射火花点火。

6、反应进行中，该置换反应温度可高达 2200 ℃，这足可以把铜、铁熔化，从而可实现焊接。

7、放热爆炸（引燃）后稍待约 10―20 秒，既可启开夹具，打开模具，基本冷却后开模取出熔成铜绞线，清除模内矿渣，准备下次作业。

8、待铜包钢完全冷却后进行绝缘、防腐处理。

4.注意事项

1、影响熔接效果最大的因素是湿气，包括熔模、熔接粉剂或裸铜线等所吸收或附着的水气；影响熔接效果另一重要的因素是熔模及被熔接物的清洁程度。凡熔接物表面的尘土、油脂、氧化膜等必须完全去除，使其光亮后才可以进行熔接作业，否则熔接表面部位的结合力将不坚固，接头表面不平滑不光亮。所以要求作业人员作业时必须严格按照作业程序（3.1）执行。

2、矿渣应在每次熔接之后趁熔模热时，利用专用毛刷及布轻挖清拭除去。否则冷却后很难清除。

3、熔模材质非常脆弱，不堪承受打击或掉落，不可硬插超过尺寸之导线或接地棒与熔模口内强行握夹，或用起子等坚硬工具强力去除矿渣。

4、接地铜绞线或接地棒口径小于熔模口时，可用布带、厚纸带、铜皮等物包扎熔模口的部分导线。

5、接地棒打入地下时末端应装上钢套管。接地棒经锤打变形的末端，必须切断或磨平后方可装入熔模内，否则导致铜水泄露。

6、焊点质量的优劣可通过目测检查，检查项目为焊接物的大小、颜色、表面光洁度和气泡等外观检查。

（1）焊接范围接地铜绞线没有大量的暴露。渣子清除后，水平连接的冒口不低于导线的顶端。

（2）接头正常的颜色是金黄色至青铜色。

（3）表面光洁度：接头表面应该相当平滑，没有大块渣子存在。如果接头表面有20%的铜绞线或渣子清除后有导线暴露，接头报废。

（4）气泡度：接头表面的有小孔，其深度一定不能延伸至导线的中心。

（5）良好：牢固的焊接，只有极小的表面上的不完美。

5.安全防护

1、热熔焊接方式会产生高温，不可避免地有金属颗粒逸出，而造成对施工人员身体的伤害。在使用放热焊接的过程中，一方面应该正确使用模具盖好上盖，从根本上减少金属颗粒的逸出；另一方面应该加强对施工人员的保护，加强通风，戴好口罩，防止施工人员金属中毒。

