摘要：火泥熔接是一种操作简单、高效率、高质量的焊接工艺，它利用金属化合物化学反应，在特制的石墨磨具的型腔中形成一定的形状、尺寸，符合工艺需求的熔接接头。
关键词：火泥；熔接；焊接工艺；化学反应
1 前言
火泥熔接已经普遍取代了以往金属之间的机械连接方法。在国外接地系统中是比较常用的焊接方法。我国的火泥熔接技术发展相对落后，直至2000年以后，国内的火泥技术才真正发展起来。火泥熔接在各国的叫法也大不相同，像美国艾力高ERICO的CADWELD叫“放热焊接”，波兰的伽尔玛GALMAR叫“热熔焊接”，泰国的KUMWELL叫“热熔焊接”，美国、西班牙的APLIC（安普利）叫“热熔焊接”等。
2 工作原理
铜导体的放热焊剂，它利用金属化合物化学反应热作为热源，通过过热的（被还原）熔融金属，直接或间接加热工作，在特制的石墨模具的型腔中形成一定形状、尺寸，符合工程需求的熔焊接头。火泥焊剂，是一种金属（铝）及金属氧化物（氧化铜）及辅料的组成。其化学反应式如下：
M O + Al ===== M + AlO + 高温（其中M为需要的可用金属）
3施工程序
结合本项目的施工情况，对火泥熔接技术在工程中的应用及具体施工程序如下：
（1）焊接材料采购：根据要焊接的对象，选择合适的模具及焊剂。
（2）焊粉选择：焊粉的重量与焊粉的型号相对应，比如：#150号焊粉就是每包重量为150克。焊粉的型号一般是根据接地材料的规格来选择，一般一包焊粉可以熔接接2个接头，采购时可按照一包1个点来计算。每包焊粉都配有相应数量的金属隔离片和引药（引火粉），在储存时一定要防止受潮，不然在施工时不容易点燃。对于焊剂的使用，为了保证连接的质量，达到圆润饱满有光泽的要求，焊剂使用要宁多勿少，总体要填满模具的药槽。
主回路布线接连接，大致可以分为以下几种情况：
1）接地极与95 mm²裸铜线连接，使用250#焊粉1包
2）95mm²-95 mm²裸铜线直接连接，使用150#焊粉1包
3）95mm²-95 mm²裸铜线T型连接，使用150#焊粉1.5包
4）120mm²-95 mm²裸铜线T型连接，使用150#焊粉1包
5）95mm²裸铜线与Φ12镀锌圆钢直接连接，使用90#焊粉1包。
6）其他小于95mm2的铜绞线之间的连接，不管是T型连接，或者十字型连接，或者直接连接，使用90#或115#焊粉1包。
（3）焊接部位清理：用铁刷对接地导线要焊接部位进行刷扫。刷导线的焊接部位，除去裸铜线表面的氧化层及杂质。同时，用老虎钳把接地导线的端头修整成圆股，必要时用挫修平，以便于焊接。
（4）模具和接地导线烘烤：在进行焊接前，要对模具和接地导线进行烘烤，保证模具和接地导线干燥，以防其潮湿影响焊接质量。
（5）模具清扫：用毛刷对模具进行清扫，防止模具内残留的杂质影响焊接的质量。切忌使用硬金属清扫模具，对模具造成损坏。
（6）接头卡接：将接地导线去掉绝缘层后，卡在合适的模具盒内，然后将磨具盖子盖好。其中，注意一定把要连接的接地导线在模具内压紧，模具卡好，防止熔焊时熔液外泄，导致焊接不饱满。
（7）装药：将焊剂倒入模具药槽内，然后将火药粉均匀的倒在药槽与模具盖的夹缝处。在倒焊剂时，要先用焊剂配套使用的薄铝片把药槽下端口堵住，然后把焊剂倒入药槽内，并在上端形成一个坡度，将火药粉均匀倒在这个焊剂坡上，至焊剂槽与模具盖的夹缝处，以便引燃焊剂。
（8）引燃：药剂装好后，盖上模具盖，同时使用与模具相配套的夹子，将模具夹紧，最后引燃火药粉。
（9）模具冷却：等待焊剂燃烧完全，冷却10~15秒后，打开模具。
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（10）防腐处理：对熔接点进行防腐处理。待熔接点冷却后，在熔接点以及紧邻熔接点15cm的距离的接地导线刷沥青漆，进行防腐。
