一種無源自滋生高熱自動(dòng)焊接碳鋼類金屬的膏體及其制備方法與使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無源自滋生高熱自動(dòng)焊接碳鋼類金屬的膏體，其包括基本配方組合物和粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑與基本配方組合物的重量比為26∶100。此外還提供一種無源自滋生高熱自動(dòng)焊接碳鋼類金屬的膏體的制備方法及該焊接膏體的使用方法。本發(fā)明涉及的焊接膏體采用硼粉等新的還原劑作為燃燒成分，引燃后高放熱性的反應(yīng)物釋放出的熱能足以使燃燒產(chǎn)物銅、鐵等熔焊材料與受焊母材通過潤(rùn)透、擴(kuò)散及反應(yīng)結(jié)晶等機(jī)制實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合從而完成自動(dòng)焊接，可在無外接電源、氣源和其它能源、無任何設(shè)備和工具情況下、及任何特殊地方和天氣條件下實(shí)現(xiàn)高效簡(jiǎn)便地完成碳鋼類金屬焊接工作。
【專利說明】一種無源自滋生高熱自動(dòng)焊接碳鋼類金屬的膏體及其制備 方法與使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬焊接領(lǐng)域，涉及金屬焊料，特別涉及一種無源自滋生高熱自動(dòng)焊 接碳鋼類金屬的膏體及其制備方法與使用方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 中國(guó)是世界上最大的焊接鋼制造國(guó)，以焊接為主要工藝技術(shù)的企業(yè)就有約7000 家，焊接技術(shù)在許多領(lǐng)域發(fā)揮不可或缺的重大作用?，F(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，如激光與電弧復(fù)合熱源 焊接、等離子弧焊接、精細(xì)等離子弧切割、數(shù)控切割系統(tǒng)等都己得到廣泛應(yīng)用。但是，在進(jìn) 行焊接操作是上述工藝方法均無一例外的需要設(shè)備和附加工具，以及大量的能源。傳統(tǒng)的 電焊、氣焊等方法同樣具有在無外接電源、氣源和其它能源、沒有任何設(shè)備和工具，以及在 惡劣天氣條件下和難以到達(dá)的地方無法工作的致命缺點(diǎn)。常用的鋁熱焊是利用金屬氧化物 和金屬鋁之間的化學(xué)反應(yīng)熱作為熱源來加熱金屬而實(shí)現(xiàn)焊接的方法。焊接時(shí)，必須預(yù)先把 待焊兩工件的端頭固定在鑄型內(nèi)，然后把鋁粉和氧化鐵粉混合物(稱鋁熱劑）放在坩堝內(nèi)加 熱，使之發(fā)生還原放熱反應(yīng)，成為液態(tài)金屬（鐵）和熔渣(主要為A1203)，注入鑄型。液態(tài)金 屬流入接頭空隙，形成焊縫金屬。鋁熱焊雖然具有不需要電源、使用方便等特點(diǎn)，但也有必 須使用鑄型模具和坩堝等設(shè)備的缺點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外，如美國(guó)、俄羅斯、日本等國(guó)都在研發(fā)新型的 焊接技術(shù)，如自蔓延焊接技術(shù)。自蔓延焊接技術(shù)是在待擬焊接的兩塊材料之間添進(jìn)合適的 能燃燒反應(yīng)的原料，并要以一定的壓力夾緊擬焊材料，待燃燒反應(yīng)過程完成后才能實(shí)現(xiàn)兩 塊材料的焊接。
[0003] 因此尋求一種無需外接電源、氣源(如氧氣、乙炔氣、氫氣）和其它能源、可在沒有 任何設(shè)備和工具的情況下，及任何特殊需要的地方（如高空、地下和難以到達(dá)的地方）和天 氣條件下(如大雨、大雪、大霧）完成金屬焊接的焊接技術(shù)成為了行業(yè)內(nèi)的研究熱點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種與傳統(tǒng)焊接材料完全不同的膏狀金屬焊 材，即一種無源自滋生高熱自動(dòng)焊接碳鋼類金屬的膏體：該焊接膏體采用硼粉等新的還原 劑作為燃燒成分，引燃后高放熱性的反應(yīng)物釋放出的熱能足以使燃燒產(chǎn)物銅、鐵等熔焊材 料與受焊母材通過潤(rùn)透、擴(kuò)散及反應(yīng)結(jié)晶等機(jī)制實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合從而完成自動(dòng)焊接，可在無 外接電源、氣源和其它能源、無任何設(shè)備和工具情況下、及任何特殊地方和天氣條件下實(shí)現(xiàn) 高效簡(jiǎn)便地完成碳鋼類金屬焊接工作。
