專利名稱：銅鋁爆炸復(fù)合電力t型銅鋁過渡聯(lián)接線夾及爆炸焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種電力銅鋁過渡聯(lián)接線夾的制造方法，尤其涉及一種采用爆炸 焊接銅鋁復(fù)合材料制造的電力T型銅鋁過渡聯(lián)接線夾及爆炸焊接方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于銅鋁過渡連接的需求，存在于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中，如電解鋁、電解銅、氯堿、石 油、化工、電力及輸電、變電、電力設(shè)備等行業(yè)領(lǐng)域。 [OOOS] 現(xiàn)以電力及電力設(shè)備行業(yè)為例 傳統(tǒng)的電力及電力設(shè)備行業(yè)中，銅鋁過渡連接主要是通過銅鋁過渡板、銅鋁過渡
線夾及銅鋁接線端子來實(shí)現(xiàn)，銅鋁過渡板、銅鋁過渡線夾及銅鋁接線端子銅和鋁本身的連
接一般采用閃光焊、摩擦焊、釬焊連接法實(shí)現(xiàn)；通常，結(jié)合面難以實(shí)現(xiàn)完全的冶金結(jié)合，廢品
率高、結(jié)合強(qiáng)度低、銅材消耗大，容易出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，且會(huì)導(dǎo)致設(shè)備及輸變電線路故障率高。 由此可見，電力行業(yè)中銅鋁接依然存在銅消耗量大、制造成本高、工業(yè)化程度低、
現(xiàn)場(chǎng)使用不方便等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種采用導(dǎo)電性能好、銅材使 用量少、制造成本低、安裝操作簡(jiǎn)單、永久不會(huì)脫落的一種采用爆炸焊接銅鋁復(fù)合材料制造 的電力T型銅鋁過渡聯(lián)接線夾及爆炸焊接方法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 銅鋁爆炸復(fù)合電力T型銅鋁過渡聯(lián)接線夾，其特征在于包括二塊對(duì)合的接線夾 主體，所述接線夾主體基板為鋁材質(zhì)，且基板表面一端爆炸焊接有一層銅；所述接線夾主體 表面分別有起到壓線作用的排列成T形的、相對(duì)的弧形溝槽，所述的弧形溝槽兩側(cè)留有螺 栓孔，二塊接夾主體通過螺栓進(jìn)行壓接連接。 所述的銅鋁爆炸復(fù)合電力T型銅鋁過渡聯(lián)接線夾，其特征在于所述的鋁材質(zhì)與銅 層之間的焊接方式是采取金屬爆炸焊接方式焊接完成，結(jié)合狀態(tài)為冶金結(jié)合狀態(tài)，結(jié)合率 為100%。 所述的銅鋁爆炸復(fù)合電力T型銅鋁過渡聯(lián)接線夾，其特征在于所述的銅層的厚度 在0. lmm-4mm之間；基板厚度為lmm-20mm。 所述的銅鋁爆炸復(fù)合電力T型銅鋁過渡聯(lián)接線夾中鋁材質(zhì)與銅層之間的爆炸焊 接方法，其特征在于 (1)、采用鋁基板作為基層金屬板，采用銅金屬板作為復(fù)層金屬板，并采用纖維板 作為復(fù)層爆炸焊接復(fù)層襯板； (2)、對(duì)選定好的復(fù)層襯板、基層金屬板和復(fù)層金屬板進(jìn)行表面凈化處理； (3)、將基層金屬板和復(fù)層金屬板、復(fù)層襯板依次疊放，藥框放置在復(fù)層襯板的上
表面，在藥框內(nèi)均勻鋪上炸藥及其引爆雷管；
3
(4)、將所述的基層金屬板等整個(gè)焊接裝置置于沙土基礎(chǔ)上，并引爆雷管進(jìn)行爆炸 焊接施工； (5)、對(duì)復(fù)合金屬板進(jìn)行超聲波無損檢測(cè)和力學(xué)性能能檢測(cè)，并對(duì)復(fù)合金屬板進(jìn)行 矯平處理； (6)、對(duì)矯平后的復(fù)合金屬板進(jìn)行熱處理、切割和沖壓成型；
