專利名稱:一種放熱焊接頭裂紋試驗用模具的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種放熱焊(鋁熱焊)試驗用模具組件,該模具可以用以測試放
熱焊(鋁熱焊)接頭冷卻后開裂傾向測試。
背景技術:
隨著經濟發展,電網建設的步伐逐漸加快,在電網建設中,變電站接地網可靠性對 于電網的安全運行至關重要,因此,新一代的銅包鋼接地網正逐步取代熱鍍鋅鋼接地網。接 地網的布設位置多位于野外環境,采用電弧焊、氣焊都有設備搬運不便、需配套設施的缺 點。故放熱焊接(鋁熱焊)是一種適合的焊接方式,而銅包鋼接地網的接頭為銅、鋼復合材 料,以往的放熱焊(鋁熱焊)接往往針對銅-銅接頭、鋼-鋼接頭。而對于銅鋼復合材料接 頭的焊接需開發新型放熱焊(鋁熱焊)齊U,放熱焊劑(鋁熱焊)劑焊制接頭的重要標準之 一為接頭表面不能出現裂紋,因裂紋的出現增加了接頭表面缺陷,易降低接頭耐蝕性,故放 熱焊(鋁熱焊)焊劑在研制過程中需通過調整成分消除接頭裂紋。 接頭的裂紋一般發生在焊接完畢后幾分鐘內,可認為是冷卻過程中應力集中造成 的。位置一般處于接頭金屬與試棒結合處遠離接頭中心部位,焊接完畢后,由于接頭表面 金屬冷卻收縮快,而芯部還保持高溫膨脹狀態,故在接頭表面存在較大的拉應力,使接頭開 裂。接頭中有無裂紋直接反映了接頭金屬的塑韌性。大的裂紋肉眼可見,微裂紋則不易察 覺,是接頭中的隱患,故通過專用模具擴大應力集中,反應接頭開裂傾向對于焊劑配方調整 具有重要意義。
實用新型內容為了解決現有配方試驗中無專用試驗模具的問題,本實用新型提供了一種專門進 行銅包鋼接頭放熱焊(鋁熱焊)試驗模具,使用該模具可以用來測試焊后接頭開裂傾向,用 于試驗配方的調整。
為了達到上述目的,本實用新型采取了如下技術方案本實用新型包括模具體和
設置在模具體上端的模具蓋,所述的模具體為左右開模,模具體內包括熔化腔、流腔、試樣
型腔和試棒通孔,熔化腔通過流腔與試樣型腔相連通。所述的試樣型腔包括相互連通的試
樣型腔柱體和試樣型腔椎體兩部分,所述的試樣型腔柱體與流腔相連通,所述的試樣型腔
椎體與水平布置的試棒通孔相連通。 所述的試樣型腔椎體錐角小于60度。 所述的熔化腔包括相互連通的熔化腔上椎體和熔化腔下椎體,熔化腔下椎體與流 腔相連通,熔化腔上錐體的錐角小于熔化腔下錐體的錐角。 本實用新型具有以下優點 1)測試放熱焊(鋁熱焊)接頭的專用模具,通過運用試樣型腔的椎體形狀結構反 映試樣的開裂傾向; 2)測試放熱焊(鋁熱焊)接頭的專用模具,通過此模具進行接頭焊接測試,試驗結果可用于接頭材料開裂傾向分析,用以對焊劑成分進行調整。
圖1是試驗模具整體外觀圖 圖2是開模狀態試棒與模具位置 圖3是圖1的A-A向剖視圖 圖中1、模具蓋,2、熔化腔,3、模具定位銷,4、模具夾定位孔,5、流腔,6、試樣型腔, 7、試棒通孔,8、熔化腔上椎體,9、熔化腔下椎體,10、試樣型腔柱體,11、銅包鋼材料試棒, 12、試樣型腔椎體,13、開模面。
具體實施方式下面結合圖1 圖3對本實用新型作進一步說明 本實施例中的焊接模具包括模具體和設置在模具體上端的模具蓋。在模具體內自 上而下依次布置有熔化腔2、流腔5和試樣型腔6。模具為左右開模,石墨材質,開模面穿過 熔化腔2、流腔5和試樣型腔6。 熔化腔2包括熔化腔上椎體8和熔化腔下椎體9,熔化腔2的兩個椎體自上而下直
