銅覆鋼輔助固定夾具在放熱焊接工藝中的應用

牟 明，秦前鋒，孫圣博，馬 冬

(1.遼寧清原抽水蓄能有限公司，遼寧 撫順 113300；2.遼寧鑫海通機電安裝工程有限公司，遼寧 沈陽 110011)

0 前言

某抽水蓄能電站總裝機容量1 800 MW，建成后在電力系統中承擔調峰調頻、調相、事故備用和黑啟動等任務。全廠一次接地網采用的地下接地材料為銅覆鋼，接地材料之間的連接均采用放熱焊接。根據連接采用的放熱焊接模具的不同，可以分為“一”字接頭、“十”字接頭和“T”字接頭。共計使用銅覆鋼卷材約100 km，放熱焊接點約9 000 個。

銅覆鋼是一種新型復合接地材料，一般使用在土壤電阻率較大，或者要求接地電阻值較低的場所。銅覆鋼放熱焊連接是利用金屬氧化物與鋁粉化學反應產生的高溫來實現高性能電氣熔接的一種現代焊接工藝。

1 存在的問題

銅覆鋼放熱焊接施工要求銅覆鋼與模具之間嚴格同軸，由于銅覆鋼較為光滑，且銅覆鋼卷材展開時應力特別大，造成施工難度大、操作時易滑動，從而導致放熱焊接模具無法將銅覆鋼夾緊，引起的錯位將直接影響放熱焊接質量。在焊接的過程中，根據焊接頭的不同，需要3～5 人同時配合操作才能讓銅覆鋼與模具保持同軸，費時費力。

2 銅覆鋼輔助固定夾具

2.1 工作原理

新研制的銅覆鋼輔助固定夾具的固定方式設計為底板支撐固定，即在底板上設置支撐座，通過螺母與螺栓的配合來固定銅覆鋼。

2.2 結構組成

銅覆鋼輔助固定夾具由底板、支撐座、Ω 型夾組成，底板為十字形，在底板兩端和靠中間處均勻焊接4 個門型支撐座，銅覆鋼放置在支撐座頂部固定。在支撐座上方設有Ω 型夾，圓半徑為14 mm；Ω 型夾兩側設有安裝孔，支撐座安裝有螺栓(M16×40)，Ω 型夾內側有弧形橡膠墊，通過六角螺母與設置在支撐座兩側的螺栓相配合，對Ω型夾進行固定。銅覆鋼輔助固定夾具俯視及左視圖如圖1，2 所示，Ω 型夾左視圖如圖3 所示。

圖1 銅覆鋼輔助固定夾具(俯視)

圖2 銅覆鋼輔助固定夾具(左視)

圖3 Ω 型夾(左視)

2.3 使用方法

焊接時，如需采用“一”字形焊接頭，1 人即可完成操作，只需要將銅覆鋼放置在水平方向或垂直方向的支撐座中心處，用Ω 型夾蓋住銅覆鋼，通過螺母與螺栓的配合，將銅覆鋼固定住，從而保證銅覆鋼與模具保持同軸；然后將另一側銅覆鋼同樣固定住，保證在兩側銅覆鋼接口處中心對正后，將兩側Ω 型夾擰緊。

如需采用“T”字形或“十”字形焊接頭，可采用同樣的方法。

3 應用效果

該輔助固定夾具可適用于各種型式的焊接頭焊接，單人即可完成銅覆鋼的固定工作，整個焊接過程中無需專人固定。該夾具代替了以往的多人操作，且銅覆鋼與模具同軸度易調整，穩定性也較好，不僅縮短了施工時間，減少了施工人數，工作效率也大為提高。