(7)所述的爆炸焊接復(fù)合的工藝參數(shù)為 爆炸焊接時(shí)使用的炸藥確定為2號(hào)巖石硝銨炸藥，引爆方式采用雷管或?qū)П鞫?部寬邊引爆； 確定基層金屬板與復(fù)層襯板的間距ho為4. 5mm ; 確定復(fù)層襯板上表面的單位面積的炸藥用藥量Wg為1. 4g/cm2 ; 金屬爆炸焊接經(jīng)驗(yàn)系數(shù)Kg定為1. 2，與炸藥性質(zhì)及材料有關(guān)。 在電力接線中銅、鋁接線端過渡連接的場(chǎng)合，大量的存在于電力接線中銅鋁轉(zhuǎn)換、 聯(lián)接、續(xù)連過程中；作為本發(fā)明所指的電力線路銅、鋁轉(zhuǎn)換、聯(lián)接的"銅鋁T型線夾";是一種 采用爆炸焊接銅鋁復(fù)合材料、解決銅鋁連接"T型線夾"，其本身銅鋁聯(lián)接方式的電力銅鋁T 型線夾的制造工藝及方法。 本發(fā)明更是涉及一種新的電力線路銅鋁過渡電連接"銅鋁T型線夾"的制造工藝 及方法。 此種工藝技術(shù)包括銅鋁間"電力銅鋁T型線夾"的制造方法，但不僅限于銅鋁間 "銅鋁T型線夾"的制造范圍使用；可以是銅鋁、銅銀、銅金、鋁銀、等其他金屬間的組合形式 的"T型線夾"制造。 本發(fā)明所述的電力線路銅鋁間連接"銅鋁T型線夾"一般結(jié)構(gòu)形式是，主體為多為 導(dǎo)電性能好的鋁材，其中起到壓線作用的其中一個(gè)端部上下板表面，各爆炸復(fù)合有一層銅 層，另一個(gè)起到壓線作用的端部上下板表面及主體均為鋁；兩個(gè)結(jié)構(gòu)板均留有聯(lián)接固定作 用的沖壓孔。 本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明中的電力銅鋁連接"T型線夾"結(jié)構(gòu)緊密，可獲得更優(yōu)越的連接性能，降低了 銅材的使用量，解決方案及制造工藝獨(dú)特、簡(jiǎn)便、成本低廉，不僅可以進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)，同時(shí) 也確保了現(xiàn)場(chǎng)安裝使用的通用性，操作簡(jiǎn)單方便，制作成本低，普及速度快。


圖1為本發(fā)明的接線夾主體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(接線夾主體左端表面焊銅層)。
圖3為本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)示意圖(接線夾主體右端表面焊銅層)。
具體實(shí)施例方式
參見圖1、2、3。 一種銅鋁爆炸復(fù)合電力T型銅聯(lián)接線夾，包括有對(duì)合的二塊接線夾 主體l，所述接線夾主體1基板為鋁材質(zhì)4，且接線夾主體1基板表面一端爆炸焊接有一層 銅5 ;所述的二塊接線夾主體1表面有起到壓線作用的排列成T形的、相對(duì)的弧形溝槽2，所 述的弧形溝槽2兩側(cè)留有螺栓孔，通過螺栓3將二塊接線夾主體1進(jìn)行壓接連接。 一層銅5的厚度在0. lmm-4mm之間；鋁材質(zhì)4厚度為lmm-20mm。 如要達(dá)到本發(fā)明所述的電力銅鋁連接"T型線夾"的性能效果，面臨的工藝技術(shù)課 題截然顯現(xiàn)，即有效的解決所述的爆炸復(fù)合銅鋁母材的取得及銅鋁母材T型線夾后期成型 問題； 首先、是T型線夾銅鋁復(fù)合母材的爆炸焊接工藝及母材制造方法； 為了獲得優(yōu)異的銅鋁T型線夾自身的銅鋁過渡復(fù)合性能，本發(fā)明采用了爆炸焊接
的工藝技術(shù)，進(jìn)行解決銅鋁T型線夾自身的銅鋁過渡焊接復(fù)合；爆炸焊接工藝 實(shí)現(xiàn)金屬爆炸焊接的主要條件有以下幾方面"炸藥品種、單位面積藥量、基板與
覆板的安裝間隙和安裝角、基板與覆板的尺寸參數(shù)(主要有板材的厚度、基覆比)以及表面