[0005] 其次提供一種無源自滋生高熱自動(dòng)焊接碳鋼類金屬的膏體的制備方法。
[0006] 此外還提供一種無源自滋生高熱自動(dòng)焊接碳鋼類金屬的膏體的使用方法。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種無源自滋生高熱自動(dòng)焊接碳 鋼類金屬的膏體，其特征在于，其包括基本配方組合物和粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑與基本配方 組合物的重量比為26 :100 ;所述基本配方組合物的組分包括硼粉、氧化銅、三氧化二鐵、 硝酸鉀，以上各組分的重量百分比分別為：硼粉7. 8-8. 3%、氧化銅86. 0-87. 0%、三氧化二 鐵2. 2-2. 9%、硝酸鉀2. 8-3. 0% ;所述粘結(jié)劑的組分包括乙二醇、高氯酸鈉、氫氧化乙基纖維 素，以上各組分的重量百分比分別為：乙二醇53. 8-54. 2%、高氯酸鈉45. 0-45. 2%、氫氧化乙 基纖維素〇. 8-1. 0%。
[0008] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述基本配方組合物各組分的重量百分比分別為：硼粉 8. 2%、氧化銅86. 0%、三氧化二鐵2. 9%、硝酸鉀2. 9% ;所述粘結(jié)劑各組分的重量百分比分別 為：乙二醇54. 0%、高氯酸鈉45. 1%、氫氧化乙基纖維素0. 9%。
[0009] 所述基本配方組合物的各組分為粉末顆粒狀，且粒徑為4-200um，濕度小于其質(zhì)量 的 0? 1%。
[0010] 如權(quán)利要求1-3所述任意一種無源自滋生高熱自動(dòng)焊接碳鋼類金屬的膏體的制 備方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 基本配方組合物的配制：將硼粉、氧化銅、三氧化二鐵、硝酸鉀分別經(jīng)干燥、粉碎、篩 分后按比例混合，并攪拌均勻得到基本配方組合物； 2) 粘結(jié)劑的配制：將乙二醇、高氯酸鈉、氫氧化乙基纖維素按比例混合，并攪拌均勻得 到粘結(jié)劑； 3) 焊接膏體的制備：將上述粘結(jié)劑與粉末顆粒狀基本配方組合物按重量比26 :100混 合，并攪拌均勻得到焊接膏體。
[0011] 較佳實(shí)施情況下，所述步驟1)中的干燥工序具體操作為將基本配方組合物的各組 分于100-1KTC溫度下干燥不少于lh。
[0012] 所述制備得到的焊接膏體包裝入牙膏狀容器或罐體容器或壓力噴涂器里或紙質(zhì) 包裝中。
[0013] 如權(quán)利要求1-3所述的任意一種無源自滋生高熱自動(dòng)焊接碳鋼類金屬的膏體的 使用方法，其特征在于，包括以下步驟：受焊母材水平放置或與水平呈45度角的傾斜放置， 可進(jìn)行對(duì)接焊接或搭接焊接；接焊時(shí)根據(jù)受焊母材金屬的厚度，適量涂敷在其間焊縫上； 將引線插入涂敷在焊縫處的膏體中，當(dāng)點(diǎn)燃引線后，焊接材料被引燃實(shí)現(xiàn)焊接工作自動(dòng)進(jìn) 行；焊接膏體燃燒完畢，焊接工作即告結(jié)束，輕敲焊縫表面的熔渣后即可得到光滑和高強(qiáng)度 的焊縫。
[0014] 所述引燃焊接膏體的引線自燃溫度不低于200°C，燃燒速度為5mm/s，直徑為 L5-2. 5mm〇
[0015] 較佳實(shí)施情況下，所述引燃焊接膏體的引線為鞭炮引線。
[0016] 上述用于焊接碳鋼類金屬的焊接膏體實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接的基本原理為氧化一還原反 應(yīng)作用，如下所示：

【權(quán)利要求】
