一种便携式焊笔制造技术

本发明专利技术公开了焊接切割技术领域的一种便携式焊笔，包括药管，内部装填铝热剂，药管头部设有点火头，点火头与铝热剂之间有引燃段，药管尾部用一端带有外螺纹的夹持端密封；所述点火头的成分为红磷，引燃段采用铝热焊引火粉，所述铝热剂的成分包括放热剂、造渣剂和合金剂三部分，放热剂的成分为：CuO粉60～70wt%，Al粉15～20wt%；造渣剂的成分为：CaF2粉4～8wt%，CaSO4粉5～7wt%；合金剂成分为：锰铁粉1～3wt%、镍铁粉2～4wt%。使用时，将笔筒抽出拧在夹持端上，用手握住笔筒，点燃焊笔前端点火头，就能对工件进行焊接和切割。焊笔制作成本低，小巧便携，尤其适用于紧急情况下钢材铜材的焊接切割作业，焊接质量良好，切割速度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于焊接切割
，涉及一种应急情况下钢、铜材料焊接切割用的便携式焊笔。
技术介绍
焊接技术是工业、民用机械及军事装备制造、抢修及应急维修安装的重要手段之一，但是目前普遍采用的焊条电弧焊需要能输出千瓦以上功率的电源和沉重的电焊机，气焊则需要储存氧气和乙炔气体的高压专用设备，牵连工程大，且操作者需受过专门的训练。 这极大地限制着在停电、野外、雨雪天气等特殊情况下应急焊修任务机动、灵活、高效的展开。另外，在高空、地下、水下等能源不方便供应的极端条件下，这些传统的应急维修方法也无法施展。同时，在水气管道、采暖管网和工程电缆的紧急维修中，也迫切需要便捷的应急焊接方法原位快速恢复或部分恢复使用功能；在地震，火灾等的抢险救灾，消防破拆中，也迫切需要一种无需外界能源和设备，使用方便的切割工具。针对此现实需求，专利CN200810227057. X公布了一种手工热剂焊条，利用铝热焊的基本原理，将高热剂(CuO粉、Cu2O粉、NiO粉、Fe2O3粉和Al粉)，造渣剂( 粉、SW2粉、 CaO粉和CaF2粉)，合金剂( 粉、Mn粉和Si粉)按照一定比例采用球磨机混合均勻，成型于纸质圆筒内，再装上其他部件构成热剂焊条。然而，此专利存在焊粉成分复杂，制造工序繁琐，成本较高，套筒固定在堵头上后容易脱落等缺点。技术ZL200620024766. 4专利技术了一种袖珍式焊笔，由笔管、药筒、锥形助燃罩、引火头、阻燃头、引燃段等部分组成，药筒里面的铝热剂含有铝粉、镁粉、钛粉、铁的氧化物和用作粘接剂的二甲基硅氧烷，药筒的成分类似焊条药皮成分，包括硅酸盐、碳酸盐、二氧化钛、锰铁及钛铁矿等。此专利把造渣剂单独成型为药筒的形式，同时铝热剂里面含有较贵重的钛粉，成本较高。且供操作者手持的阻燃头长度过短，使得操作者在实施焊接时的安全系数不高。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的上述缺点和不足，提供一种廉价的便携式焊笔。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案一种便携式焊笔，包括药管，内部装填铝热剂，药管头部设有点火头，点火头与铝热剂之间有引燃段，药管尾部用一端带有外螺纹的夹持端密封；所述点火头的成分为红磷，引燃段采用铝热焊引火粉，所述铝热剂的成分包括放热剂、造渣剂和合金剂三部分，放热剂的成分为CuO粉60 70wt%，Al粉15 20wt% ；造渣剂的成分为=CaF2粉4 8wt%，CaSO4粉 5 7wt% ；合金剂成分为锰铁粉1 3wt%、镍铁粉2 #t%。其中CuO粉为工业铜屑，氧化率为70 80%。锰铁粉中Mn的含量为88wt%，Fe的含量为10wt%，其余为杂质；镍铁粉中Ni的含量为55wt%，Fe的含量为43wt%，其余为杂质。 所有铝热剂原料颗粒度均在150目 200目之间。上述的便携式焊笔，还包括笔筒，笔筒直径比药管大1 2mm，长度比药管长4 5mm，笔筒一端带有与夹持端的外螺纹相配合的内螺纹。笔筒在焊笔不使用时套在药管外面，使用时，抽出笔筒，通过笔筒上的内螺纹和药管尾部夹持端的外螺纹之间简单快速地配合，可以起固定和支撑焊笔的作用。便携式焊笔的制备流程如下(1)将各原料在电热恒温鼓风干燥箱(T=80°C)中烘干6 8小时；( 按所述质量百分比称取各原料，于高速混料机中混合，制得铝热剂；(3) 将铝热剂填装于直径为11 14mm，长度为150 200mm的纸质药管1内，一端安装引燃段和点火头，另一端安装夹持端密封；(4)将药管装入直径大1 2mm，长度长4 5mm的笔筒中，焊笔即制成。焊笔的点火方式为三级点火。