热熔焊料引燃剂制造技术

本发明专利技术提供一种铜导线之间、构件之间及铜导线与构件之间以热熔焊接法进行焊接使用的热熔焊料引燃剂及由其构成的放热熔融焊接剂。本发明专利技术采取的主要技术措施是以高锰酸钾代替现有技术引燃剂中的主要组分重铬酸钾或氯酸钾。本发明专利技术相对于已有技术主要具有以下特点：安全性好，不会因碰撞、震动而发生爆炸，在焊接化学反应过程中不会发生爆燃；焊接形成的焊接点为铜合金，机械强度高，抗氧化能力强；焊接工艺简单，操作方便。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2004.2.13，申请号为200410021807.X，专利技术名称为热熔焊料、引燃剂及其构成的放热熔融焊接剂申请案的分案申请。
本专利技术涉及在金属焊接中使用的焊接材料，更具体地说，本专利技术涉及以高温热熔剂焊接法对金属进行焊接所使用的热熔焊料、引燃剂以及由热熔焊料与引燃剂构成的热熔焊接剂。
技术介绍
在以铁路导轨或长途运输管道为导线的通信联络系统，野外建筑物和构筑物的防雷接地工程等有线信号传输工程中的导线之间、金属构件之间以及导线与构件之间有大量的连接焊接点。传统的焊接方法是采用电弧焊或气焊。但由于这些连接焊接点分布范围广且在野外，受电源与焊接设备运输携带的限制，施工多有不便，难于满足方便、高效的施工要求。后来人们将高温热熔剂焊接法引入上述领域的焊接，克服了传统焊接方法存在的一些不足，取得了比较好的焊接效果，即不但焊接操作方便快捷，焊接质量也得到了明显提高，因此在国内外得到了广泛的采用。高温热熔剂焊接法是利用氧化还原化学反应产生的高温热能熔融金属，使铜导线与构件之间(或导线之间或构件之间)熔融相互焊接在一起。这种焊接方法的技术关键与焊接质量主要取决于热熔焊料、与其配比使用的引燃剂以及它们构成的焊接物系。公开号为CN1069215A的中国专利技术专利申请公开了这类物系的一种方案。该方案以氧化铜(CuO)、金属铝(Al)、金属铜(Cu)、氟化钙(CaF2)、硅钙(CaSi)等粉末为热熔焊料，引燃剂以镁(Mg)、重铬酸钾(K2Cr2O7)或氯酸钾(KClO3)、铜(Cu)、红磷(P)等粉末为原料组分，并用有机物火棉粘结成颗粒状，热熔焊料与引燃剂的比为10～20∶1。上述方案揭示了一个可行的热熔焊接物系。但该方案存在着明显的不足。其一，由于作为引燃剂主要组分的重铬酸钾或氯酸钾具有爆敏性，引燃剂在引燃时需要特殊的点燃装置，因此焊接操作还不够方便，并且在其运输储存中，备加小心，操作稍有不慎就有发生火灾与爆炸的危险，安全性差。其二，焊接后形成的焊接点强度与化学稳定性还不够很高，为了提高其抗腐蚀的能力，还须涂覆特殊的保护漆。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在同时提供在有线信号传输导线中以高温热熔剂焊接法进行焊接所使用的热熔焊料、引燃剂以及由热熔焊料与引燃剂构成的放热熔融焊接剂，以克服现有技术所存在的安全性差、使用还不够方便、焊接点的强度与化学稳定性还不够高等缺陷。本专利技术提供的热熔焊料，其原料重量组分的构成为表面氧化铜粉末50-60％金属铜粉末20-30％金属铝粉末10-20％氟石粉末 5.0-6.5％锌或/和锡粉末 1.0～4.0％优选采用以下技术方案表面氧化铜粉末50-60％金属铜粉末20～30％金属铝粉末10-20％氟石粉末 5.0-6.5％锌粉术0.5-2.0％锡粉末1.0-2.5％热熔剂焊接法的原理是应用金属铝与氧化铜之间的氧化还原反应放出的热能产生的高温，使金属局部熔融实现焊接。氧化铜和金属铝是本专利技术必不可少的组分。本专利技术选用表面氧化铜作为还原氧化铜，在高温还原时，其内部未氧化的金属铜受热熔融体积膨胀后，能促使粉末颗粒表面的更新化学反应加快，可在很短的时间内产生焊接所需的高温，完成焊接过程。表面氧化铜内部未氧化的金属铜，不仅是焊接所需的添加材料，同时对温度的调节也起重要作用。因此表面氧化铜在热熔焊料中所占的比重比较大，可达50～60％。最好是选用氧化度为55～70％，粉末粒度为60-200目的氧化铜。金属铜主要是用于弥补表面氧化铜提供的金属铜的不足。金属铜的含量以弥补表面氧化铜的不足为限，其重量含量一般可控制在20-30％。