狀態(tài)"等。 1、炸藥品種 炸藥是爆炸焊的能源，其種類和密度決定爆炸速度。爆速過高，會(huì)使撞擊角度變小 和作用力過大，容易撕裂結(jié)合部位；爆速過低，不能維持足夠的爆炸角，也不能產(chǎn)生良好結(jié)合。 由于爆炸焊接工程中廣泛使用2#巖石炸藥，為了與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合，本項(xiàng)目中炸 藥也采用粉狀銨鹽炸藥(2#巖石炸藥)，其密度P = 0. 53 0. 6g/cm3，爆速2200m/s 2600m/s。 2、單位面積藥量 炸藥的數(shù)量以覆板單位面積上布放的炸藥數(shù)量或炸藥厚度來計(jì)算，以Wg(g/cm2) 表示。 藥量的計(jì)算目前尚無理論公式，可采用如下經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算。
1〗；=、/ & 。i
式中 ■——均勻間隙值(mm) ■ Wg——單位面積藥量(g/cm2) ■ p工——覆板密度(g/cm3) ■ S工一覆板厚度(mm) ■ S ?！幇穸?mm) ■ Kg——金屬爆炸焊接經(jīng)驗(yàn)系數(shù)； 確定基層金屬板與復(fù)層襯板的間距ho為4. 5mm ; 確定復(fù)層襯板上表面的單位面積的炸藥用藥量Wg為1. 4g/cm2 ; 金屬爆炸焊接經(jīng)驗(yàn)系數(shù)Kg定為1. 2，與炸藥性質(zhì)及材料有關(guān)。 3、安裝間隙和安裝角 爆炸焊的能量傳遞、吸收、轉(zhuǎn)換和分配，是通過間隙借助覆板與基板的高速?zèng)_擊碰 撞來完成和實(shí)現(xiàn)的。安裝間隙和安裝角是影響爆炸角的主要因素之一，在爆炸焊中，如果爆 炸角過小，不論撞擊速度有多大，也不會(huì)產(chǎn)生射流現(xiàn)象，反而容易引起結(jié)合面的嚴(yán)重熔化， 接頭強(qiáng)度低。平行法爆炸焊時(shí)采用均勻間隙值，以ho表示， 一般為覆板厚度的0. 5 1. 0 倍，一般用如下經(jīng)驗(yàn)公司來計(jì)算
h。 = 0. 2 ( S , S o)
4、表面狀態(tài) 要實(shí)現(xiàn)金屬間的冶金結(jié)合，必須有效清除金屬板表面為氧化物、氮化物以及吸附 氣體薄膜的覆蓋層，為使金屬板之間達(dá)到緊密接觸，以致產(chǎn)生原子間的結(jié)合力，奠定實(shí)現(xiàn)基 礎(chǔ)。 表面狀態(tài)與形成物理接觸面積有關(guān)，對(duì)焊接質(zhì)量有非常重要的影響，焊前一定要 進(jìn)行表面清理以保持金屬表面盡可能的清潔和具有一定的表面粗糙度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，粗 糙的表面既難于形成波形界面，又易于熔化而形成金屬間化合物的中間層。
其次、是焊接爆炸復(fù)合銅鋁T型線夾的成型工藝及方法； 如果要使金屬爆炸焊接方式制造的金屬?gòu)?fù)合材料母板，變成適合最終使用所需的 各種形狀和形式的材料配件，那么，對(duì)于金屬爆炸焊接復(fù)合材料母板進(jìn)行必要的、適合的后 期加工及其加工手段的選擇就顯得十分重要！ 在此僅對(duì)本發(fā)明所指的"銅鋁T型線夾的成型"所需的后期成型工藝方式方法做 一介紹； 為了達(dá)到"表面質(zhì)量好、外形形狀統(tǒng)一、對(duì)復(fù)合界面損傷小、材料浪費(fèi)少"的后期加 工目的；對(duì)本發(fā)明所指的"銅鋁T型線夾的成型"后期成型加工工序的加工工藝、我們選擇
了 "金屬超塑成型"的工藝技術(shù)，眾所周知"金屬超塑成型"必須滿足一下三個(gè)基本條件
1.微細(xì)晶粒組織
2. —定變形溫度
3.低應(yīng)變速度 根據(jù)"金屬超塑成型"工藝標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合復(fù)合材料母板溫升需要情況，對(duì)母板實(shí)施"超
塑成型"前的加溫工序，加熱、加溫可以是高頻感應(yīng)加熱，中頻感應(yīng)加熱等其他有效手段； 對(duì)于本發(fā)明"銅鋁T型線夾"的成型，對(duì)母板實(shí)施"超塑成型"前的加溫溫度我們
設(shè)定在22(T -260°范圍內(nèi)進(jìn)行，在滿足以上條件后將溫升后的爆炸復(fù)合材料母板置于，
