一种电力铝设备线夹焊接方法与流程

本发明属于电力金具制造领域，涉及电力金具焊接方法，特别是一种电力铝设备线夹焊接方法。

背景技术：

设备线夹是母线引下线与电气设备及电气设备之间连接用的金具。随着电网的快速发展，高压输电线路越来越密集，设备线夹的使用数量也越来越庞大，设备线夹的生产质量关系着电网的安全稳定运行。设备线夹由紧固绞线部分和与电气设备相连部分组成，前者为压盖和线槽结构或管状结构，后者为端子板结构。接续铝绞线的铝管（以下简称接线铝管）一般采用工业纯铝热轧制造，设备端子板采用铸造铝合金制造，两者之间连接方式为焊接。用普通tig焊接时，由于铝及其合金的表面存在一层难溶的氧化膜al2o3，只能利用直流反接或交流负极性半波的阴极雾化作用将其清除，但是直流反接产生的热作用对焊接极为不利，容易使钨极过热融化，需要对焊接电流进行限制或是增大钨极直径。因此在实际生产中，铝合金设备线夹的焊接容易出现未融合、未焊透等焊接缺陷，这些焊缝内部缺陷会大大降低焊接接头的强度和承载能力，设备线夹在运行过程中会产生裂纹甚至开裂，使用寿命缩短，严重威胁到电气设备的安全与稳定运行。

提高设备线夹的焊接质量对于提高设备线夹的使用寿命具有重要意义，而在不改变现有焊接设备条件和焊接工艺的基础上提高焊接质量，成为了需要研究的重点内容。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于在不改变现有工艺参数条件下，提供一种增大铝材设备线夹设备端子板和接线铝管连接焊缝熔深的电力铝设备线夹焊接方法。

为达到以上目的，本发明采用技术方案如下：一种电力铝设备线夹焊接方法，包括步骤：

1）用丙酮清洗接线铝管和设备端子板待焊处表面油污，用电动工具清理待焊处表面氧化物直至裸露金属光泽；

2）使用粒径200-400目的sio2粉末与丙酮混合配置成悬浊液状焊剂，将该焊剂均匀涂刷在待焊处；

3）待丙酮自然挥发后将待焊部件放入热处理炉中进行预热，预热温度为150-300℃；

4）用tig焊机进行焊接，引弧方法为高频引弧，电源类别为交流，保护气体为99.99%纯ar，焊枪冷却方式为水冷，根据工件实际情况选用合适的焊接电流、焊接速度和是否填丝；

5）焊后清理残余焊剂并打磨焊缝表面。

a-tig焊是tig焊的改进形式，在焊接部位表面涂上薄薄一层活性剂(即本发明的悬浊液状焊剂)以减少同等tig熔深下所需的热能，从而在同样的焊接电流下可以比普通tig得到更窄更深的焊缝。

进一步地，步骤2）中，焊剂涂层宽度为2-3cm，密度为10mg/cm²。

进一步地，步骤3）中，实际设置温度高于预热温度10-20℃，以补偿从炉中取出到施焊之间的热量损失。

进一步地，步骤4）中，若填丝则选用型号为sal1050的纯铝焊丝。

本发明具有的优点：焊前在待焊处涂刷活性剂，利用a-tig所具有的收缩电弧和加强熔池内金属液对流的特点达到增大熔深、提高焊缝深宽比的目的，较普通tig焊接熔深有显著提升，最高可达普通tig的2~3倍；使用的焊接设备与工艺参数选定与普通tig焊基本相同，能够充分利用现有条件，操作简单易行且有效的控制了成本。

附图说明

图1为本发明实施例中电力铝合金设备线夹的结构示意图；

图2为图1中a-a剖面剖视图；

图3为本发明实施例中焊剂涂刷示意图；

图4为本发明实施例中的焊缝显微组织图。

具体实施方式

如图1-2所示，电力铝合金设备线夹包括端子板1和接线铝管3，通过待焊部位2处的环形焊缝连接。焊接时，如图3所示，焊剂4被涂刷在端子板1和接线铝管3连接处表面。

具体焊接步骤如下：选用铸造铝合金试块一个，尺寸为100×40×20mm。首先用预磨机清除试样表面氧化物和油污，使表面露出金属光泽；称取200-400目的sio2粉末400mg置于烧杯中，加入10-15ml丙酮，用玻璃棒搅拌1-2min配置成悬浊液，用软毛刷将该悬浊液均匀刷在试样100×40mm的表面上，待丙酮自然挥发后sio2粉末附着于试样表面；将试样放入热处理炉中进行预热，预热温度为150℃，实际设置温度为160℃，到温后取出；试样预热时提前设定tig焊参数：电源为交流，引弧方式为高频引弧，焊枪冷却方式为水冷，焊接电流180a，保护气体为99.99%纯ar，气体流速20-25l/min，试样预热完成后随机在涂有焊剂表面施焊，焊接速度为150-180mm/min；焊接完成后用钢丝刷清理试样表面残留焊剂并用砂纸打磨焊缝表面。可观察到焊缝成形良好，外观无明显缺陷。对焊缝进行解剖，测得熔深为8.10mm，为同工艺下普通tig下熔深2.84mm的2.8倍，熔深提升效果明显。观察焊缝显微组织，如图4所示，熔池金属致密，无气孔、夹杂以及裂纹出现。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一个电力铝设备线夹焊接的方案。在目前的实际生产中，铝合金设备线夹的焊接容易出现未融合、未焊透等焊接缺陷，这些焊缝内部缺陷会大大降低焊接接头的强度和承载能力。本发明采用的技术方案为：在焊接前用丙酮清洗待焊处表面油污，用电动工具清理待焊处表面氧化物直至裸露金属光泽；用SiO2粉末与丙酮混合配置成悬浊液状的焊剂，将焊剂刷在待焊处；待丙酮挥发后对焊件进行预热，然后用TIG焊机进行焊接，焊后清理残余焊剂并打磨焊缝表面。通过此方法可以在不增加熔宽的情况下增大熔深，最高可达普通TIG焊接熔深的2.8倍，有效地提高了焊缝的深宽比，在不改变原有焊接工艺参数的条件下提高了焊接质量，增强了设备线夹的使用稳定性和安全性。

技术研发人员：徐嘉龙;罗宏建;王炯耿;张国栋;汪滔;姜文东;俞培祥;周阳洋;周正强;汤义勤;吴忠;赵洲峰;鲁旷达;梅简;周宇通;陈胤桢;张杰
受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：2018.08.06
技术公布日：2018.11.27