本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种铝铰线高效连接专用焊粉。
背景技术：
铝绞线是一种常用的输电电缆，在长时间的户外使用过程中，容易出现破损。必要时就需要对其进行修补，以恢复其性能，延长输电线路更换周期，解决资金。现有技术中，普遍使用铝热焊接的方式对铝绞线进行修补；而铝热焊接是一种把两个或是多个导体或是多个导体焊接起来的焊接工艺，此工艺通过氧化铜与铝的化学反应(放热反应)，并利用放热反应所产生的高温来实现高性能电气熔接，已广泛应用于铝铰线连接。但现有铝热焊粉焊接铝铰线材料时容易产生气孔、夹渣、热裂等缺陷，国外特制焊粉焊接接头质量可靠但成本较高，且易受制于人，长期使用不利于我国电力工程接地系统的发展。
针对上述技术问题，故需要进行改进。
技术实现要素：
本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种生产成本低、保证焊接质量，并且反应过程平稳的铝铰线高效连接专用焊粉。
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种铝铰线高效连接专用焊粉，所述焊粉由以下重量百分比的物质组成：铝65％-68％、氧化锡30％～35％、锡0.8％～1.2％、铁0.4％～0.6％、碳0.1％～0.3％、稀土0.1％～0.3％、银0.1％～0.2％、硼砂1％～2％；余量为合金粉末；所述合金粉末由以下重量百分比的物质组成：钙8-12％、硅40-47％、钡28-32％、其余为混合粉末。
作为本发明的一种优选方式，所述铝粉为片状雾化铝粉，颗粒度为40～60目。
作为本发明的一种优选方式，所述混合粉末包括铁粉、萤石粉、硅铁粉、二氧化硅粉末的混合粉末，其中铁粉1～1.5份、莹石粉末0.5～1.5份、硅铁粉0.3～0.5份、二氧化硅0.5～1份，其颗粒度为100～200目。
作为本发明的一种优选方式，所述混合粉末还包括造渣剂3～5份和粘合剂1～3份。
作为本发明的一种优选方式，所述焊粉由以下重量百分比的各组分组成：铝65％、氧化锡30％、锡1％、铁0.4％、碳0.2％、稀土0.2％、银0.2％、硼砂2％。
作为本发明的一种优选方式，所述合金粉末由以下重量百分比的各组分组成：钙10％、硅45％、钡30％。
作为本发明的一种优选方式，所述混合粉末按重量份数计由如下物质组成：铁粉1份、莹石粉末1.5份、硅铁粉0.5份、二氧化硅1份、造渣剂3份和粘合剂2份。
作为本发明的一种优选方式，铝粉纯度≥95％，锡粉纯度≥97.5％，铁粉纯度≥97.5％，硼砂粉纯度≥96.0％。
作为本发明的一种优选方式，所述造渣剂为萤石粉末。
作为本发明的一种优选方式，所述混合粉末还包括硝酸银2～3份。
本发明的焊粉包括铝粉、氧化锡粉、铁粉、碳粉、稀土粉、银粉和硼砂粉；焊接前，铝粉、氧化锡粉及粘结剂提前熔融混合；焊接时，本发明所述焊粉中含有硼砂，硼砂受热分解硼酐和偏硼酸钠：而偏硼酸钠又能与氧化锡形成熔化温度更低的复合化合物：这些复合化合物容易浮到铝液表面成为熔渣，提高了铝液的流动性，加快了放热焊粉的置换反应速率，同时各个原料的混合也更为均匀，冷却后，连接强度好，表面光滑，焊件质量稳定。
需要说明的是，本发明焊粉的根据不同元素的物化性质，充分考虑了微量元素的烧损流失，确保了铝铰线高效连接部位与基体相同或相近的成分；该焊粉反应平稳，安全性高，且修复速度快，效率高。
本发明的焊粉中加入了0.1％～0.3％碳，碳元素分两种状态存在于材料中，一种是固溶于基体中，一种是形成金属碳化物，本材料中由于有硼的加入，实际上是形成金属碳硼化合物。