待壓模具內(nèi)，根據(jù)爆炸復(fù)合材料母板的"應(yīng)變速度"，采用壓力設(shè)備對(duì)于模具給壓； 至此，通過對(duì)于壓制成型后的"銅鋁T型線夾"毛坯形狀，進(jìn)行必要的后期簡(jiǎn)單截
取、鉆 L、組裝即可完成了整個(gè)"銅鋁T型線夾的成型"制造。
權(quán)利要求
銅鋁爆炸復(fù)合電力T型銅鋁過渡聯(lián)接線夾，其特征在于包括二塊對(duì)合的接線夾主體，所述接線夾主體基板為鋁材質(zhì)，且基板表面一端爆炸焊接有一層銅；所述接線夾主體表面分別有起到壓線作用的排列成T形的、相對(duì)的弧形溝槽，所述的弧形溝槽兩側(cè)留有螺栓孔，二塊接夾主體通過螺栓進(jìn)行壓接連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鋁爆炸復(fù)合電力T型銅鋁過渡聯(lián)接線夾，其特征在于所述 的鋁材質(zhì)與銅層之間的焊接方式是采取金屬爆炸焊接方式焊接完成，結(jié)合狀態(tài)為冶金結(jié)合 狀態(tài)，結(jié)合率為100%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鋁爆炸復(fù)合電力T型銅鋁過渡聯(lián)接線夾，其特征在于所述 的銅層的厚度在0. lmm-4mm之間；基板厚度為lmm-20mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鋁爆炸復(fù)合電力T型銅鋁過渡聯(lián)接線夾中鋁材質(zhì)與銅層之 間的爆炸焊接方法，其特征在于(1) 、采用鋁基板作為基層金屬板，采用銅金屬板作為復(fù)層金屬板，并采用纖維板作為 復(fù)層爆炸焊接復(fù)層襯板；(2) 、對(duì)選定好的復(fù)層襯板、基層金屬板和復(fù)層金屬板進(jìn)行表面凈化處理；(3) 、將基層金屬板和復(fù)層金屬板、復(fù)層襯板依次疊放，藥框放置在復(fù)層襯板的上表面， 在藥框內(nèi)均勻鋪上炸藥及其引爆雷管；(4) 、將所述的基層金屬板等整個(gè)焊接裝置置于沙土基礎(chǔ)上，并引爆雷管進(jìn)行爆炸焊接 施工；(5) 、對(duì)復(fù)合金屬板進(jìn)行超聲波無損檢測(cè)和力學(xué)性能能檢測(cè)，并對(duì)復(fù)合金屬板進(jìn)行矯平 處理；(6) 、對(duì)矯平后的復(fù)合金屬板進(jìn)行熱處理、切割和沖壓成型；(7) 所述的爆炸焊接復(fù)合的工藝參數(shù)為爆炸焊接時(shí)使用的炸藥確定為2號(hào)巖石硝銨炸藥，引爆方式采用雷管或?qū)П鞫瞬繉?邊引爆；確定基層金屬板與復(fù)層襯板的間距ho為4. 5mm ; 確定復(fù)層襯板上表面的單位面積的炸藥用藥量Wg為1. 4g/cm2 ; 金屬爆炸焊接經(jīng)驗(yàn)系數(shù)Kg定為1. 2，與炸藥性質(zhì)及材料有關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開了銅鋁爆炸復(fù)合電力T型銅鋁過渡聯(lián)接線夾及爆炸焊接方法，包括二塊對(duì)合的接線夾主體，所述接線夾主體基板為鋁材質(zhì)，且基板表面一端爆炸焊接有一層銅；所述接線夾主體表面分別有起到壓線作用的排列成T形的、相對(duì)的弧形溝槽，所述的弧形溝槽兩側(cè)留有螺栓孔，二塊接夾主體通過螺栓進(jìn)行壓接連接。本發(fā)明中的電力銅鋁連接“T型線夾”結(jié)構(gòu)緊密，可獲得更優(yōu)越的連接性能，降低了銅材的使用量，解決方案及制造工藝獨(dú)特、簡(jiǎn)便、成本低廉，不僅可以進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)，同時(shí)也確保了現(xiàn)場(chǎng)安裝使用的通用性，操作簡(jiǎn)單方便，制作成本低，普及速度快。
文檔編號(hào)H01R4/62GK101707295SQ200910185869
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者張輝 申請(qǐng)人:安徽鈦鈷新金屬有限公司