一种镀锌钢接地网低温焊接方法技术

本发明专利技术涉及一种镀锌钢接地网低温焊接方法，其特征在于包括以下步骤：１）焊前准备：取镀锌扁钢母材两根，将两母材进行搭接，去除搭接面处的杂质；将搭接母材的一侧留有间隙，另一侧紧密接触；在搭接接头留有间隙处放置一垫板，垫板紧密靠近搭接母材旁；将钎剂均匀堆放在垫板处，然后将钎料贴近接头放置，布撒在钎剂上，最后在钎料上再堆放一层钎剂；２）焊接：对搭接接头进行加热，待钎剂熔化后，由于毛细作用，钎剂液体会进入搭接缝隙，随后待钎料熔化后，钎料液体进行填隙；３）冷却：钎料充满缝隙后，停止加热，放置自然冷却。该方法操作简单、可以有效提高接头金属的耐蚀性、增加耐受故障电流冲击的安全性、适用于野外偏远地区施工、接头在反应过程中处于低温，不需要高温热源。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属焊接方法，具体地讲，涉及。 接地装置在输变电工程中是举足轻重的环节，其工程质量不仅关系到电网中重大 设备的运行安全，也关系到电力运行人员的人身安全。作为接地网应用的材料，目前在我国 应用最为广泛的是镀锌钢和铜质接地网，其中镀锌钢更是占据接地领域90%以上。我国普遍采用热镀锌钢接地材料其原因如下一是由于我国的铜资源量较少(在国内铜质接地网仅应用于一些重点项目)，难 以广泛应用铜质接地网。二是我国的技术体系以前苏联的技术体系为基础，原苏联在接地材料上广泛采用 镀锌钢材料，而西方国家在同时代则较多的应用了铜质接地材料。三是镀锌钢价格低廉，具有良好的经济性。在我国60多年的镀锌钢使用过程中，从各网省公司开挖情况来看，镀锌钢接头装 置的腐蚀是导致接地网失效的主要形式之一。镀锌钢主要存在以下问题一是其在碱性土壤地区腐蚀速率高，服役寿命低，部分碱性地区接地网为保证安 全甚至一年即需开挖检修；而在酸性及中性土壤地区，镀锌钢具有和铜质接地网类似的耐 腐蚀性。二是，镀锌钢的连接在我国广泛采用电弧焊，焊接时，在平行于母材长度方向的搭 接交界边缘处施焊，焊缝长度为大于两倍扁钢宽度或六倍圆钢直径，接头母材接触为线接 触，且往往由于焊接过程中工人责任心不强或技术水平问题，焊接质量难以保证，这就导致 接头连接电阻较大。另外电弧辉在焊接过程中母材熔融，高温导致辉接部位的热影响区大，接 头处母材组织粗大且镀锌层完全破坏，接头在酸性腐蚀环境及接地电流的作用下极易腐蚀。针对国内大量应用的镀锌钢接地网，为保证运行安全，国家电网公司在十八项电 网重大反事故措施中要求接地网开挖期限不超过5年。综上所述，镀锌钢接地网在一段时期内仍将继续在接地系统中使用，但其接头在 连接过程中的固有问题应进行解决。而采用钎焊技术进行镀锌钢接地材料的连接则可改善 原有接头的性能，提高接地网使用寿命。钎焊是一种利用熔点比母材低的填充金属(称为钎料)，经加热熔化后，利用液态 钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，实现连接的焊接方法。钎焊变形小，接头 光滑美观，适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件，且母材由于钎料的毛细作用为 面连接，接触电阻小，适合突出电气性能构件的连接。因此钎焊工艺应用于接地网的连接具 有极大的优势。本专利技术的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷，提供，以克服上述镀锌钢接地网在传统电弧焊方式焊接过程中存在的不足；从而降低接 头电阻率、提高耐蚀性。本专利技术提供的，该方法操作简单、 可以有效提高接头金属的耐蚀性、增加耐受故障电流冲击的安全性、适用于野外偏远地区 施工、接头在反应过程中处于低温，不需要高温热源。本专利技术提供的，包括以下步骤1)焊前准备取镀锌钢母材两根，将两母材进行搭接，去除搭接面处的杂质；将搭 接母材的一侧留有间隙，另一侧紧密接触；在搭接接头留有间隙处放置一垫板，垫板紧密靠 近搭接母材旁；将钎剂均勻堆放在垫板处，然后将钎料贴近接头放置，布撒在钎剂上，最后 在钎料上再堆放一层钎剂；2)焊接对搭接接头进行加热，待钎剂熔化后，由于毛细作用，钎剂液体会进入搭 接缝隙，随后待钎料熔化后，钎料液体进行填隙；3)冷却钎料充满缝隙后，停止加热，放置自然冷却。本专利技术提供的第一优选的镀锌钢接地网低温焊接方法，所述垫板为陶瓷垫板。本专利技术提供的第二优选的镀锌钢接地网低温焊接方法，所述钎料为直径lmm-3mm 规格锌粒。本专利技术提供的第三优选的镀锌钢接地网低温焊接方法，所述钎料为直径lmm、2mm 和3mm规格锌粒。