金属铜最好选用纯度不小于99％，粉末粒度不大于60目的金属铜。金属铝作为氧化还原反应的还原剂，其含量除了能满’足与氧化铜完成氧化还原反应之外，还应有一定的可用于清除焊接点处表面氧化物的余量，这也是本专利技术的专利技术点之一。金属铝的含量可控制在10～20％。金属铝的粉末粒度最好不大于100目，以便于氧化还原反应快速进行。氟石(CaF2)在熔融焊接过程中主要起到助熔造渣消除物相气泡的作用，使形成的焊接点金相更为均匀，焊接质量更高。氟石的含量以能够有效消除焊接点熔融体中的杂质和气泡为宜，一般其重量含量为5.0～6.5％。氟石粉末的粒度一般不大于150目。专利技术人在研究过程中发现，在热熔焊料中加入少量的锌和锡，或者仅加入锌或锡等铜合金元素会使形成的铜合金焊接点强度增加、化学性能稳定，有利于焊点抗氧能力的提高。优选的方案是同时加入锌与锡合金元素。这是本专利技术区别于现有技术的主要专利技术点之一。锌与锡都可以氧化物、金属或混合物的形式加入。优先考虑的方案是锌以氧化锌(ZnO)的形式加入，锡以金属锡的形式加入。当锌与锡同时加入时，两者的含量可控制在2.0～4.0％；单独加入其中的一种时，含量可控制在1.0～2.5％。当以金属的形式加入时，含量要低一些，当以氧化物的形式加入时，含量要适当高一些。锌与锡的粒度都不应大于100目。本专利技术揭示的热熔焊料在常温下储运操作不会发生化学反应，用其进行焊接时须由引燃剂引燃后才能进行化学反应。引燃剂是热熔焊接法必不可少的材料。本专利技术提供的引燃剂重量组分组成如下金属铜粉末25～40％表面氧化铜粉末20～40％金属铝粉末15～25％高锰酸钾粉末 5.0～10％红磷粉末 5.0-10％上述方案中的金属铜的铜纯度不低于99％，粉末的粒度可为60～200目。表面氧化铜的氧化度为55～70％，粉末的粒度可为60～200目。金属铝的粉末粒度不大于100目。红磷(P)的粉末粒度不大于100目。实践证明，作为氧化剂的高锰酸钾(KMnO4)远比重铬酸钾(KnCr2O7)或氯酸钾(KClO3)的化学稳定性好，不会因其储运操作等过程中碰撞或震动而发生爆炸。这是因为高锰酸钾只能在200″C以上才会分解出氧，氧的释放点与红磷(P)的着火点同步，当引燃剂在引燃时，高锰酸钾分解释放出的氧加聚红磷燃烧，进而促进金属铝与表面氧化铜发生稳定的氧化还原反应，因此可以消除由于操作不慎导致的爆炸后顾之忧。用高锰酸钾代替已有技术中的重铬酸钾或氯酸钾也是本专利技术的主要专利技术点之一。热熔焊料与引燃剂是配比使用的，两者共同构成了热熔焊接法的放热熔融焊接剂。在放热熔融焊接剂中，热熔焊料与引燃剂的重量比控制在56～63∶1的范围。本专利技术揭示的焊接剂可广泛用于以铁路导轨、长途运输管道为导线的通信联络系统、野外建筑物与构筑物的防雷接地工程等有线信号传输线路中的铜导线或非铜导线之间、构件之间、或导线与构件之间的连接焊接。本专利技术的焊接物系在具体实施时，将配比好的热熔焊料置放在焊接模腔内下面，引燃剂置放在热熔焊料的上面，用点火枪引燃引燃剂后，反应放热产生的高温使焊料在焊接处熔融成铜合金，且只需在几秒钟之内即可冷却，完成焊接过程，实现其焊接之目的，接操作十分快捷简便。本专利技术与现有技术相比具有以下比较突出的优点与积极效果1、本专利技术提供的由热熔焊料和引燃剂构成的焊接剂，由于不含有易爆组分的重铬酸钾或氯酸钾，因此在储存、运输及化学反应过程中都不会发生爆燃，安全性好。2、由于本专利技术的热熔焊料中含有形成铜合金的元素组分锌、锡，焊接点形成的是铜合金，其机械强度与化学稳定性都较已有技术有很大的提高，抗腐蚀能力强，使用寿命长，适用环境范围广。3、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热熔焊料引燃剂，其特征在于引燃剂的制备原料重量组分的构成为：（１）金属铜粉末　２５～４０％（２）表面氧化铜粉末２０～４０％（３）金属铝粉末１５～２５％（４）高锰酸钾粉末５．０～１０％　 　（５）红磷粉末５．０～１０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余旭东，寇承平，宋大余，
申请(专利权)人：余旭东，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]