2、施工操作时，现场1.50米之内，不得有无关人停留，焊药燃烧强光容易伤及眼睛。

3、操作人员必须戴上有一定隔热效果的工作手套。 操作人员不得面对于熔模开口处操作施工。

4、点火时，一旦引燃粉被引燃，操作人员必须立即离开熔模至少1.5米。

5、当熔焊结束，任何人不得立即直接接触熔模。 须待熔模和焊接后的导线冷却30秒后，方可使用铁钳取模。

6、对焊接后的导线进行绝缘处理，必须待导线完全冷却之后方可进行。

6.质量标准

1、保证项目：

（1）材料的质量符合设计要求；接地装置的接地电阻值必须符合设计要求。

（2）接至电气设备、器具和可拆卸的其它非带电金属部件接地的分支线，必须直接与接地干线相连，严禁串联连接。

检验方法：实测或检查接地电阻测试记录。观察检查或检查安装记录。

（3）严格实行“三检制”，自检、互检、专检逐层检查，责任到人。

（4）施工过程中坚决执行 “ 首件必检 ” “ 过程监督 ” 的质量动态控制 , 施工技术人员和质量管理人员对施工质量及时进行实际测量检验。

2、接地体安装应位置正确，连接牢固，接地体埋设深度距地面不小于1.2m。隐蔽工程记录齐全、准确。

3、应注意的质量问题

（1）接地体埋深或间隔距离不够必须严格按设计要求执行。

（2）焊接面不够，药皮处理不干净，防腐处理不好，焊接面按质量要求进行纠正，将药皮敲净，做好防腐处理。

（3）利用基础、梁柱钢筋搭接面积不够，应严格按质量要求及相关规范去做。

7.交工资料

1、交工技术资料必须与施工同步，用统一表格填写， 要求字迹工整、清晰，不得用易褪色园珠笔、易褪色墨水书写和复写，填写数据准确，签证齐全，不得涂改。

2、交工技术资料内容、格式按工程统一规定执行。

参考文献

1、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》 GB50169-2006。

2、《建筑电气工程施工质量验收规范》 GB50303-2002。

放热焊接范文第8篇

关键词：钢绞线 连接 工艺标准

中图分类号：TE42 文献标识码：A

1.钢绞线接地体连接施工工艺标准概述

1.1适用范围

本标准适用于一般工业与民用建筑防雷接地引下线及配电室接地干线中放焊连接的安装工程施工。一般引用《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001，《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002，《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB5043-2004，《建筑物防雷设计规范》GB50057-2000等标准执行。

1.2常见术语

接地体，即埋入地中并直接与大地接触的金属导体。接地体分为水平接地体和垂直接地体；接地线，避雷引下线、电气设备与接地体或零线连接用的在正常情况下不载流的金属导体；接地装置，接地体和接地线的总称；避雷引下线，将接闪器接收到的雷电流导入接地装置的部分；接地电阻，人工接地体或利用建筑物基础钢筋作为接地体对地电阻和接地线电阻的总和，接地电阻的数值等于接地装置对地电压与通过接地体流入电流的比值；电气连接，导体与导体之间电阻接近于零的连接。

2.钢绞线接地体施工

2.1施工准备

2.1.1技术准备

施工前，应该充分熟悉施工图纸及相关技术文件，按施工图纸要求准备施工标准图集和质量记录表格，编制施工技术措施及施工、安全技术交底文件。技术交底经审批，向作业班组进行安全技术交底。

2.1.2物资准备

钢材应按设计要求选用，设计无需求时，接地干线、支持件等钢材应采用热浸镀锌钢材；铜材应做涮锡处理，材料应有材质检验报告及产品出厂合格证书，材料质量应符合国家相应的技术标准；主要材料镀铜钢线、钢度铜接地极、支持件等。辅助材料包括钢锯条（切割片）、放热焊药（粉）、电锤钻头等。

2.1.3施工设备准备

钢绞线接地体施工中一般要用到的施工设备包括工具用具：放热焊工具箱、模具、钢锯（切割机）、电锤、电工常用工具等以及监测装置：钢卷尺、水平尺、线锤等。

2.2施工工艺

2.2.1工艺原理

放热焊接是通过铝与氧化铜的化学反应（放热反应）产生液态高温铜液和氧化铝的残渣，并利用放热反应所产生的高温来实现高性能电气熔接的现代焊接工艺。镀铜钢线、钢镀铜接地棒是用特殊的电铸技术将纯铜均匀覆盖到低碳钢上，使钢与铜芯完全分子结合，它具有铜层厚度、粘合度好、抗拉强度大，有恒定的低电阻及良好的可塑性，既具有与铜等同的性能，又有钢材的特性。

2.2.2操作工艺及流程

建筑物防雷接地—放热焊施工与传统的防雷接地一样，分为室内、室外部分，明装、暗装部分。其室外部分暗装施工工艺流程如图2-1

施工准备材料检验定位放线地沟开挖接地体焊接填写工程隐蔽资料地沟回填接地阻值测试填写工程资料图2-1室外部分暗装施工工艺流程

2.2.3定位放线

根据图纸要求进行定位放线，若采用人工开挖则应按焊接位置放操作坑（800×800）mm。机械开挖时地沟宽度能满足焊接要求则不予考虑。当设计无要求时，接地极间距不小于5m，且应距建筑物平行距离大于3m以上，若位置允许时应保证5m。接地极与接地干线应连成环线，即：引出线不少于2根。接地沟深度应不小于0.6m，一般应为0.8m。当防雷接地干线经过人行通道处时，其埋设深度不应小1.0m，且应采取均压措施或在其上方铺设鹅卵石或沥清地面。

2.2.4地沟开挖和接地体焊接

地沟开挖包括人工开挖，以地沟深度0.8m为例，上部开挖宽度为0.5m，底部开挖宽度为0.3m，操作坑则应保证在（800×800）mm，以人操作舒服为宜，以及机械开挖，目前挖掘机的铲子宽度大部分都在0.6m以上，只要掌握好开挖深度就可以了。