本专利技术提供的第四优选的镀锌钢接地网低温焊接方法，所述锌粒纯度为 99% -100%。本专利技术提供的第五优选的镀锌钢接地网低温焊接方法，所述钎剂为市售氯化锌、 氯化锂、氯化钾、氟化钾配制的混合钎剂。本专利技术提供的第六优选的镀锌钢接地网低温焊接方法，所述镀锌钢间的单边间隙 为 0. 1-0. 3mm。本专利技术提供的第七优选的镀锌钢接地网低温焊接方法，所述垫板与镀锌钢厚度相 同或垫板略高于镀锌钢，以保证熔化钎料从垫板一侧向镀锌钢一侧流动。本专利技术提供的第八优选的镀锌钢接地网低温焊接方法，所述加热接头预热装置为 卡式气罐和喷火枪。采用机械方法去除搭接面处的油污等杂质；钎料锌粒为购买的市售锌粒；钎剂 为市售氯化锌、氯化锂、氯化钾、氟化钾配制的混合钎剂，其质量比为业内所公知的配方， LiC124%,KC115. 7%,ZnC1258%,KF2. 3% ；所采用的垫板不可为Fe基材料，以免钎料与垫 板发生反应。在镀锌钢材料上进行钎焊同样可以应用DL/T 621推荐的搭接接头，将固态钎料 填充在母材的搭接重合面上，通过热源的加热，钎料熔化，在钎剂的共同作用下，钎料润湿 母材，填满间隙，使母材完全实现冶金结合。根据DL/T 621规定，钢接地材料的短时允许温度不应超过400°C，故焊缝金属服 役温度应高于400°C。上述采用的钎料为颗粒状锌粒钎料，其熔点温度为420摄氏度，当钎料与母材基 体发生反应后，铁向锌层中扩散，迅速转变成Fe在Zn中的固溶体或金属间化合物，反应产 物的熔点依据Fe-Zn 二元相图急剧升高。通过此过程可知，焊接过程是在低温(极为接近于服役温度)下发生的，而接头金属的服役温度在500°C以上；保证了低温焊接、高温服役 的特点。与现有技术相比较，本专利技术提供的，具有以下有 益效果1、耐蚀性好由于钎焊温度低，低于母材熔点，故焊接中热影响区小、对于母材组 织影响小，不会在焊缝金属附近出现粗大的组织，这就减轻了焊接对于原母材性能的影响， 提高了接头金属的耐蚀性。2、电阻率低由于接头连接为面连接，而非电弧焊的三条焊缝线连接，故钎焊的镀 锌钢接头连接电阻更低，从而增加了耐故障电流冲击的安全性。3、野外焊接保障性好由于焊接材料简单，仅需钎料及助焊剂；焊接设备简单轻便， 仅需喷火枪及卡式气瓶，无需笨重的辅助设备，(如电弧焊需要笨重的电焊机、电源等)因 此，采用钎焊特别适用于野外偏远地区施工。4、低温焊接高温服役接头在反应过程中处于低温，不需要高温热源，焊后形成接 头熔化温度远高于焊接温度。图1是本专利技术提供的中的材料间位置关系结构 示意图。图中1、镀锌扁钢；2、单边间隙；3、锌粒；4、垫板。 [具体实施方式]以下结合附图说明及具体实施方式，对本专利技术提供的一种镀锌钢接地网低温焊接 方法做进一步更详细的说明。本实施例的镀锌钢接地网低温焊接方法，包括以下步骤1)焊前准备取两块镀锌扁钢母材，利用机械方法去除搭接面处的油污等杂质； 购买市售锌粒，进行筛分，选取直径Imm规格锌粒作为钎料；购买市售氯化锌、氯化锂、氯化 钾、氟化钾配制的混合钎剂；如图1所示用塞尺将两块镀锌扁钢母材间的一边间隙保持在 2mm，另一边紧密接触，在搭接接头留有间隙处放置一比垫板略高的镀锌扁钢，以保证熔化 钎料从垫板一侧向镀锌扁钢一侧流动，将钎剂均勻堆放在垫板处，然后将锌粒贴近接头放 置，布撒在钎剂上，最后在锌粒上再堆放一层钎剂。2)焊接对搭接接头进行加热，待钎剂熔化后，由于毛细作用，钎剂液体会进入搭 接缝隙，随后待钎料熔化后，钎料液体进行填隙；3)冷却待锌颗粒熔液充满缝隙后，停止加热，放置自然冷却。本实施例采用的镀锌钢接地网低温焊接方法的焊接效果添隙完全，表面形貌为 灰色，气孔率为3%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镀锌钢接地网低温焊接方法，包括以下步骤：１）焊前准备：取镀锌扁钢母材两根，将两母材进行搭接，去除搭接面处的杂质；将搭接母材的一侧留有间隙，另一侧紧密接触；在搭接接头留有间隙处放置一垫板，垫板紧密靠近搭接母材旁；将钎剂均匀堆放在垫板处，然后将钎料贴近接头放置，布撒在钎剂上，最后在钎料上再堆放一层钎剂；２）焊接：对搭接接头进行加热，待钎剂熔化后，由于毛细作用，钎剂液体会进入搭接缝隙，随后待钎料熔化后，钎料液体进行填隙；３）冷却：钎料充满缝隙后，停止加热，放置自然冷却。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩钰，聂京凯，马光，祝志祥，杨富饶，李现兵，陈新，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]