（11）回填。在焊接以及防腐措施做完以后，要及时将接地导线回填入地下。回填时，先用软土或者细沙将接地导线盖住，然后再进行大面积回填。
4施工要点
1）每次施工前用加热工具（喷灯或烘干箱）烘烤干燥模具，驱除湿气；
2）每次使用完后要进行模具清理，目的在于清除焊接物表面的尘土、油脂、氧化物及其它附着物，使其表面洁净光亮后方可进行熔接作业，从而保证熔接后的焊点的导电性能与机械性能，用软毛刷或者其它软性物品进行清洁，从而避免模具损坏；
3）检查模具接触面的密合度，防止熔接时铜液从缝隙处渗漏出来；
4）模夹是用来打开模具的，模夹的紧密度决定熔接的效果，应在熔接前认真检查模夹，并做适当的调整；
5）模具由石墨制造而成，比较脆弱，无法承受抛甩与强力冲击，故不可将超出模具尺寸的焊接物强行放入模具，或者使用坚硬的物质和工具来清除残渣。
6）模具使用次数一般可达50~100次以上。
7）在熔接时，要带上防护手套，防止烫伤。不得将尚未冷却的模具直接放在地面上，防止模具破裂，应该放在木板上冷却。
5检查要点
1）在熔接完成后，将熔接成形的接头用工具剖开，可以直观的看到其接头的熔接的质量，内部是否有气孔、夹渣，切开后其剖面成一整体无气孔和瑕疵。
2）观察焊接头的大小，接头大小应跟模穴的形状一致，如接头过小或者凹陷，说明金属液泄露或磨具内部焊接母材安装不到位，或在焊接过程中模具与母材发生了移动；如果焊接接头有过高的冒口，说明焊接母材或模具有污染物使得体积增大。
3）查看接头颜色，保证焊接接头的颜色为金黄色或青铜色。
4）接头表面的光滑度，良好焊接头表面应丰满光亮，没有大的渣滓存在，如果接头表面覆盖有20%以上的渣滓，或渣滓被除掉有焊接母材暴露，那么那个接头必须报废。
6安全防护
1）施工操作时，现场1.5米之内，不得有无关人员停留；
2）操作人员必须戴上有一定隔热效果的工作手套；
3）点火时，一旦引燃火药粉，操作人员必须远离模具。
4）火泥熔焊时，操作人员不得直接面对熔模开口处。
5）火泥熔焊，施工将产生高温，不可避免有金属颗粒溢出，而造成操作人员身体伤害。因此在施工中应采用低烟配方，另外应加强通风，防止操作人员金属中毒。
6）焊接结束后，任何人不得立即直接接触熔模，待冷却后，方可使用铁钳打开模具。
7优点
1）熔接点的载流能力（熔点）与导体相同，具有良好的导电性能，经检测，焊接前后的直流电阻比率变化率接近为零。这是任何一种传统连接方式无法比拟的。
2）熔接点是分子结合，永久，不老化，不会因松动或腐蚀造成高电阻。
3）熔接点不受腐蚀物质影响，而熔接头比铜本身更加坚韧。
4）熔接点能经受反复多次的大浪涌（故障）电流而不熔化；试验表明，在短时间大电流的冲击下，导体先于熔接头熔化。
5）焊接操作方便，简单，容易上手，不需要外接电源或热源，适合室外室内现场焊接工作；从外观便能观察出焊接的质量，无需专业人员操作。
6）火泥熔接技术简单，操作方便。
8 结束语
通过在本工程上成功应用火泥熔焊施工技术，不仅降低了施工成本，而且提高了施工效率，同时也增加了经济效益。对比传统焊接施工技术，火泥焊接工艺在焊接质量，施工操作、人工成本、焊接可靠性、使用寿命等方面均优于传统焊接工艺，有广阔的应用前景，可以在其他项目上大力推广使用。
论文作者:周建建,吴键,姜晨阳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：模具论文; 熔接论文; 焊剂论文; 熔焊论文; 导线论文; 金属论文; 操作论文; 《基层建设》2019年第19期论文;