1. 一種無源自滋生高熱自動(dòng)焊接碳鋼類金屬的膏體，其特征在于，其包括基本配方 組合物和粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑與基本配方組合物的重量比為26 :100 ;所述基本配方組合 物的組分包括硼粉、氧化銅、三氧化二鐵、硝酸鉀，以上各組分的重量百分比分別為：硼粉 7. 8-8. 3%、氧化銅86. 0-87. 0%、三氧化二鐵2. 2-2. 9%、硝酸鉀2. 8-3. 0% ;所述粘結(jié)劑的組 分包括乙二醇、高氯酸鈉、氫氧化乙基纖維素，以上各組分的重量百分比分別為：乙二醇 53. 8-54. 2%、高氯酸鈉45. 0-45. 2%、氫氧化乙基纖維素0. 8-1. 0%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無源自滋生高熱自動(dòng)焊接碳鋼類金屬的膏體，其特征 在于，所述基本配方組合物各組分的重量百分比分別為：硼粉8. 2%、氧化銅86. 0%、三氧化 二鐵2. 9%、硝酸鉀2. 9% ;所述粘結(jié)劑各組分的重量百分比分別為：乙二醇54. 0%、高氯酸鈉 45. 1%、氫氧化乙基纖維素0. 9%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種無源自滋生高熱自動(dòng)焊接碳鋼類金屬的膏體，其特 征在于，所述基本配方組合物的各組分為粉末顆粒狀，且粒徑為4-200um，濕度小于其質(zhì)量 的 0? 1%。
4. 如權(quán)利要求1-3所述任意一種無源自滋生高熱自動(dòng)焊接碳鋼類金屬的膏體的制備 方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 基本配方組合物的配制：將硼粉、氧化銅、三氧化二鐵、硝酸鉀分別經(jīng)干燥、粉碎、篩 分后按比例混合，并攪拌均勻得到基本配方組合物； 2) 粘結(jié)劑的配制：將乙二醇、高氯酸鈉、氫氧化乙基纖維素按比例混合，并攪拌均勻得 到粘結(jié)劑； 3) 焊接膏體的制備：將上述粘結(jié)劑與粉末顆粒狀基本配方組合物按重量比26 :100混 合，并攪拌均勻得到焊接膏體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無源自滋生高熱自動(dòng)焊接碳鋼類金屬的膏體的制備 方法，其特征在于，所述步驟1)中的干燥工序具體操作為將基本配方組合物的各組分于 100-1KTC溫度下干燥不少于lh。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無源自滋生高熱自動(dòng)焊接碳鋼類金屬的膏體的制備方 法，其特征在于，所述制備得到的焊接膏體包裝入牙膏狀容器或罐體容器或壓力噴涂器里 或紙質(zhì)包裝中。
7. 如權(quán)利要求1-3所述的任意一種無源自滋生高熱自動(dòng)焊接碳鋼類金屬的膏體的使 用方法，其特征在于，包括以下步驟：受焊母材水平放置或與水平呈45度角的傾斜放置，可 進(jìn)行對(duì)接焊接或搭接焊接；接焊時(shí)根據(jù)受焊母材金屬的厚度，適量涂敷在其間焊縫上；將 引線插入涂敷在焊縫處的膏體中，當(dāng)點(diǎn)燃引線后，焊接材料被引燃實(shí)現(xiàn)焊接工作自動(dòng)進(jìn)行； 焊接膏體燃燒完畢，焊接工作即告結(jié)束，輕敲焊縫表面的熔渣后即可得到光滑和高強(qiáng)度的 焊縫。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的無源自滋生高熱自動(dòng)焊接碳鋼類金屬的膏體的使用方法， 其特征在于，所述引燃焊接膏體的引線自燃溫度不低于200°C，燃燒速度為5mm/s，直徑為 L 5-2. 5mm〇
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的無源自滋生高熱自動(dòng)焊接碳鋼類金屬的膏體的使用方 法，其特征在于，所述引燃焊接膏體的引線為鞭炮引線。
【文檔編號(hào)】B23K35/36GK104439756SQ201410832513
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月29日
【發(fā)明者】吳一川, 聶海英 申請(qǐng)人:湖南天佑科技有限公司