焊接工艺的好坏，直接与接地电阻值的大小有关，阻值越大，焊接质就量越差，阻值越小，焊接质量就越好。故而接地体焊接是整个工程中的重中之重，应特别重视。操作的重点在于以下几点：导体必须清洁干净，并去除油污与水汽;在操作之前，必须去除模具内的水汽，保持干燥;制作完成后必须注意模具的清洁保养。放热焊施工方法虽然简单，但施工质量往往不尽如人意，麻面、气孔、成型差也会经常出现，为此施工时应特别注意质量标准及影响质量的主要因素。放热焊完成后，其焊接部位应当是表面无气孔、光滑、丰满且有光泽。切开后观察其剖面也应无气孔、瑕疵等。

影响放热焊质量的主要因素有：（1）模具与被焊接材料（镀铜钢线、钢镀铜接地棒、扁铁及其他）不配套、缝隙过大或结合不紧密等。若被焊接件过大，则模具结合面不紧密焊液会外溢；若被焊接件过小，则模具结合面也会有缝隙，焊液同样也会外溢；（2）焊粉量与模具不配套：焊粉量过多溶液会外溢，造成焊件外凸，焊粉量过少，焊件会凹陷的不美观，严重时会影响焊件质量；（3）焊粉、模具及被焊接件潮湿，模具及被焊接件不洁：泥巴、尘土、氧化物、油脂及其他附着杂物等。

2.2.5焊粉与待焊接母材

每一只（规格）模具与每一包（标号）的焊粉是一一对应的，使用前需仔细对照确认，不可随意混用。如果出现有的焊粉牌号与模具不匹配时可视实际情况增减，焊粉应妥善保存避免受潮。且不可因为包装完好而随意放置。

要得到一个完美的连接器，被熔接钢镀铜线必须保持洁净和干燥，表面氧化的钢镀铜线可使用电动除锈刷或钢丝刷清洁其表面，使之洁净，含水含油的钢镀铜线应用喷灯干燥后，再用钢丝刷除去氧化层、杂物等。接地棒被槌打后末端会变形，必须切除或磨平后才可放入模具内。

2.2.6接地阻值测试和工程资料填写

组织业主、监理到场对接地阻值进行测试。测试时应用校验合格的接地摇表、专用线进行测试，并作好记录，并如实准确填写工程资料。

3.环境因素及危险源控制措施

在钢绞线接地施工中，一定要根据工程特点制定科学、先进、可行的施工方案，选用较为先进的设备，节约能源将噪音、污染减少在当地环保允许的范围内。具体措施如下：所有施工应在光照充足时进行，尽量减少照明灯具使用时间。尽可能避免夜间施工；开挖地沟时，尽量采用机械，当局部机械不能使用时，可采用人工开挖；支持件制作时，应使用新型电焊机，尽量不要使用老式笨重的旧式电焊机；焊接件需除锈、清理时，应使用抛光机，但应注意尘埃防护，不可使之随风飞扬。并在晴天经常对施工附近及通行道路进行洒水，防止污染周围环境；施工中剩余的废料垃圾应及时清理收集，不可随意丢弃，应送至指定的堆放点；施工中所用的一些对环境有影响的材料，例如油漆、机械油等应合理堆放，并派专人保管，领出和回收均应严格的监督和执行程序。开工前，电气工长和专职安全员向施工班组作业人员进行安全技术交底，并填写安全技术交底记录。施工中专、兼职安全员应按交底内容进行逐项检查、落实。针对防雷、接地的具体工作进行安全技术交底：上严格执行国家制定《建筑安装工人安全技术操作规程》规章制度，进入施工现场要带好安全帽并系好帽带，使用的移动线盘、插座、碘钨灯等电源线的另一端一定要配备插头插入电源箱的插座内引接电源，严禁直接将裸线插入插座内。

结束语

在钢绞线接地体施工过程中，操作的安全和有效性以及材料消耗都可通过对人、机、料、法、环等五环节的控制或改善来得以实现。通过培养员工责任心，加强质量意识，定期举行技术研讨会，规范化员工操作行为，这样才可以做到安全施工，并提高施工效率，同时也可以减少施工过程中不必要的物质消耗。