本发明的焊粉中的合金粉末中加入了40-47％的硅元素，硅的功能在于优化粉末的雾化工艺性能，提高成品率，降低合金粉末在喷涂过程中的氧化。
焊粉中的铝作为还原剂与氧化锡进行化学反应，产生热量。焊粉中的锡主要作用为增加熔融金属的流动性，强化金属焊缝的强度，降低反应温度。焊粉中的银具有优良导热效果，以保证接头有良好的导电能力。焊粉中的稀土具有细化晶粒的效果，从而实现了强化合金的效果，提高合金中固溶体的熔点，稀土的加入，影响了焊粉的氧化行为，改变了焊粉的氧化热力学和动力学行为，强化了氧化锡的致密性，降低了焊粉的氧化速率，延长了焊粉的质保时间，从而提高了燃点，可使接头强度/硬度/伸长率/断裂韧度和耐磨性能等综合力学性能提高。
造渣剂例如为萤石粉末，萤石粉末在反应中起到助融造渣、消除气孔的作用。
本发明的有益效果是：
1.本发明所述焊粉中含有硼砂，硼砂受热分解硼酐和偏硼酸钠：而偏硼酸钠又能与氧化锡形成熔化温度更低的复合化合物：这些复合化合物容易浮到铝液表面成为熔渣，提高了铝液的流动性；
2.本发明焊粉中硼砂一方面有利于金属液的流动，同时可以保护焊接表面不易被氧化，另一面硼砂高温分解得到的bo可以与caf联合作为稀释剂和造渣剂；
3.本发明采用铝粉，大大降低了铝粉氧含量及杂质含量，提高了铝粉的质量和接头导电率，并且降低了成本；加入银粉加快了铝粉与氧化锡的反应；采用本发明所述焊粉获得接头导电率高，气孔、夹渣少，晶粒细化均匀，焊接接头质量可靠稳定；减少了环境污染。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。
如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
实施例1：
一种铝铰线高效连接专用焊粉，焊粉由以下重量百分比的各组分组成：铝65％、氧化锡30％、锡1％、铁0.4％、碳0.2％、稀土0.2％、银0.2％、硼砂2％；合金粉末由以下重量百分比的各组分组成：钙10％、硅45％、钡30％。
混合粉末按重量份数计由如下物质组成：铁粉1份、莹石粉末1.5份、硅铁粉0.5份、二氧化硅1份、造渣剂3份和粘合剂2份。
造渣剂为萤石粉末，铝粉为片状雾化铝粉，颗粒度为40～60目。
焊层硬度为205hb。
实施例2：
一种铝铰线高效连接专用焊粉，焊粉由以下重量百分比的各组分组成：铝66.4％、氧化锡31％、锡0.8％、铁0.5％、碳0.1％、稀土0.1％、银0.1％、硼砂1％；合金粉末由以下重量百分比的各组分组成：钙12％、硅46％、钡31％。
混合粉末按重量份数计由如下物质组成：铁粉1.2份、莹石粉末1份、硅铁粉0.4份、二氧化硅0.8份、造渣剂4份和粘合剂3份。
焊层硬度为208.8hb。
实施例3：
一种铝铰线高效连接专用焊粉，焊粉由以下重量百分比的各组分组成：铝67.4％、氧化锡30％、锡0.9％、铁0.4％、碳0.1％、稀土0.1％、银0.1％、硼砂1％；合金粉末由以下重量百分比的各组分组成：钙8％、硅42％、钡29％。
混合粉末按重量份数计由如下物质组成：铁粉1.5份、莹石粉末1.2份、硅铁粉0.4份、二氧化硅0.9份、造渣剂3份和粘合剂1份。
本发明采用上海多木实业有限公司生产的dml-v02b等离子粉末对焊机进行堆焊；堆焊基体为40cr，输出电流为95a，送粉量为15g/min，单道焊缝宽10mm，焊枪速度为1mm/s，进行充分均匀的搅拌混合而成。
焊层硬度为210.7hb。
实施例4：
本实施例内容与实施例1内容基本相同，相同部分内容不在重复，与实施例1不同的是：本实施例中：
焊粉由以下重量百分比的各组分组成：铝67.4％、氧化锡29.7％、锡0.9％、铁0.4％、碳0.1％、稀土0.1％、银0.1％、硼砂1.3％；合金粉末由以下重量百分比的各组分组成：钙8％、硅42％、钡29％。
