热熔焊连接工艺在APM捷运接地系统的应用

2019年第06期Welding and detection

:焊接与检测）

热熔焊连接工艺在APM捷运接地系统的应用

王超

（上海市安装工程集团有限公司上海200080）

摘要：本文以某工程APM捷运车站综合接地网系统为例，根据工程接地网装置跨度大、网格多、接头数量多的特点，采用了新型焊接方法一放热熔焊连接技术，详细介绍了热熔焊接工艺、操作要点及注意事项，

对热熔焊常出现的问题釆取质量控制措施，保证了母材之间的分子连接，提高了焊接接头的可靠性和接地网系

统的抗腐蚀能力。

关键词：综合接地网放热熔焊连接分子连接抗腐蚀

中图分类号：TG442文献标识码：B文章编号：1002-3607（2019）06-0046-03

机场捷运系统是连接旅客从值机大厅到候机厅的快速交通，为保证旅客的舒适度，应具较高的安全可靠性，而其中的综合接地网系统必须为其提供优良的保护措施。捷运车站的接地网是用于工作接地、保护接地和防雷接地的必备设施，是保证设备、系统、人身安全的重要环节，它在防静电、雷电和浪涌电流时起着均压和泄流的重要作用⑴。长期以来由于对接地系统的电气性能要求不高，在采用钢材作为接地导体时导体间连接工艺往往采用电阻焊、钎焊冏、焊条电弧焊等方法进行焊接。这些焊接方式由于受施工人员经验的影响会造成接头质量的不稳定，焊接本身对焊接母材的破坏，土壤中酸或碱等对接头的腐蚀都无法使接地系统保持高效而又长期稳定的运行，与这些焊接方法相比，放热焊接是一种简单、高效率、高质量的先进金属连接工艺，是一种真正意义上的分子焊接s叫热熔焊连接工艺制作的接头与导线的载流能力相具有较高的强度和抗腐蚀能力。1工程概述

某工程综合接地装置接地网由水

平接地体与垂直接地体构成，设置在

车站主体底板下方垫层下600mm深

度。水平接地体采用40x4mm的铜

排，接地引出线采用50x5mm的铜

牌，垂直接地体采用长3m,50x5mm

的紫铜管，相邻垂直接地体间距为

9~10m o水平接地长2000m,垂直

接地85根。水平接地体构成不大于

10mx10m的网格，接地引出线共计

12处，其中2处强电接地点，2处弱电

接地点，其余作用是备用。

接地网接头形式。该工程接地

网装置由水平接地体和垂直接地体构

成，跨度大，网格多，接头数量多，

由于现场实际情况，采用分段施工，

又增加了接头数量，接头形式主要

有"直通”“T型”“丁字型”“铜

排与铜管相连”等，地网接头焊接形

式见图1。

2热熔焊接介绍

热熔焊接，又称放热焊接，是利用

直通型T字型

mha«

丁字型与铜管相连

S1地网接头焊接舷式

金属化合物化学反应热作为热源，通过

过热的（被还原）熔融金属，直接或间

接加热工作，在特制的石墨模具的模

腔中形成一定形状、尺寸，符合工程需

求的熔焊接头，是一种分子意义上的

连接方式。这种熔接的接头具有良好

的导电性能，经检测，焊接前后的直流

电阻比率变化率接近于零。这是任何一

种传统连接方式无法比拟的。

放热焊接的一般原理：

3CuO+2A1-»3CU+从Q+Q（2537°C）,

放热焊药CuO在引燃剂的催化作

用下发生化学反应，生成温度为

2500~35009的高温铜溶液，高温的

Welding and detection总第323期(焊接与检测］

铜溶液融化隔离垫片，铜溶液沿着模具，快速地流入到模具腔内，完成接头处的焊接。焊接接头可以根据不同形式的模具，完成不同类型的焊接，连接形式多样，操作方便。

3热熔焊接工艺及要点

普通的电焊作业需要专用的焊机和专业人员操作，此外，普通电焊作业跟操作人员的经验有很大关系，操作者熟练与否对焊接质量有很大的影响。然而由于施工现场实际情况复杂多变，电源插座分布不均匀，加大了电焊作业的难度，拖延了施工时间，降低施工效率。热熔焊接，只需使用专用模具和焊剂即可满足各式各样环境下的焊接工作，具有操作简单，易于上手，加快施工效率等优点。

