[发明专利]一种铜包钢/铜质接地网放热焊用引燃剂

说明书

技术领域

本发明属于金属焊接领域，具体涉及一种铜包钢/铜质接地网放热焊用引燃剂。

背景技术

随着经济发展的稳步前进，对于能源的需求逐年递增，电力建设的进程也逐渐加快，电力建设的发展体现在基础设施建设数量与质量的双重发展。

在电网接地领域中，人们越来越关注接地网的可靠性。应用较广的镀锌钢接地网成本较低，但耐蚀性差，腐蚀严重地区需经常开挖检修，增加了后续维护成本，因此许多重点工程中已逐步采用铜质或铜包钢接地网代替镀锌钢接地网。铜质或铜包钢接地网的焊接多采用放热焊连接(放热焊也称为铝热焊)，而作为焊接的重要组成部分，放热焊用引燃剂应满足以下要求：

1)安全性：高的安全性主要体现在运输、储存安全可靠，不合有易燃易爆成分，不因运输或使用中发生碰撞而引燃，如，专利CN 1069215A中所提供的引燃剂含有氯酸钾和重铬酸钾，不利于引燃剂的运输和储存；

2)环保性：引燃剂成分的化学性质稳定，对人体健康无危害，如，在专利CN 1559745A中公开的引燃剂中含有红磷，而红磷单质及其氧化物均危害人体健康，红磷分子可通过皮肤进入人体，引起皮炎等多种慢性疾病；

3)不影响铝热剂成分：在铜质或铜包钢接地网中，接头的电阻率与合金成分有着直接关系，故在施焊过程中应尽量避免多余元素的掺入，因此引燃剂中应尽量避免加入氧化铜之外的金属氧化物；

4)反应速度适中，发热量高：反应速度直接关系到反应的发热量，过快的反应速度引起气体的急速膨胀，使引燃剂反应物被吹散，不利于热量传递于铝热剂，即过快的反应速度无法引燃铝热剂；过慢的反应速度同样难以引燃铝热剂，由于反应速度慢，热量不集中，难以达到铝热剂的反应下限温度；

5)亮度小：引燃剂多施放于模唇处，反应时肉眼可直接观察，因此亮度直接关系到施焊操作人员的安全，反应亮度低的引燃剂可以降低对施焊人员的刺激，避免疲劳。

6)引燃温度低：通常采用打火抢引燃引燃剂，而打火抢的火花能量有限，如引燃剂中添加的氧化剂及还原剂引的燃温度过高，则难以用打火抢引燃。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全、环保、反应速度适中、发热量高、亮度小，引燃温度低的铜质或铜包钢接地网放热焊用引燃剂。

本发明所提供的一种铜包钢/铜质接地网放热焊用引燃剂的组分及其重量百分比为：

粒度为40～80目，氧化度为85％的氧化铜粉末：20～70％；粒度为200～300目，氧化度为99.9％的氧化铜粉末：0～50％；粒度为200～300目，纯度为99.9％的金属铝粉末：10～15％；粒度为40-100目，纯度为99.9％的金属镁粉末：15～35％。

放热焊技术的原理是利用金属铝与氧化铜之间发生氧化还原反应(3CuO+2Al＝3Cu+Al₂O₃)，放出大量热量，产生足够高的温度，使焊接部位金属及相关辅料熔融达到焊接效果，但铝热剂的反应下限温度较高，一般热源难以将铝热剂引燃，因此需热量集中的热源在瞬间提供反应初始能量，而引燃剂的作用即为提供初始能量，引燃剂在较低温度即可引燃，提供铝热剂反应下限温度，使铝热反应顺利开始。

在引燃剂中，氧化铜(CuO)粉末与金属铝粉末(Al)：是起氧化还原反应的关键配料，是引燃剂中的热源。其中，细粉末状的氧化铜粉末(粒度为40～80目)是主要的氧化剂，与铝粉共同作用调节反应速度。高目数的氧化铜粉末(粒度为200～300目)是引燃的关键，其活性高，易反应，在与铝粉的共同作用下，可以在较低温度热源下顺利引燃。金属铝粉末是反应中的还原剂，主要作用为与细粉末状氧化铜粉末共同作用，降低反应温度下限。金属镁粉末在引燃剂中有两个重要作用，首先镁的反应均匀缓慢，反应温度低，且为强还原剂，故镁粉在引燃剂中可以有效调节反应速度，并降低反应温度下限。

采用本发明所提供的引燃剂引燃铝热剂时，引燃剂与铝热剂的质量比为1∶60～70。

与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果：

1)本发明引燃剂安全可靠，不含有易爆的氯酸钾和重铬酸钾等成分，利于储藏及运输。

2)本发明引燃剂环保，不含红磷等危害人体健康的成分。

3)本发明引燃剂以Mg和Al为还原剂，以两种形态的氧化铜为氧化剂，反应中，Mg的还原性高于Al，故在反应中首先反应，反应结束后不产生剩余，而Al在反应后仅微量剩余，可以和铜生成固溶体，对接头电阻影响微小。