[发明专利]一种铜铝过渡线夹锡焊工艺

说明书

技术领域

本发明涉及对输变电线路中铜铝过渡线夹的技术领域，特别是一种铜铝过渡线夹锡焊工艺。

背景技术

在电能转换系统中有很多铜与铝连接的情况，这就要用到铜铝过渡线夹。该类线夹是在电力行业中应用广泛的典型的铜铝连接器件。铜铝过渡线夹多用于母线引下线与电气设备，如变压器、断路器、互感器、隔离开关、穿墙套管等的出线端子连接。使用铜铝过渡线夹，可以避免很多电导问题和电化学腐蚀等问题，是实现以铝代铜、节约铜材，从而降低输变电设备成本的有效手段。铜铝过渡线夹可分为两种形式：对接式和搭接式。其中对接式线夹因其固有的结构、性能缺陷正在被迅速淘汰，而搭接式线夹成为主要的应用形式。搭接式线夹是采用钎焊技术在铝材表面焊敷薄铜板制造而成。与对接式线夹相比，搭接式线夹中铜板和铝板合为一体，不仅可以很好地满足电气性能的要求，而且机械强度高，不容易断裂失效。

目前铜铝过渡线夹的钎焊工艺尚且存在很多不足，从而容易造成过渡线夹的质量不稳定。当线夹质量欠佳时，其在输变电线路中服役时会发生腐蚀、断裂和电阻率异常升高等现象，极易造成变电站等设备的损坏并有可能造成停电等事故。在输变电行业中的确发生多起因线夹断裂失效而发生的大面积停电和设备损坏等事故。因此，提高铜铝过渡线夹的焊接质量具有重要的意义。通过对线夹实际服役条件下发生的断裂事故来看，造成铜铝过渡线夹失效的原因主要包括耐腐蚀性能和强度不足两个方面。而线夹的强度、耐腐蚀性能主要决定于钎焊质量。

传统钎焊工艺只能保证铜管和铝板接合率80%，废品率高，传统钎焊工艺在170 C°时有铜管脱落现象。而采用爆炸焊样时，工艺复杂，生产成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种工艺简单、生产成本低、避免在170 ℃时有铜管脱落现象、能够保证铜管和铝板接合率高达95%的铜铝过渡线夹锡焊工艺。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种铜铝过渡线夹锡焊工艺，它包括以下步骤：

S1、选用长、宽、高分别为16mm、80mm、70mm的铝板，在铝板的顶表面上铣削R槽，R槽的半径为9.5mm；

S2、选用长、厚、半径分别为80mm、3mm、9.5mm的半圆铜管；

S3、铝板的清洗，将铝板放入10%的氢氧化钠溶液中，通过氢氧化钠溶液去除铝板表面上的油渍和杂物，浸渍6~10min后取出，利用清水洗净铝板表面上的氢氧化钠溶液，实现了铝板的清洗；

S4、半圆铜管的清洗，将半圆铜管放入稀硝酸中，通过稀硝酸去除半圆铜管表面上的污渍和氧化铜，浸渍6~10min后取出，利用清水洗净半圆铜管表面上的稀硝酸，实现了半圆铜管的清洗；

S5、将洗净后的铝板和半圆铜管，放在电炉上加热至400 ~450℃，待用；

S6、锡溶液和锌溶液的制备，先将75%的锡料和25%的锌料加入锡锅内，再将锡锅加热至400~450℃使锡料和锌料熔化，随后将浓硝酸倒入锡锅内并搅拌均匀，经过一段时间的化学反应后，即可制得锡溶液：锌溶液的比例为3:1的混合液；

S7、铜管浸渍液的制备，向容器中加入比例分别为水、四氯化锡、氯化氨，水：四氯化锡：氯化氨的比例为10~20：1~6：0.5~2，经搅拌均匀后，即可制得铜管浸渍液；

S8、将步骤S5中加热后的半圆铜管浸入铜管浸渍液中，经 2~3min后，取出半圆铜管并放在电炉上烘干，烘干后再浸入铜管浸渍液中， 经6~8s后将半圆铜管取出；

S9、将步骤S5中加热后的铝板和步骤S8中的半圆铜管浸入锡锅内的混合液中，经6~8s后取出铝板，随后用钢刷反复刷R槽，使槽内锡溶液和锌溶液混合均匀，再次浸入混合液中，经1~2s后，取出铝板并放置于工作台上；

S10、铜铝过渡线夹的制备，先从步骤S9的锅中取出粘满锡、锌熔液的半圆铜管，再使半圆铜管的半弧对齐工作台上铝板的R槽半弧，然后用压块加压半圆铜管5~10s以排出接触部分的空气，当接合面完全均匀贴合后，清除表面残留锡、锌熔液，完全冷确后，即实现了铜铝过渡线夹的制备；

S11、对铜铝过渡线夹进行后续机械加工。

本发明具有以下优点：本发明工艺简单、生产成本低、避免在170 ℃时有铜管脱落现象、能够保证铜管和铝板接合率高达95%。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

实施例一：一种铜铝过渡线夹锡焊工艺，它包括以下步骤：