[发明专利]一种金属棒内芯式自蔓延焊笔及其制备方法

说明书

本发明公开了一种金属棒内芯式自蔓延焊笔及其制备方法，焊笔包括纸质药管、夹持端和笔筒，药管中间为铁棒、铜棒等金属棒内芯。金属棒内芯与药管之间装填铝热剂，成分为CuO粉60.0％～75.0wt.％，Al粉15.0％～25.0wt.％，CaF₂粉4.0％～6.0wt.％，B粉0.5％～1.5wt.％，SiO₂粉4.0％～8.0wt.％，Fe粉2.0％～5.0wt.％，NiO粉2.5％～6.0wt.％。焊笔使用时通过铝热剂反应放出的高热熔化金属棒内芯，产生的金属液作为熔敷金属进行焊接。金属棒内芯式结构提高了药管的强度，使反应更加平稳，减少了反应过程中的金属损失。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，涉及一种应急情况下钢、铜材料焊接用的焊接技术，具体涉及一种金属棒内芯式自蔓延焊笔及其制备方法。

背景技术

焊接技术是工业、民用机械及军事装备制造、抢修及应急维修安装的重要手段之一，但是目前普遍采用的焊条电弧焊需要能输出千瓦以上功率的电源和沉重的电焊机，气焊则需要储存氧气和乙炔气体的高压专用设备，牵连工程大，且操作者需受过专门的训练。这极大地限制着在停电、野外、雨雪天气等特殊情况下应急焊修任务机动、灵活、高效的展开。另外，在高空、地下、水下等能源不方便供应的极端条件下，这些传统的应急维修方法也无法施展。同时，在水气管道、采暖管网和工程电缆的紧急维修中，也迫切需要便捷的应急焊接方法原位快速恢复或部分恢复使用功能；在地震，火灾等的抢险救灾，消防破拆中，也迫切需要一种无需外界能源和设备，使用方便的切割工具。因此，亟需开发一种无须大量外界能源和大型设备、使用方便、操作简单、高效、节能的新型焊接技术和焊接材料来弥补传统焊接技术的不足。

自蔓延是利用化学反应自身放热合成材料的一种技术，又被称为燃烧合成，它利用化学反应放热，完全(或部分)不需要外热源；通过快速自动波燃烧的自维持反应得到所需成份和结构的产物；通过改变热的释放和传输速度来控制过程的速度、温度、转化率和产物的成份及结构。利用自蔓延反应原理可以设计出符合上述特定需求的焊接设备。专利20110126018.2公布了一种便携式焊笔及其制备方法，其采用CuO粉和Al粉作为放热剂，CaF₂和CaSO₄作为造渣剂，锰铁粉和镍铁粉作为合金剂，该专利所用材料和结构虽可以满足应急条件下的焊接需求，但由于反应原料均为细颗粒状粉末，反应过程剧烈，反应过程中金属损失比例大，金属液得液率低，增加了使用成本。专利201210159201.7公开了一种简易无电焊笔，也存在着反应过于剧烈，金属损失较多的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种制作简单，反应平稳，金属利用率高的金属棒内芯式自蔓延焊笔。

本发明的技术方案如下：

一种金属棒内芯式自蔓延焊笔，包括纸质药管，药管中间为金属棒内芯，金属棒长度与药管长度相同，直径为药管直径的20％～40％。金属棒内芯与药管之间装填铝热剂，药管头部设有点火头，点火头与焊剂之间有引燃段，药管尾部用一端带有外螺纹的夹持端密封。所述点火头的成分为红磷，引燃段采用铝热焊引火粉。焊笔的点火方式为三级点火，即由火柴或者打火机点燃点火头，点火头燃烧后点燃引燃段，引燃段再引燃焊剂。

还包括直径和长度比外层药管略大的笔筒，材料为PVC管，用于套在药管外面，所述笔筒一端带有与夹持端的外螺纹相配合的内螺纹。笔筒在焊笔不使用时套在药管外部；使用时将笔筒抽出，通过笔筒上的内螺纹和药管尾部夹持端的外螺纹之间简单快速地配合，可以起到固定和支撑焊笔的作用。

所述金属棒材料为铁棒、铜棒或其他满足焊接要求的金属。