徑線性減小,并且熔化腔上錐體8的錐角小于熔化腔下錐體9的錐角。 流腔5為一柱體,連通熔化腔2與試樣型腔6。流腔5的上端與熔化腔下椎體9相連通。 試樣型腔包括試樣型腔柱體10和試樣型腔椎體12,二者相互連通,試樣型腔柱體 10與流腔5相連通,試樣型腔椎體12與一水平試棒通孔7相連通,試樣型腔椎體12的軸線 也為水平布置,與試棒通孔7的軸線重合,并且試樣型腔椎體12與水平試棒通孔7連通端 的直徑小于與試樣型腔柱體10連通端的直徑。 模具蓋模具蓋主要起排氣和保護作用,避免熔融金屬直接噴濺。 熔化腔熔化腔為模具主要反應部件,焊接劑(鋁熱劑)在其中進行反應形成熔融
態金屬液體。
流腔流腔是模具中的引流部件,熔融態金屬液體沿流腔平穩流入試樣型腔。 試樣型腔試樣型腔是模具的成型部分,熔融態金屬液體在試樣型腔內與銅包鋼 試棒結合,熔化試棒的表層,實現焊接。在試樣型腔內形成的試樣為椎體,充分體現試樣金 屬的開裂傾向。試樣型腔由試樣型腔椎體和試樣型腔柱體兩部分組成,試樣型腔椎體與試 棒通孔相連,試棒型腔椎體錐角小于60度。 運用本實用新型時,將開合的模具沿圖3中13開模面進行組合,模具兩部分經圖1 中定位銷3定位組合,將圖2中的銅包鋼試棒按圖2位置進行放置,試棒長度應在試棒放入 模具后有一定余量外露于模具外,試棒放置完畢后用模具夾在圖1中模具夾定位孔4處將 模具鎖死,以防止試驗過程中模具分開,液體金屬流出傷人,隨后在圖2中9熔化腔下椎體 處放置鋼制擋片,其作用在于防止放熱焊(鋁熱焊)焊劑從流腔漏出;隨后在圖1中熔化腔 內添加放熱焊(鋁熱焊)焊劑及引燃劑,點火引燃后,焊劑在圖1中熔化腔2內發生反應, 形成液態熔融金屬,隨后熔化鋼制擋片,金屬液體通過圖1中的流腔5進入圖1中的試樣型 腔6,與圖2中銅包鋼試棒熔接,形成試樣,待反應完全完畢后,試樣靜置幾分鐘開模,將接頭試樣從模具中取出在空氣中冷卻,放置20分鐘后即可觀察試驗結果,在試棒與接頭金屬 接觸最薄位置,即椎體接頭頂端位置,如出現裂紋則配方尚需調整,如未出現裂紋,則表明 配方焊劑開裂傾向小。
權利要求一種放熱焊接頭裂紋試驗用模具,包括模具體和設置在模具體上端的模具蓋,所述的模具體為左右開模,模具體內包括熔化腔(2)、流腔(5)、試樣型腔(6)和試棒通孔(7),熔化腔(2)通過流腔(5)與試樣型腔(6)相連通;其特征在于所述的試樣型腔(6)包括相互連通的試樣型腔柱體(10)和試樣型腔椎體(12)兩部分,所述的試樣型腔柱體(10)與流腔(5)相連通,所述的試樣型腔椎體(12)與試棒通孔(7)相連通。
2. 根據權利要求1所述的一種放熱焊接頭裂紋試驗用模具,其特征在于所述的試樣 型腔椎體(12)錐角小于60度。
專利摘要本實用新型涉及一種放熱焊接頭裂紋試驗用模具,該模具可以用以測試放熱焊接頭冷卻后開裂傾向測試。該模具包括模具體和設置在模具體上端的模具蓋,模具體內包括熔化腔、流腔、試樣型腔和試棒通孔。試樣型腔包括相互連通的試樣型腔柱體和試樣型腔椎體兩部分,試樣型腔柱體與流腔相連通,試樣型腔椎體與試棒通孔相連通。本實用新型是測試放熱焊接頭的專用模具,通過運用試樣型腔的椎體形狀結構反映試樣的開裂傾向;通過此模具進行接頭焊接測試,試驗結果可用于接頭材料開裂傾向分析,用以對焊劑成分進行調整。
文檔編號B23K23/00GK201503365SQ20092022234
公開日2010年6月9日 申請日期2009年9月1日 優先權日2009年9月1日
發明者徐德錄, 李現兵, 王立全, 聶京凱, 陳新, 陳玉成, 韓鈺, 馬光 申請人:中國電力科學研究院