参考文献:

[1]张建军．浅谈工业工程与经济若干问题的分析[J]．现代商业，2008

[2]罗素梅．钢绞线生产技术研究[D]．西安：西安建筑科技大学，2004

放热焊接范文第9篇

【关键词】油田；变电站；接地材料；铜包钢

通常情况下，新建的接地系统均无需采取额外的降阻措施，工频接地电阻便可达到变电设计中对于接地电阻的要求。然而，接地系统使用时间越长，其腐蚀情况则越恶劣，特别是焊接部位，该处受严重锈蚀的影响，可发生断线、接触不良等问题，对电网设备、工作人员的人身安全等产生威胁[1]。因此，在油田变电所中，需要对接地系统的防腐问题、寿命问题等进行加以重视。

1.油田变电所中接地系统的现状分析

油田电网对于油田供电而言十分重要，电网运行是否正常将会对直接影响到油田的供电情况，进而影响到油田的生产工作。变电所属于电网中的一个重要构成部分，因此变电所与油田区域内的生产供电具有密切的关系。目前，随着国内外对于石油资源需求量的不断上升，使得变电所在运行的安全性上也日益受到重视。

国内的接地设计标准、施工标准等均是以前苏联标准为依据所制定的，在接地材料上也是根据前苏联所使用的方法，以钢材作为接地材料。国内电力行业的接地标准（DL/T621-1997）中对接地材料、材料截面等作出了相关的要求。调查发现，欧美国家基本上均是采用钢材接地材料，同时还制定了相关的技术要求。另外，国内也针对接地网事故颁布了《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》，当中有表明，接地网中关键问题主要有2个，分别是防腐问题，热稳定问题[2]。首先，在防腐问题上，由于接地材料未采取防腐措施，因而容易被腐蚀，引起线路故障。其次，在热稳定问题上，由于接地材料的热稳定水平远远跟不上一次设备，因而因为热稳定问题使得接地网被烧断，引起故障。由于这两个问题属于接地网目前最为常见的问题，因而需要对接地材料、连接方式等新选择进行探讨。

2.关于接地材料的分析

2.1铜材与钢材的接地性能分析

从接地材料的角度上看，铜材比钢材更为适合。铜材在作为接地材料上具有多种优点，首先铜材泄流快，导电性好。在20℃的环境下，钢材的电阻率为1.38×10-6（Ω.mm），铜材的电阻率为17.24×10-6（Ω.mm），由此可看出铜材在导电率上的优越性。其次，铜材具有较强的耐腐蚀性。铜材表面可产生铜绿氧化物，此物具有较强的附着力，因而可很好的保护铜材内部，对于腐蚀的形成具有很好的抑制作用。而钢材的耐腐蚀性则较差，其可被逐层腐蚀掉。另外，镀锌层虽具有较强的防腐蚀作用，然而其会降低接地材料的导电性[3]。

国内的电力行业标准（DL/T621-1997）指出，接地线最小截面应结合热稳定条件，满足该公式：。

其中，Ig指的是流过接地线时短路电流的稳定值，单位为A；Te指的是短路等效持续时间，单位为s；C指的是接地材料热稳定系数，其中材料近似钢材时，热稳定系数取70，当材料近似铜材时，热稳定系数取210。

例如110KV变电站，一般情况下短路电流最大值（Ig）为15000A，其短路持续时间（te）为0.5s，如此一来，若接地材料属于钢材，其最小截面则为151.5（mm2），如接地材料属于铜材，其最小截面则为50.5（mm2）。从该热稳定条件的计算结果可看出，在选择接地材料上，钢材的最小截面为铜材的3倍，结合连接因素、腐蚀因素以及电阻因素等进行考虑，可得出以下结论：首先，当钢材与铜材的最小截面比例达到8：1时，两种材料的接地导体电阻相同。其次，出于对热稳定条件的考虑，当钢材与铜材的最小截面比例为3：1时，可避免接电线与接地体等出现熔化事件。最后，在选择材料时，若结合连接头因素与腐蚀因素等进行考虑，钢材最小截面仍需继续扩大，而铜材则无需考虑该问题。

