一种自蔓延焊接坩埚制造技术

本实用新型专利技术公开了一种自蔓延焊接坩埚，包括一端开口的腔型容器，所述腔型容器的非开口端设有供融化焊剂流出的通孔管，所述通孔管上放置有用于承载焊剂的挡片，所述挡片能被熔融的焊剂高温熔化，所述腔型容器的腔壁内设有用于加热的电阻丝。所述腔型容器外壁设有保温外壳。该坩埚用于自蔓延焊接，与一般自蔓延焊接所用坩埚不同，将发热电阻丝内置于坩埚中以同时实现承载焊粉，利用自蔓延反应自动焊接以及自动加热的功能。该坩埚可应用于自蔓延焊接，保证了加热的均匀性、持续性和可靠性，消除环境温度对焊接产生的影响，提高焊接质量和设备的便携性并降低成本。

A self propagating welding crucible

【技术实现步骤摘要】
一种自蔓延焊接坩埚
本技术属于材料加工及制造领域。具体涉及一种自蔓延焊接坩埚。
技术介绍
每当冬至，中国以北的大部分地区室外温度将大幅降低。例如内蒙古的冬季漫长而寒冷，多数地区冷季长达5个月到半年之久。其中1月份最冷，月平均气温从南向北由零下10℃递减到零下32摄氏度。包头吉泰稀土铝业、通顺铝业等北方铝厂在这种恶劣的环境下进行室外焊接会严重影响铝母线的焊接质量。铝母线主要应用于电力行业，电力铝母线作为发电系统一部分，起着汇集、分配和传送电能的作用。其质量直接影响到能耗和生产效益。优质的电力铝母线焊接接口能很大程度地降低系统的电压降，从而大大节省能源消耗的费用。因此电力铝母线的焊接质量直接影响发电的效果和效率。然而，过低的室外温度会极大影响铝母线的焊接质量。因为在低温环境中，焊剂燃烧合成反应产生的热量快速向周围空气中散失，焊接热效率低，焊接热量少，熔池温度低，出现未焊透、未熔合、焊缝短、焊道成形差等现象。同时也由于环境温度低，熔池冷却速度快，液态熔池存在时间短，结晶凝固快，使非金属成分和气体没有足够的时间从液态合金中上浮和溢出，渣液、气液分离不完全，形成夹渣、气孔等缺陷。此外，铝及铝合金具有线胀系数大特点，因此在焊接时易产生裂纹。基于这些问题，很多工程规定在恶劣环境下一律不允许室外焊接，这种做法会极大延误工期。另一方面，冬季是供电系统故障的多发期，为了尽快解决供电问题，室外焊接修复是必要的。自蔓延是一种通过放热反应实现自动焊接的一种工艺，其具有操作简单、升降温速度快，夹杂少，焊接效果好，成本低的优点。更重要的是，自蔓延焊接也是罕见的一种以坩埚为主要焊接设备的技术，因此对坩埚的设计进行改进可有效提升自蔓延焊接的质量。正是由于本技术所述坩埚是用于自蔓延焊接技术的，因此坩埚的设计以及工作环境与普通坩埚有所区别。以目前所查阅的资料来看，大部分坩埚的设计以及改进都是基于普通坩埚而考量的。而相比于外加设备，直接改进坩埚能更安全有效提升低温环境下的焊接质量。例如专利CN205245785U设计了一种具备加热功能的坩埚，但由于其结构是基于普通坩埚而设计的，无法应用于自蔓延焊接。专利CN103350285A采用自蔓延焊接技术进行焊接，通过外加设备对坩埚及母材进行预热，但其无法保证加热的持续性以及受热的均匀性，可能导致安全隐患，且外加设备会降低室外焊接的便携性和成本。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于设计一种应用于自蔓延焊接技术且可以防止环境温度对焊接质量产生影响的一体化坩埚。基于以上目的，本技术所采取的技术方案是：一种自蔓延焊接坩埚，包括一端开口的腔型容器，其特征在于：所述腔型容器的非开口端设有供融化焊剂流出的通孔管，所述腔型容器内的通孔管上放置有用于承载焊剂的挡片，所述挡片能被熔融的焊剂高温熔化，所述腔型容器的腔壁内设有用于加热的电阻丝。作为优选，所述腔型容器外壁设有保温外壳。作为优选，所述的腔型容器为石墨坩埚，直径大小为0.6±0.2m。作为优选，所述的腔型容器为漏斗型坩埚。作为优选，所述电阻丝的材料为铬铝系列合金。