放熱焊應用的不足和改進

薛　琦（中石化工程建設公司,江蘇　高郵　225600）

放熱焊應用的不足和改進

薛琦
（中石化工程建設公司,江蘇高郵225600）

隨著社會的發展，焊接工藝呈現多樣化，高效化，專業化的趨勢，多種先進的現代焊接工藝開始取代傳統的焊接技術，放熱焊就是其中之一，放熱焊憑借著多方面的優點，在各類工程施工中開始廣泛使用。然而，放熱焊同樣有著自己的不足之處，本文主要以鋼軌放熱焊接為例，闡述了放熱焊的主要不足，并且提出了一些改進的方法。希望以此能夠加深大家對放熱焊的理解，更好的利用這種現代焊接工藝。

放熱焊；不足；改進；焊接工藝

1　放熱焊接的概念和應用

熱焊接作為一種現代化的焊接工藝屬于一種簡單、高效、高質量的金屬連接工藝，它利用的熱源是金屬化合物化學反應熱，使熔融后的金屬后在特定的模具中達到符合規格要求的熔焊接頭。作為一種高質量的現代焊接工藝現廣泛應用于道路、電站、配輸電線路、鐵路電氣化、移動通信基站等工程及精密儀器、計算機機房、電子醫療設備、廣播電視設備等施工中工作接地和保護接地；石油及天然氣管線和儲存罐，各易燃易爆物質倉儲防雷接地等。

由于放熱焊接屬于分子級別的熔接，故放熱焊接具備優點如下所述：

（1）接頭處不受瞬間高電流影響。當高短路電流侵襲時，放熱焊的融接點的融化速度弱于一般電氣導體，不易受損；

（2）抗腐蝕性和整體性強。由于放熱焊屬分子間連接不存在機械應力作用，熔接完成后，接頭部分與原導體連接形成自然不可分割的一個整體，而連接部分的金屬材料通過氧化還原反應后自然形成了穩定的金屬化合物，無須人工防腐程序；

（3）熱熔處接頭電阻值小。因放熱焊接處的導體為相同或更活性金屬材質使得電阻值趨近于或更低于所相連的導體。

2　放熱焊接的主要不足和改進方法

對于焊接而言，任何焊接都不能剝離實際情況來評論優點或者不足，因為焊接的環境不同，焊接出來的效果也就會不同，所以，討論放熱焊接的不足，就必須設定一個實際情形，來具體分析放熱焊接的主要不足和改進方法，下面，我們以鋼軌放熱焊接為例，來具體討論下放熱焊接到底有哪些方面的不足。

2.1放熱焊有可能出現縮孔或疏松

焊接過程中，熱熔熔化的焊劑鋼液分別與兩側的鋼軌端面和放熱焊模具接觸，由于不同介質傳導熱量速度不一樣，在低溫環境下或材質預熱溫度不夠焊接后沒有緩冷措施，亦或是放熱模具或預熱槍放置位置偏差，導致其中模具內部某一側有過熱現象，易引起如軌道腳部等截面較小的部分鋼液凝固迅速，使得氣體無法完全排出或是補縮不足從而形成縮孔和氣泡等鑄造缺陷。但是如果預熱不均勻，如預熱孔處的局部軌道面溫度偏高，附近鋼液受高溫凝固減慢，則接頭表面可能出現縮孔，而縮孔及疏松等缺陷會引起金屬的疲勞核心作用，在往后長期使用中，可能在疲勞核心處逐漸形成疲勞裂紋，導致焊縫提早疲勞斷裂引發質量和安全問題。

有介于此未解決此類問題，可采用以下幾點措施加以改進：

（1）與廠家或專業人士結合改良模具的結構，如加寬型腔兩側，用來增加接頭處的補縮鋼水量；

（2）對于預熱工藝不合理導致氣孔，通過及時調整和加強預熱方案，如低溫環境下為保證預熱溫度而適當增加預熱時間。這些在施工作業中由于周邊環境溫度等因素的不定性，需要根據實際的現場環境和條件做適當調整。

2.2放熱焊可能會出現氣孔

氣孔是放熱焊主要的不足之一，氣孔是焊縫在凝固過程中產生和放出的氣體所形成。而導致這種不足的原因主要有以下幾種：

（1）焊接材料受潮導致氣孔。焊接材料運輸或倉儲過程保管不當受潮，或是作業環境和天氣潮濕，導致焊劑和模型受潮，氣體不能在作業時從模型中及時排出，使得接頭出現氣孔。總結其中，為解決這一不足，需從材料的生產到運輸和倉儲再到現場施工預熱等環節運用多種防潮措施，如產品的真空包裝，模具的加熱烘干等，以解決這一不足。

（2）鎮靜時間不夠，或者放熱反應時間不足。此類不足造成的原因主要是由于鎮靜時間不夠，放熱反應不充分，在砂模中會形成氣孔，當然，解決此類不足的主要辦法就是讓放熱反應充分完成。

2.3放熱焊可能會出現夾碴

夾碴是放熱焊接鑄造組織中常見的不足之一。原因分析：由于模具頂蓋打開過早鋼水和焊渣沒有充分時間分離，軌道焊接面或模具內腔有金屬渣，模具設計或放置不吻合，熱熔的鎮靜時間不足未充分完全反應，模具內化合反應產生熔碴，由于模具過早打開冷卻，使得熔碴未能及時浮出而產生夾碴。

針對這一不足，我們可采用如下措施：

（1）對焊接的主體連接部分用鋼絲刷或磨光機進行打磨清潔，保證外觀清潔和干燥。

（2）注意清潔模具，防止雜渣或沙粒落入其中導致夾碴。

（3）將焊接主體接頭處和模具進行磨合匹配，使之接頭密切貼合。

（4）確保焊劑反應時間和鎮靜時間。

2.4放熱焊可能出現未焊合

熱熔焊接后，主體待焊接的部分之間沒能融合的區域稱為未焊合。

分析原因：軌道斷面切割不平整，斷面處處理不到位，表面有薄弱的氧化層，使融合不均勻，另外預熱不均勻或不充分，如模具和焊接主體鋼軌連接處間隙咬合不準確或預熱槍偏移，導致預熱不均勻，焊接主體鋼軌之間間隙過小，使得部分鋼軌端面未完全熔化就已經冷卻，產生未焊合。

對于此不足的解決方法如下：

（1）嚴格控制預熱工藝及過程；

（2）焊前檢查和保證接頭處軌道縫的寬度適中；

（3）認真清理焊接軌道接頭處的表面清潔事宜；

（4）確保模具的正確安裝和咬合。

以上從軌道放熱焊施工的角度分析了放熱焊接的主要不足和改進方法，對于其它的工程焊接，可能會出現其他不足，需要具體情況具體分析，例如電氣設備的保護接地，在這個過程中，放熱焊的一些不足會直接導致接地電阻加大，接地導流效果不理想，甚至有可能造成重大安全事故，所以關于放熱焊的不足，需要針對實際情況具體分析，故在以后的工作實踐中，我們需要善于總結經驗，發現問題，總結出針對實際情況改進放熱焊不足的方法。

[1]王巍.放熱焊接電氣連接工藝在接地系統中的運用[C].2002.

[2]高慧潤.放熱性焊接施工工法[C].2003.

[3]呂大鷹,鮑威.新材料與新技術在電力接地系統中的應用[J].2009.

薛琦（1986—），男，江蘇揚州人，本科，研究方向：電力、通訊建筑施工。