摘要：结合工作实践，简述地铁工程接地系统施工过程中放热焊技术的应用，介绍了放热焊技术的特点、施工方法及实际应用情况等。
关键词：地铁电气接地；放热焊
1 放热焊简述
1.1 放热焊技术简介
放热焊又称放热焊接，是一种简单、高效率、高质量的金属连接工艺。放热焊是以化学反应所产生的高温使金属之间完全熔接，通过化学置换反应产生的热量，将需要连接的各种金属在模具内进行溶接；金属间的复合介面是分子连接，无残留物，结合面不会出现腐蚀现象；焊接过程不需要外部电源和热源。
1.2 放热焊主要应用范围
放热焊主要用于铁路、高速公路 发电厂、变电站、开关站、高压输电线路、电气化铁路、电信、移动通信基站、微波中继站、地面卫星接受站、雷达站等重点工程以及贵重精密仪器、计算机机房设备、邮电程控设备、广播电视设备、电子医疗设备等工作接地和保护接地；石油输送管道及油气罐，易燃易爆物质仓库防雷接地。
2 放热焊施工工艺
2.1 放热焊工艺原理
放热焊接是通过铝与氧化铜的化学反应（放热反应）产生液态高温铜液和氧化铝的残渣，并利用放热反应所产生的高温来实现高性能电气熔接的现代焊接工艺。放热焊接适用于铜、铜和铁及铁合金等同种或异种材料间的电气连接，它无需任何外加的能源或动力。化学反应式如下：
3Cu2O+Al = 6Cu+Al2O3+热量（温度可达 2537℃以上）
2.2 放热焊工艺流程
被焊接物敷设----选择模具----焊接准备----焊接物就位----放置钢盘----加入反应粉末----点火器点火----焊接----清洁模具。
2.3 放热焊施工要点
2.3.1 接地体（线）为铜与铜或铜与钢的连接工艺采用热剂焊（放热 焊接）时，其熔接接头必须符合下列规定：
（1）、被连接的导体必须完全包在接头里；
（2）、要保证连接部位的金属部分连接牢固；
（3）、热剂焊（放热焊接）接头的表面应平滑；
（4）、热剂焊（放热焊接）的接头应无贯穿性的气孔。
2.3.2 焊粉应用时的注意事项：
（1）、每一罐或袋焊粉对应焊接一个焊点、焊粉牌号需与模具上注明的焊粉用量一致，使用前需仔细对照确认；
（2）、焊粉的计量单位以克计，焊粉的牌号标示其剂量克数，因此如果现有的焊粉牌号与模具标志的剂量不匹配时可视实现情况增减；
（3）、焊粉出厂时对于其防潮已采取多层保护，但建议仍需妥善保护避免受潮。不可倒置存放。
2.3.3 模具与模夹的准备和要领：
（1）、每次开工前用加热工具（如烘干箱或喷灯）干燥模具，驱除水气。久未使用的模具内含有水分，尤其是前次使用完后仍留在残渣的模具，水分更多；
（2）、清洁模具，请使用软毛刷或其他软性物品；
（3）、检查模具接触面的密合度，防止作业时铜液从缝隙处渗漏出来；
（4）、模夹是用于开合模具的，模夹的紧密度对熔接的效果有影响，请在熔接开始之前认真检查模夹，并作适当调整；
（5）、模具由石墨制成，较脆弱，无法承受抛甩与强力冲击，故不可将超出模具所示尺寸的熔接物强行放入模具，或使用金属物质、坚硬的工具等来清除残渣。
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2.3.4放热焊模具在使用过程中的注意事项：
（1）、检查模具的标签，厂家生产的焊接模具上面标注了被焊接的材料和合适的焊药型号；
（2）、确定所有被焊接材料的表面是清洁、干燥，并且这些材料的类型和尺寸应与模具类型一致；
（3）、模具需去湿气时，需要加热到250度以上，直到模具上的湿气被除去；
（4）、根据模具说明书，正确主放置模具和导体，被焊接的区域必须正对着导流孔；
（5）、直接将钢碟置于导流孔的正中间，如果放置不正确会影响焊接质量或者导致焊药从模具中漏出；
（6）、将焊药倒入反应腔，同时请小心不要松动引燃药，使用错误型号的焊药将影响焊接质量或者损坏模具；
（7）、盖上模具盖，把一小部分的引燃药倒到在点火孔的周围；
（8）、用点火枪点燃引燃药，迅速移开点火枪。（不要将身体任何暴露部位直接接触模具盖）；
（9）、在打开模具前应等待15秒钟以便让焊接冷却，但不要让焊药完全冷却那样会让模具和导体焊在一起；
（10）、使用软毛刷清洁模具，不要使用研磨性的物体清洁模具，那样会对模具造成损伤。
2.4 放热焊安全保护措施
放热焊接方式会产生高温，不可避免地有金属颗粒逸出，而造成对施工人员身体的伤害。在使用放热焊接的过程中，一方面应该采用低烟配方，从根本上减少金属颗粒逸出；另一方面应该加强对施工人员的保护，加强通风，戴好口罩，防止施工人员金属中毒。施工操作时，现场1.50米之内，不得有无关人员停留。操作人员必须戴上有一定隔热效果的工作手套且不得面对熔模开口处操作施工。点火时，一旦引燃粉被引燃，操作人员必须立即离开熔模至少1.50 米。当熔焊结束，任何人不得立即直接接触熔模。
3 放热焊施工优势
3.1 焊接点的电流截流量和导线相等；
3.2 焊接点是永久性的，不会因松动或腐蚀造成高电阻；
3.3 焊接点比铜本身更加坚韧，且不受腐蚀性产物的影响；
3.4 焊接点能经受反复多次的大浪涌（故障）电流而不退化；
3.5 焊接操作方法简单，容易上手；设备轻便，携带方便；
3.6 焊接时，不需要外接电源或热源；从外观便能核查焊接的质量。
4 放热焊在地铁工程接地系统的应用实例
接地网是地铁施工中的重要一环，它涉及保障人身安全、设备安全和运营的基础，同时兼顾对杂散电流腐蚀起防护作用。接地网为地下隐蔽工程，完工后将对接地电阻值进行测试，如不满足要求，采取补救措施难度大，成本高。同时为配合主体施工，接地网采用分段敷设，节点和接点多，控制难度大，因此接头的焊接质量决定接地网的整体施工水平。
我公司承包的深圳地铁某标段工程中的车站工程的接地系统，该车站综合接地装置接地网设置在车站主体底板下方；接地网由水平接地体与垂直接地体构成。接地引出线、水平接地体采用50*5 mm的铜排埋地敷设；垂直接地体采用长3 m，直径Φ17.2mm铜棒连接；相邻垂直接地体间距为10 m；水平接地铜排长约2300m；垂直接地铜棒210根。为保证接地系统连通的可靠性，接地体间的连接采用放热焊，实现了接地线的可靠连接；整体施工完毕后，接地电阻的实测值远低于设计要求，可靠的保证了地铁车站各类设备的接地要求；而且大大缩短了工期，确保了工程进度。
5 结语
放热焊施工技术简单，施工质量可靠，特别对于要求较高的接地系统施工，具有突出的优势，经过多次施工实践证明是一项值得推广应用的技术，具有显著的工程效益。
参考文献：
[1] GB/T50169-2006，电气装置安装工程接地装置施工及验收规范[S]。
论文作者:卓亚惜
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/15
标签：模具论文; 焊药论文; 金属论文; 地铁论文; 熔接论文; 工程论文; 残渣论文; 《电力设备》2019年第8期论文;