作为优选，所述电阻丝的总功率为2000～3500W。本技术具有以下优点：本技术所设计坩埚为漏斗型通孔坩埚，便于自蔓延反应后产生的高温熔融金属液从底部流出进行焊接，坩埚材料选取了导热和耐高温性能好的石墨。首先，采用一体式坩埚设计，在坩埚的腔型容器内壁中均匀分布电阻丝，使坩埚不仅作为容器，还起着加热的作用。这种设计能有效消除环境温度对焊接的影响，且具有持续性。与一般的火焰加热与气体加热等方式相比，一体化坩埚可在发生剧烈的自蔓延反应时仍保持加热状态，解决了焊接冷却速度过快问题，提高焊接质量。其次，电阻丝的均匀分布可保证加热的均匀性，防止局部温度过高影响焊接质量并产生安全隐患，无需人工操作自动加热的特点也保证了施工人员的人身安全，使自蔓延焊接兼具安全性与可靠性。最后，坩埚采用一体化设计可进一步提高自蔓延焊接的便携性，无需携带其他加热设备便可在寒冷的室外实现高质量的自蔓延焊接，相应的也降低了自蔓延焊接的成本。附图说明图1为自蔓延焊接坩埚结构示意图。1-保温外壳，2-电阻丝，3-腔型容器，4-金属挡片，5-通孔管。具体实施方式实施例1一种自蔓延焊接坩埚，其制造方案为：坩埚由保温外壳1、腔型容器3、电阻丝2组成，保温外壳1和腔型容器3的材料为石墨，电阻丝2选用0Gr25Al5合金，功率为2000～3500W，四个电阻丝2均匀分布在腔型容器3的内壁中，所述腔型容器3的非开口端设有供融化焊剂流出的通孔管5。进行焊接前，对坩埚进行清理，去除坩埚内部油污及残渣，使坩埚内部干净整洁，并准备焊接所需焊剂。在待焊工件下方放置底座，并在待焊截面上方安放用于固定自蔓延焊接坩埚的石墨垫片。将坩埚底部的通孔管5放置在石墨垫片的内孔中，以完成坩埚的固定。在坩埚内部通孔管5上放置易熔的金属挡片4，加入焊剂后在焊剂表面覆盖一层火药并插上引线。确认无误后将坩埚接通电源，使腔型容器3的内壁中的电阻丝2通电并加热1～2h，随后进行自蔓延焊接。实施例2一种自蔓延焊接坩埚，其制造方案为：坩埚由保温外壳1、腔型容器3、电阻丝2组成，保温外壳1和腔型容器3材料为石墨，电阻丝2选用0Gr27Al7Mo2合金，功率为2000～3500W，六个电阻丝2均匀分布在腔型容器3的内壁中，所述腔型容器3的非开口端设有供融化焊剂流出的通孔管5。进行焊接前，对坩埚进行清理，去除坩埚内部油污及残渣，使坩埚内部干净整洁，并准备焊接所需焊剂。在待焊工件下方放置底座，并在待焊截面上方安放用于固定自蔓延焊接坩埚的石墨垫片。将坩埚底部的通孔管5放置在石墨垫片的内孔中，以完成坩埚的固定。在坩埚内部通孔管5上放置易熔的金属挡片4，加入焊剂后在焊剂表面覆盖一层火药并插上引线。确认无误后将坩埚接通电源，使腔型容器3内壁中的电阻丝2通电并加热1～2h，随后进行自蔓延焊接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自蔓延焊接坩埚，包括一端开口的腔型容器，其特征在于：所述腔型容器的非开口端设有供融化焊剂流出的通孔管，所述腔型容器内的通孔管上放置有用于承载焊剂的挡片，所述挡片能被熔融的焊剂高温熔化，所述腔型容器的腔壁内设有用于加热的电阻丝。/n

【技术特征摘要】
1.一种自蔓延焊接坩埚，包括一端开口的腔型容器，其特征在于：所述腔型容器的非开口端设有供融化焊剂流出的通孔管，所述腔型容器内的通孔管上放置有用于承载焊剂的挡片，所述挡片能被熔融的焊剂高温熔化，所述腔型容器的腔壁内设有用于加热的电阻丝。


2.如权利要求1所述的自蔓延焊接坩埚，其特征在于：所述腔型容器外壁设有保温外壳。


3.如权利要求2所述的自蔓延焊接...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国栋，朱龙强，刘延东，王麒瑜，周怡成，薛龙建，张建强，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42