即由火柴或者打火机点燃点火头，点火头燃烧后点燃引燃段，引燃段再引燃铝热剂。原因是铝热剂发生铝热反应需要较高的温度，普通的烟花爆竹火药燃烧产生的温度不能引发铝热反应，只有采用市售的专用铝热焊引燃段才能引燃。而专用铝热焊引燃段又不能被火柴或者打火机点燃，只能采用火焰燃烧温度更高的喷枪，但喷枪不便于携带。所以设计了与普通火柴头所使用的药剂成分一致的红磷制作点火头。点火头的药剂与引燃段的引燃段都加入粘接剂，压制成块，便于组装。焊笔的使用方法是，将药管从笔筒中抽出，并把笔筒拧在夹持端上，用手握住笔筒，将焊笔对准待焊接或者待切割的工件部位，用火柴或者打火机点燃点火头，经过2 3 秒，引燃段引发铝热剂发生铝热反应。焊接时，焊接方向采用后倾，焊接倾角在70°左右，焊条焰长(焊条前端燃烧点距母材表面的距离)控制在5mm左右，焊接速度在7-9mm/s，利用焊条燃烧放出的巨大热量作为焊接热源，生成的合金作为熔敷金属，完成工件间的焊接；切割时，使焊笔燃烧火焰紧贴待切割处，利用铝热剂发生铝热反应放出的巨大热量将金属熔化， 反应产生的气流将熔化的金属冲除，完成切割。本专利技术现有技术水平能够焊接厚度5mm以下的钢板和铜板，能够切割20mm厚的金属板以及30mm直径的金属棒。本专利技术与现有技术相比较，具有如下有益效果和优势(1)焊笔核心部分的铝热剂成分简单，易于保证焊接切割效果的一致性和可重复性。 同时，铝热剂的成分取自工业废料或者其他工业常用物料，焊笔的药筒、笔管、夹持端、点火头、引燃段也选用普通材质，价格低廉；(2)铝热剂的混合工艺简单，以高速混料机代替球磨机，高效方便；(3)笔管和夹持端独特的螺纹设计使得操作快捷的同时，笔管的长度增加了操作时的安全性；(4)造渣剂中的部分CaSO4粉与Al粉反应，放出更大的热量，增强焊接熔池的流动性；(5)采用工业上常用的锰铁粉和镍铁粉代替纯锰和纯镍作为合金剂，大幅降低焊笔成本。附图说明附图为本专利技术焊笔的结构示意图。图中标号1-药管；2-铝热剂；3-点火头；4-引燃段；5-夹持端；6-笔筒。具体实施例方式一种便携式焊笔，包括药管1，内部装填铝热剂2，药管头部设有点火头3，点火头 3与铝热剂2之间有引燃段4，药管尾部用一端带有外螺纹的夹持端5密封；所述点火头3 的成分为红磷，引燃段4采用铝热焊引火粉，所述铝热剂2的成分包括放热剂、造渣剂和合金剂三部分，放热剂的成分为CuO粉60 70wt%，Al粉15 20wt% ；造渣剂的成分为=CaF2 粉4 8wt%，CaSO4粉5 7wt% ；合金剂成分为锰铁粉1 3wt%、镍铁粉2 #t%。焊笔各部分的组成及选择理由如下铝热剂是焊笔的核心部分，由CuO粉、Al粉、CaF2粉、CaSO4粉、锰铁粉、镍铁粉等冶金工业上常用的添加剂组成，以尽可能降低焊笔制造成本。其中CuO粉为工业铜屑，颗粒表层被氧化，心部仍为金属铜，氧化率为70 80%。锰铁粉中Mn的含量为88wt%，Fe的含量为 10wt%，其余为杂质；镍铁粉中Ni的含量为55wt%，Fe的含量为43wt%，其余为杂质。所有铝热剂原料颗粒度均在150目 200目之间。便携式焊笔利用了铝热反应的基本原理，铝热剂中放热剂的作用就是发生剧烈的化学反应一招热反应，3Cu0+2A1=A1203+3Cu，同时造渣剂中的部分CaSO4也与Al发生如下反应，3CaS04+8Al=3CaS+4Al203,放出巨大的热量，作为焊接和切割时的热源，将焊接母材焊缝处熔化，将切割件熔穿。同时生成熔融态金属Cu，作为熔敷金属，填充在焊缝处凝固后完成焊接。造渣剂的作用是与铝热反应生成的高熔点Al2O3发生复杂的冶金反应，降低Al2O3的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种便携式焊笔，其特征在于，包括药管（１），内部装填铝热剂（２），药管头部设有点火头（３），点火头（３）与铝热剂（２）之间有引燃段（４），药管尾部用一端带有外螺纹的夹持端（５）密封；所述点火头（３）的成分为红磷，引燃段（４）采用铝热焊引火粉，所述铝热剂（２）的成分包括放热剂、造渣剂和合金剂三部分，放热剂的成分为：ＣｕＯ粉６０～７０ｗｔ％，Ａｌ粉１５～２０ｗｔ％；造渣剂的成分为：ＣａＦ２粉４～８ｗｔ％，ＣａＳＯ４粉５～７ｗｔ％；合金剂成分为：锰铁粉１～３ｗｔ％、镍铁粉２～４ｗｔ％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张国栋，徐锦飞，任志鹏，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：83