2.2铜材与钢材的价格分析

在市场上，铜材接地系统的价格明显高于钢材，因此不少变电所在腐蚀性环境中的垂直接地多是应用铜包钢接地材料，从而降低工程造价。

铜包钢接地材料，不仅具有良好的导电性，同时还具备了钢材的强度，其在防腐蚀上的性能也较高，因而深受发达国家的青睐，在接地装置中广泛应用。铜包钢材料属于金属复合材料的一种，其是在低碳钢芯的表层覆盖一层纯度高达99.99%的电解刚分子所制成，其中镀铜层的厚度有1mm、0.5mm以及0.25mm三个选择，使用寿命至少有30年，有效减少了在维护上的成本[4]。而传统的镀锌导体，其镀锌层厚度仅有0.06mm，因此在常规环境下使用3～8年便可被腐蚀，进而增大了接触电阻，以变电所常规设计上设定的30年使用寿命，期间镀锌材料则需要进行改造3次，如此一来则加大了在维修上的费用。综合考虑，选择铜接地材料的性价比较高。

3.关于接地导体的连接方式

变电所、发电长等所应用的接地网金属导体间通常具有不少连接，其中铜导体间、钢导体通常是应用放热熔焊的连接方式。

放热熔焊属于放热反应的一种，其是通过两种铝对铜氧化物、铁氧化物等进行还原，进而生成熔融铁或是熔融铜，达成焊接的目的。其中，熔融焊接的化学反应十分快速，在2000℃下，仅需要几秒便可完成焊接工作，使分子结合在一起。

另外，在放热熔接连接方式使用期间，必须以特质铸模作为工具，从而承受住超高温金属熔化反应。熔模分别由熔接剂、模穴以及注入孔等多个部分组成，具有多种连接形式，例如十字型、直通型与丁字型。此外，放热熔焊还具有多种优点：①焊接点为永久性；②散热面积较大，难以松脱。其属于永久性分子结合，无机械压力、接触面等；③其载流能力与导线相当，不会提高电阻率；④易于操作；⑤焊接点不会受到腐蚀产物影响；⑥可通过外观查焊接质量；⑦连接效果优于氧焊、电焊；⑧焊接期间无需借助复杂设备、外接电源、外接热源；⑨焊接材料轻，易于携带。

4.结束语

在经济发展、技术进步的双重影响下，目前在油田变电所的接地系统上出现越来越多的新型技术与新材料，例如低电阻接地模块、铜接地系统等。在油田变电所中应用铜包钢系统，不仅可提高变电所在运行上的整体安全性，其对于降低变电所接地网工频接地电阻也具有明显的效果，有利于优化接地系统的防腐蚀能力，延长接其使用寿命，节约维护成本，还有助于跨步电压、接触电压等的减少。在油田变电所中应用铜包钢这一种新型接地材料，并结合放热熔焊连接方式，有利于保障油田用电安全性。

参考文献

[1]杨德清，张文琼.变电站接地装置存在的问题及其解决措施[J].科技信息，2010（12）：345.

[2]陈利群.变电所接地设计问题分析[J].内江科技，2010（11）：101.

[3]闫爱军，陈沂，冯拉俊.几种接地网材料在土壤中的腐蚀特性研究[J].腐蚀科学与防护技术，2010（03）：197-199.

放热焊接范文第10篇

关键词：地铁 均回流铜排 焊药 焊接 方法

中图分类号：U231.8 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0109-02

随着国民经济的持续发展，我国大中型城市交通拥堵状况日益加重，修建地铁已成为大中城市缓解城市交通拥堵的最佳选择。地铁供电工程利用钢轨进行回流，由于电流大，均回流电缆根数多，所以采用在钢轨轨腰处焊接均回流铜排来满足接线的需要。均回流铜排和钢轨材质不同，焊接会导致钢轨过烧、裂纹、断轨以及回流不畅导致的烧轨事故。如何改进均回流铜排与钢轨焊接方法，消除地铁运营安全隐患，指导后续地铁的建设施工变得十分必要。