混合粉末按重量份数计由如下物质组成：铁粉1.5份、莹石粉末1.2份、硅铁粉0.4份、二氧化硅0.9份、造渣剂3份和粘合剂1份。
与实施例3不同的是，本方案中将硼砂的重量百分比由1％调整为1.3％，氧化锡的重量百分比由30％调整为29.7％，申请人发现，调整上述两种组分重量百分比以后，有利于金属液的流动，同时可以保护焊接表面不易被氧化，能够更好地提高流动性。
实施例5：
本实施例内容与实施例1内容基本相同，相同部分内容不在重复，与实施例1不同的是：本实施例中：
焊粉由以下重量百分比的各组分组成：铝67.4％、氧化锡29.7％、锡0.9％、铁0.4％、碳0.1％、稀土0.1％、银0.1％、硼砂1.3％；合金粉末由以下重量百分比的各组分组成：钙8％、硅42％、钡29％。
混合粉末按重量份数计由如下物质组成：铁粉1.5份、莹石粉末1.2份、硅铁粉0.4份、二氧化硅0.9份、造渣剂3份、粘合剂1份和硝酸银2份。
与实施例4不同的是，本方案中在混合粉末添加了硝酸银2份，焊接强度提高2.5-3％；同时，能够促进各组分融合，加快了铝粉与氧化锡的反应；焊粉获得接头导电率高。
实施例6：
本实施例内容与实施例1内容基本相同，相同部分内容不在重复，与实施例1不同的是：本实施例中：
焊粉由以下重量百分比的各组分组成：铝67.4％、氧化锡29.6％、锡0.9％、铁0.4％、碳0.1％、稀土0.2％、银0.1％、硼砂1.3％；合金粉末由以下重量百分比的各组分组成：钙8％、硅42％、钡29％。
混合粉末按重量份数计由如下物质组成：铁粉1.5份、莹石粉末1.2份、硅铁粉0.4份、二氧化硅0.9份、造渣剂3份、粘合剂1份和硝酸银2份。
与实施例4不同的是，本方案中将稀土的重量百分比由0.1％调整为0.2％，氧化锡的重量百分比由29.7％调整为29.6％，申请人发现，调整上述两种组分重量百分比以后，焊接强度提高0.1-0.3％；改变了焊粉的氧化热力学和动力学行为，强化了氧化锡的致密性，降低了焊粉的氧化速率，延长了焊粉的质保时间。
实施例6：
本实施例内容与实施例1内容基本相同，相同部分内容不在重复，与实施例1不同的是：本实施例中：
焊粉由以下重量百分比的各组分组成：铝67.4％、氧化锡29.6％、锡0.9％、铁0.4％、碳0.2％、稀土0.2％、银0.1％、硼砂1.2％；合金粉末由以下重量百分比的各组分组成：钙8％、硅42％、钡29％。
混合粉末按重量份数计由如下物质组成：铁粉1.5份、莹石粉末1.2份、硅铁粉0.4份、二氧化硅0.9份、造渣剂3份、粘合剂1份和硝酸银2份。
与实施例5不同的是，本方案中将碳的重量百分比由0.1％调整为0.2％，硼砂的重量百分比由1.3％调整为1.2％，申请人发现，调整上述两种组分重量百分比以后，使得硼砂与碳形成了金属碳硼化合物，提高了铝液的流动性。
实施例7：
本实施例内容与实施例1内容基本相同，相同部分内容不在重复，与实施例1不同的是：本实施例中：
焊粉由以下重量百分比的各组分组成：铝67.4％、氧化锡29.6％、锡0.9％、铁0.4％、碳0.2％、稀土0.2％、银0.1％、硼砂1.2％；合金粉末由以下重量百分比的各组分组成：钙8％、硅42％、钡29％。
混合粉末按重量份数计由如下物质组成：铁粉1.5份、莹石粉末1.2份、硅铁粉0.5份、二氧化硅0.9份、造渣剂3份、粘合剂1份和硝酸银2份。
与实施例5不同的是，本方案中将硅铁粉的重量份数由0.4份调整为0.5份，申请人发现，调整上述一种组分重量百分比以后，能有效降低合金粉末在喷涂过程中的氧化。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。