[发明专利]一种手工热剂焊条及其制备和使用方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接技术领域，特别涉及一种手工热剂焊条及其制备和使用方法。

背景技术

焊接作业和切割作业是两种非常重要的工程作业方式，作业时往往需要专门的电气设备。然而在一些特殊情况下，例如野外作业、井下作业，以及在一些极端情况下，例如地震、冰冻雨雪灾害等自然突发灾害下，传统的焊接和切割作业往往因为需要携带笨重的设备而影响抢险作业的效率，而在大多数情况下，更是因为电力设施或道路的瘫痪而使上述两种抢险作业根本无法实现。

铝热剂焊接是一种不需提供外部热源，即可实现焊接的一种方法。然而，目前所有铝热剂焊接都需要借助辅助设备才能实现焊接，如焊桶或坩锅等。因为铝热剂反应后的熔融产物为还原出的金属和Al₂O₃，由于Al₂O₃的熔点远高于金属的熔点，Al₂O₃将先于金属凝固而留在金属之中，无法分离。因此，如果不将Al₂O₃从金属液中去除，则不能实现铝热剂焊接作业。以往的解决方法是，借助辅助一个保温的容器装置，如焊桶或坩锅，才能实现焊接。其焊接过程是：首先将大量铝热剂装入该保温的容器之中，之后，将容器内的大量铝热剂点燃后，由于容器的保温作用，大量铝热剂反应后将释放出巨大热量，反应后的熔体将维持在很高的温度而不发生凝固，等静置一定时间，在重力作用下，密度较轻的Al₂O₃将浮于金属液体之上，该保温的容器装置底部有可开关的孔洞，焊接时，将该孔洞对准待焊母材，打开开关后，金属液将出孔洞中流出，进行焊接。

可见，现有的铝热剂焊接的过程较为繁琐，用于应急抢修时，由于需要借助辅助设备，所以仍然不够便利。

发明内容

本发明的目的是提供一种手工热剂焊条及其制备和使用方法。

一种手工热剂焊条，其特征在于，焊条焊药由铝热剂、造渣剂和合金剂组成，构成铝热剂的成分及各成分质量占焊药总质量的百分数为：CuO粉：40～50％、Cu₂O粉：0～10％、NiO粉或Fe₂O₃粉：10～15％、Al粉：10～15％，构成造渣剂的成分及各成分质量占焊药总质量的百分数为：B₂O₃粉：10～15％、SiO₂粉：5～10％、CaO粉：0～5％、CaF₂粉：0～5％，构成合金剂的成分及各成分质量占焊药总质量的百分数为：Fe粉：0～2％、Mn粉：0～2％、Si粉：0～1％。

一种手工热剂焊条的制备方法，其特征在于，该方法步骤为：

(1)按所述比例称取原料，装入球磨罐内，按球料比1：1加入研磨球，球磨介质为乙醇或丙酮，湿磨12～24小时后，烘干即得到焊药2；

(2)将焊药2填入直径10～20mm，长度150～250mm的纸制圆筒3中，在圆筒一端安装引线4，另一端由一塑料堵头1密封即构成热剂焊条；

(3)将焊条装入一个直径比焊条直径大1～2mm的纸制套筒5中，密封保存。

所述原料的粒径均小于100μm。

所述研磨球为ZrO₂研磨球。

所述引线4为普通的烟花爆竹引火线。

一种手工热剂焊条的使用方法，其特征在于，将套筒固定在焊条后端的堵头上，用手握住套筒，焊接时，将焊条对准待焊工件，点燃焊条前端的引线，焊条发生放热铝热反应，反应产生的熔融液滴滴落在工件的待焊部位进行焊接作业，当用热剂焊条切割时，点燃焊条前端的引线，将焊条燃烧火焰紧贴待切割处，自蔓延反应的热量把待切件熔穿，达到切割的目的。

所述焊接作业，当待焊件厚度≤5mm时，使焊条燃烧火焰距待焊件1～5mm进行焊接，当待焊件厚度>5mm时，在待焊处打出坡口后进行焊接作业。

本发明的有益效果为：

(1)本发明制备的焊条是以自蔓延反应放出的热量为焊接热源，以自蔓延反应后的熔化金属为焊缝填料，采用手工焊接的方法，最终实现待焊母材间的牢固连接；当使用焊条切割时，是以自蔓延反应放出的热量为切割热源使待切部件熔化，该焊接、切割方法，无需外界热源和任何设备。

(2)焊条小巧轻便，可随身携带，焊接、切割操作简便、快捷、安全，可随时随地进行焊接、切割作业，焊接质量可靠，焊条可应用于钢材、不锈钢或铜合金材料的焊接和切割。