笔者结合多年工程实践及有关试验研究情况，对地铁均回流铜排与钢轨焊接方法进行研究，改进了施工方法，消除了焊接导致的钢轨过烧、裂纹、断轨以及回流不畅导致的烧轨事故。

1 目前放热焊接方法存在的问题

目前地铁均回流铜排与钢轨焊接主要采用放热焊接，工艺要求较高，存在预热时温度把握不好，焊药剂量使用不当，回火（冷却）环节控制不严，导致钢轨内部金相组织发生变化，形成非常脆的马氏体组织，对钢轨造成一定的伤害，导致钢轨断裂的风险。在某条地铁运营线中，曾发生过因均回流焊接导致的钢轨断裂情况，如图1。尤其是在高架区段，受温差变化的影响，会给地铁运营带来安全隐患。

2 改进后的施工方法

2.1 工艺原理

通过铝与氧化铜的化学反应（放热反应）产生液态高温铜液和氧化铝的残渣，并利用放热反应所产生的高温来实现均回流铜排与钢轨熔接的焊接工艺。

3Cu2O+2Al点燃6Cu+Al2O3+热量（2537℃）

2.2 工艺流程

地铁均回流铜排焊接工艺流程见图2。

2.3 操作要点

2.3.1 制作接线铜排

根据现场实际情况加工接线铜排，规格为10×100 mm的铜排，长度现场确定，为保证电气连接性能，铜排表面应作镀锡处理。

2.3.2 打磨焊点处钢轨

根据均、回流点的位置，找到具体的焊点，以该点为中心向两边在钢轨上划两条竖线，两条线之间的距离应比接线板的宽度宽约40 mm。

用角磨机在划定的区域范围内对钢轨进行除锈处理，将钢轨表面部分除锈，露出光亮部分即可。

2.3.3 预热模具及钢轨

用液化气喷枪对模具的装药孔的内壁进行十秒钟的烘烤，对模具的内壁进行预热处理，如图3。

用液化气喷枪在钢轨焊接点的背面对钢轨进行加热至400 ℃；加热过程中用专用的红外线激光温度测试仪对钢轨实时监测，严格控制温度，防止钢轨过热或温度不够，如图4。

模具及钢轨加热完毕后，将模具安装在焊点位置，将所焊接的接线铜排穿入模具。

2.3.4 安装模具和接线铜排

焊接时均回流接线铜排的端部与钢轨的间隙为2～5 mm，为控制间隙，所有的铜排在运抵施工现场前应在接线铜排上画出2 mm和5 mm间隙的刻度线，操作员到现场后只要保证露出一根刻度线即可保证间隙在2～5 mm之间，将模具与钢轨固定牢固。如图5、6所示。

2.3.5 放入焊药及点火

将一专用垫片放入储药孔底部，防止药放入后焊药漏入穿线孔；垫片放入后，根据焊药的使用说明，放入储药孔内相应剂量的焊药。每个焊点是750号焊剂用量，即3包200号焊剂加1包150号焊剂，如图7。

将点火引药放进储药孔内的焊药上面，将少许引药放在模具的储药孔的上部边缘，然后将储药孔盖上。

用点火枪将储药孔的上部边缘的引药点燃，引燃储药孔内的焊药，通过燃烧产生的高温以及焊剂的作用，将钢轨表面与熔解的均回流铜排端头表面熔合在一起。

2.3.6 处理焊点及钢轨

焊药熔剂冷却1分钟后，将模具取下，将焊点上的残渣用电焊锤敲下，同时将模具储药孔及穿线孔内的残渣清理干净，并用电焊锤对焊点进行敲打检查焊点的焊接质量。

在取下模具进行焊点处理的同时，用液化气喷枪或乙炔气焊枪对焊点背面的钢轨表面进行加热，加热时间为10 min，并应对不同的季节控制不同的时间，以加热至钢轨轨温达到400 ℃为宜，使钢轨缓慢降温（缓冷），即对钢轨进行正火处理来恢复钢轨的金相组织，以防止焊接对钢轨内部结构带来变化损害钢轨。

