[发明专利]一种寒冷环境下室外焊接铝母线的方法

说明书

本发明公开了一种寒冷环境下室外焊接铝母线的方法，首先根据所需焊接铝母线的量预测及准备一定质量的自蔓延焊剂，对准备焊接的铝母线截面进行清理紧贴在一起放在底座上，将底部带有通孔的石墨坩埚放置在铝母线上方并用易熔化的挡片挡住通孔处，随后依次加入自蔓延焊剂和火药粉，在粉末中插上引线，将电阻丝加热设备安放在石墨坩埚外围给石墨坩埚预热及保温，点燃引线使焊剂发生自蔓延反应对铝母线进行焊接，焊接结束后关闭电阻丝加热设备，待冷却至室温后撤下电阻丝加热设备以及石墨坩埚，去除焊渣并进行打磨以完成铝母线的焊接。本发明操作简单、工序少，便于携带，成本低廉，焊接质量好，安全可靠，可在寒冷的室外环境下焊接出高质量铝母线。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，涉及一种铝母线的焊接方法。具体涉及一种寒冷环境下室外焊接铝母线的方法。

背景技术

每当冬至，中国以北的大部分地区室外温度将大幅降低。例如内蒙古的冬季漫长而寒冷，多数地区冷季长达5个月到半年之久。其中1月份最冷，月平均气温从南向北由零下10℃递减到零下32摄氏度。包头吉泰稀土铝业、通顺铝业等北方铝厂在这种恶劣的环境下进行室外焊接会严重影响铝母线的焊接质量。铝母线主要应用于电力行业，电力铝母线作为发电系统一部分，起着汇集、分配和传送电能的作用。其质量直接影响到能耗和生产效益。优质的电力铝母线焊接接口能很大程度地降低系统的电压降，从而大大节省能源消耗的费用。因此电力铝母线的焊接质量直接影响发电的效果和效率。然而，过低的室外温度会极大影响铝母线的焊接质量。因为在低温环境中，焊条燃烧合成反应产生的热量快速向周围空气中散失，焊接热效率低，焊接热量少，熔池温度低，出现未焊透、未熔合、焊缝短、焊道成形差等现象。同时也由于环境温度低，熔池冷却速度快，液态熔池存在时间短，结晶凝固快，使非金属成分和气体没有足够的时间从液态合金中上浮和溢出，渣液、气液分离不完全，形成夹渣、气孔等缺陷。此外，铝及铝合金具有线胀系数大特点，因此在焊接时易产生裂纹。基于这些问题，很多工程规定在恶劣环境下一律不允许室外焊接，这种做法会极大延误工期。另一方面，冬季是供电系统故障的多发期，为了尽快解决供电问题，室外焊接修复是必要的。

自蔓延反应是一类一经引发即可快速自动扩展到整个反应空间的高温化学反应。将该原理应用在焊接上可在不依赖于电力的情况下，通过引燃焊剂发生的自发反应产生高温金属液体进行焊接。自蔓延焊接与传统处理方法相比，工序少、工艺简单、升降温速度快，夹杂少，冶金结合质量好，成本低廉。且一经引燃可自发快速进行，无需对其进一步提供任何能量，十分适合于室外焊接。

事实上，为了很好地实现室外焊接，一方面要考虑焊接方法是否适合室外进行，另一方面要考虑室外环境温度对焊接的影响。以目前可查阅的专利资料来看并没有十分完好的同时符合以上两个方面的方案。如专利CN102126072A中发明了一种水平敷设大截面铝母线焊接施工方法，该方法使用MIG焊接，使填充焊接材料和焊丝同时在熔池结晶槽内冷却成形，提高焊接效率，减少焊接变形和热裂纹。但该方法的设备以及操作复杂，所需电源功率大，不适合于室外焊接。专利CN102151937A提出一种原位合成金属基复合材料堆焊层的自蔓延高温合成方法，但其并没有考虑环境温度对于焊接的影响。专利CN103317226A采用自蔓延技术，将母材以及坩埚进行预热。然而按照传统的气体加热或火焰加热方法不仅加热不均匀，存在安全隐患且无法持续进行加热，导致焊接冷却速度过快，焊接质量差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于实现一种适合于室外的焊接方法并克服寒冷环境对焊接质量产生的影响。

为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种寒冷环境下室外焊接铝母线的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、根据所需焊接铝母线的量准备一定质量的自蔓延焊剂，对准备焊接的铝母线截面进行清理，将清理后的铝母线待焊接部位紧贴在一起放置在底座上；

步骤二、将底部通孔的坩埚固定放置在铝母线上方，使其通孔对准铝母线待焊截面的缝隙并利用夹具将坩埚固定；