3.1工艺流程

在使用放热熔焊连接时，使用的焊药需要根据焊接母材的材质选择，根据现场工程实际情况，本文阐述铜排的连接方式。采用的焊药主要成分为Cu0o模具构造见图2,实物见图3。

』模具盖

图2模具构造图

图3模具实物图

(1)根据接头类型选择合适的模

具(直通、十字、T字等)，用钢刷除

去模具内腔的氧化层，并用酒精喷灯

除去模腔中的水分，保持模腔干燥；

(2)将导体放入模具内，并用

紧固螺丝固定夹紧，若紧固螺丝无法

固定夹紧时，可采用线缆辅助夹紧；

(3)将垫片放入模腔内，用垫

片堵住模孔防止焊药漏入焊腔，注

意，垫片需放在模孔的正中心，全面

盖住模孔；

(4)将对应规格的焊药导入模

具中(根据产品技术文件和现场实际

情况得出：水平接地体40x4mm铜

排直通焊接需140g焊药，十字焊接需

200g焊药，水平接地体和垂直接地体

焊接需250g焊药)，然后将引燃剂均

匀撒在焊药上面直至模沿上；

(5)盖上模具盖，并固定(现

场可用一定重量的砖头放在上面)，

用点火枪点燃引燃剂(点燃时，点火

口严禁对人，模具周围1.5m半径内严

禁站人)；

(6)等待10-20S后开模，热

熔焊接完成，取出接头导体，清理焊

渣并检查焊接接头是否牢靠，清理模

具，准备下一个接头的施工(此步骤

需注意防止烫伤，开模后，应立即清

理焊渣，冷却一段时间后，再检查接

头焊接是否可靠)。

3.2操作要点及注意事项

采用热熔焊接时，需对焊接工艺

的操作顺序、焊接母材的种类以及模

具的选择等方面进行全方位的考虑，

不同形式的接头，采用对应的模具，

不同的母材对应不同规格的焊药。在

现场操作中，要保持模具和母材的干

燥以及焊接时的水平，不发生震动等

现象。

(1)操作前必须对模具、焊接

材料接头处进行干燥处理，可采用喷

灯对其进行烘烤，由于模具是石墨产

品，在空气中易于受潮和氧化，因

此，每次使用之前需用钢刷将模腔内

的氧化层除去，充分干燥，使用结束

好后应保存在干燥的地方。

(2)焊接母材，铜排、铜管等

其他焊接导体需平整，无毛刺。可先

用磨光机或锂刀将焊接接头处打磨平

整光滑，通过适当打磨，祛除母材表

面的氧化层，确保焊接质量。在进行

铜排直通焊接时，应确保铜排端口齐

平，保证焊接接头平整均匀。

(3)由于热胀冷缩的作用，在焊

接过程中，不仅模具会热胀冷缩，对

应的母材(特别是铜管)也会发生热

胀冷缩。所以在焊接前，先检查模具

的密合度，模具由于多次使用而出现

紧固螺丝无法锁紧的状态，可采取更

换锁紧螺丝或者更换模具等措施。当

母材因为高温膨胀导致溶剂无法粘接

在铜管壁上时，可以在铜管内灌入一

定高度的降阻剂，在降低接地电阻的

同时，保证焊药中的金属溶液不沿着

铜管流走导致接头无法焊接。

(4)需要焊接的导体之间间隙应

在1~2mm左右，既不能相距太远，也

不能贴合太紧。间隙太远，导致焊药

不足或者焊接不牢，间隙过小不利于

导体焊接。

(5)水平焊接时，焊接导体两

端应处在同一水平上，焊接时，导体

不能出现震动、位移等现象，焊接后

取出导体时应采用隔热手套，严禁用

手直接触摸焊接接头。

4热熔焊接质量控制措施

与传统的电阻焊接相比，热熔