接线铜排焊接完成后需在钢轨与铜排接触处（焊点处）涂抹沥青，以防止焊接处氧化。

2.3.7 安装支撑绝缘棒

回流及均流接线铜排由于只有一端焊接在轨腰，在线路中心的另一端受电缆及本身的重力影响时间长了以后会向下弯曲，为保证铜排的强度，在铜排端部的下方安装一根绝缘棒作为支撑。根据焊接后接线板的高度，确定绝缘棒的高度。绝缘棒可采用环氧树脂棒，根据实际长度的需要在现场进行裁割。在绝缘棒的上端打孔，然后采用φ10×35热镀锌螺栓与铜排连接即可。

2.3.8 焊点处探伤

依据《钢轨超声波探伤探头技术条件》（TB/T 2634-1995），对焊点处进行涂油、探伤，探伤仪显示不允许出现马氏体或明显的贝氏体组织；金相组织检验，金相组织应为珠光体，允许有少量铁素体。

2.4 质量控制措施

（1）焊接前必须对模具和钢轨进行预热处理，焊接后必须对钢轨进行缓冷处理，钢轨轨温均应达到400 ℃为宜，以防止温度的剧烈变化对钢轨带来的伤害。模具在卸载后请及时用毛刷将模具腔内的残留物清除，以作好下一个焊接的准备。模具在第一个焊接点结束后一个小时内重新焊接新焊点，可以不用进行预热处理。

（2）在焊接过程中，严格按照操作要求控制钢轨的温度。

（3）在焊接前必须用砂纸将铜排端头的氧化层打磨掉。

（4）铜排穿入模具后，应保证铜排与模具接触密实无缝隙，当模具使用几次出现缝隙后，应用防火泥进行封严，防止熔解的焊剂外流影响焊接质量。

（5）对钢轨进行加热时应均匀，火焰应不停来回移动，严禁火焰对准一处持续加热。

（6）严格按照要求控制焊药用量。

（7）焊接只能在轨腰中部，焊接点应距钢轨接头600 mm以上。

（8）严禁在同一焊点二次焊接。

（9）正式焊接前，须在试验轨上进行焊接工艺试验，满足《钢轨焊接第1部分：通用技术条件》（TB/T 1632.1-2005）规定的落锤试验和疲劳试验的要求。还需进行金相组织检验，金相组织应为珠光体，允许有少量铁素体，但不允许出现马氏体或明显的贝氏体组织，焊接热影响的晶粒度与母体相比，差值不得大于一级。

（10）对每一处焊点进行超声波探伤，施焊处不得产生过烧、裂纹等有害缺陷，并满足《钢轨超声波探伤探头技术条件》（TB/T 2634-1995）的要求。

2.5 安全注意事项

（1）在进入施工现场后，施工人员必须配戴安全帽，穿工作服和防护服，不准穿拖鞋及高跟鞋。严禁作业人员在铁轨上坐卧、休息。

（2）放热反应瞬间完成，时间是3～4 s，模具的温度较高，严禁用手拿或触碰模具，卸载模具时一定要带好手套，以免灼伤，并由专人负责操作。

（3）热熔焊剂必须在专用的热焊模具中使用，要严格按要求使用，以免引起意外。

（4）点火焊接时，操作人员应戴好手套和做好必要的防护措施，点燃反应时现场操作人员与热焊模具保持0.5 m的距离，同时操作人员和所有现场人员都不要站在热焊模具反应口的正面，以免少量火星喷射导致灼伤。

（5）严格按工序进行焊接，不得颠倒施工工序，避免造成意外情况发生。

（6）焊接前要办理动火证，配备看火人员和灭火器。

3 结语

该焊接方法在北京地铁10号线一期南段和北京地铁9号线中得到了应用和推广。地铁均回流铜排与钢轨焊接方法工艺要求高，为了避免发生焊接导致钢轨过烧、裂纹、断轨以及回流不畅导致的烧轨问题，必须严格遵守每道工艺流程，精心施工，方能满足过渡电阻、载流温升、短路温升、落锤、疲劳以及金相组织等各项指标要求，消除地铁运营安全隐患，达到预期效果。

参考文献

[1] 赵惊华，余乐，孙延焕.供电均回流电缆在钢轨上的连接方式[J].都市快轨交通，2013（2）：116-117.

[2] 姚伟伟，员鸿涛，丁韦，等.地铁电缆与钢轨快速铜热焊接方法的分析研究[J].城市轨道交通研究，2006，9（10）：51-53.