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放热焊接技术发展历程及现状

来源:来自本站     日期:2020-07-01     浏览量:1191

一.  发明及进入中国市场前的海外应用

放热焊接是一类产品的统称,铝热焊接是以铝作为置换物的一种焊接技术,而铜基(即铜氧化物和铝粉作为焊剂的主要成分)焊粉是目前应用较为成熟,广泛的一种焊接技术,HOTWELD焊接技术就属于铜基的铝热焊接,依照习惯,大家往往称这种技术为放热焊接技术。

1898年:德国人戈德施密特(H.Goldschmidt)发现铝粉与金属氧化物可由外部热源使之开始放热反应,且一旦反应便可自行持续,这一反应的通式为: 金属氧化物 + 铝(粉)→ 氧化铝 + 金属 + 热能,依照这个原理,他发明了铝热焊接,使用铝还原氧化铁的铝热焊剂,用来制作铸件及修补断裂的铸件。1936年,美国人查尔斯·卡特威尔(Charles Cadwell)发明了使用铝还原氧化铜的铝热焊剂,用来焊接铁路钢轨之间的铜信号线(即回流线),经改良后用于接地铜材的焊接,开创了此项技术在接地焊接领域里的先河。

除前苏联国家,中国和部分东亚国家以外,其他国家均采用铜材作为接地材料,已有超过100年的历史。放热焊接技术更多的被应用在接地铜材的焊接,被许多国际标准如IEEE IECNFPANEC等推荐为接地联结方式。经过数十年的发展,放热焊接技术已普及到几乎全球的接地、阴极保护及其他特种焊接领域(例如钢轨回流线的焊接)。数以百万计的放热焊接接头埋设在全球数不清的电厂、变电站、铁路、机场、炼油厂。

二.  引入我国后的前期发展

2000--2004

放热焊接技术在我国最早的应用可追溯至1996,浙江省秦山核电二期工程,使用95mm2纯铜绞线敷设成接地网格,使用的美国某公司产品,并由该厂商负责施工,当时的造价是800元人民币/焊点,这笔费用由我国支付,浙江省电力公司认为此项技术优越,但成本太高,于是委托浙江某大学研究此项技术,开发落地产品,力图摆脱对国外技术的依赖。上世纪末成立的,杭州某公司的成是我国首家以放热焊接技术为产品的公司,但当时技术不成熟,稳定性差,熔接温度不足,产品并不成功,加上当时我国相关法律法规并不支持铜及铜覆钢接地。而设计院、广大业主对接地重视不够(这种现象现在依然较多),这家公司很快破产解体,但这家公司的部分员工并未放弃此项技术,成为这个行业在我国的火种,并各自走上自己的发展道路。

类似国产汽车行业,国产放热焊接产品也经过了仿制、二次研发、自主创新的几个阶段,初始的焊接产品焊接温度不足,焊点铜元素比例不足,稳定性差,焊接不牢固,表面残渣较多,市场反应较差。21世纪初,国外品牌在国内少量应用,但价格昂贵,施工建设单位往往承受不住如此高的成本,但当时国内厂商还未成长起来,大多属于作坊式模式,难以和进口品牌竞争,产品质量太差,根本到不了商谈价格的时候,就被否决了。

2005--2009

随着国内频发的接地事故,国家经济的发展,我国对接地问题逐渐的重视,开始在电力系统、轨道交通系统以试点的形式应用铜、铜覆钢接地并使用放热焊接技术连接,例如上海黄渡500kV变电站、宝鸡750kV变电站、北京地铁10号线一期、廊坊大屯220kV变电站、兰州海石湾330kV变电站等。这些都给了所有从事此行业厂商初始的潜在的机会,国有厂商逐渐发展起来,与国外产品质量差距逐渐缩小,国产放热焊接产品逐渐推广到市场中,并获得初步认可。

三.  引入我国后的现状

2010--至今

铜材、铜覆钢接地材料在国内获得初步认可,例如北京、天津、上海电力系统变电站电厂,北京、天津、沈阳、杭州、南京地铁接地,京津高铁一律采用铜排或铜缆接地,使用铜覆钢接地极,采用放热焊接技术连接,在市场越来越大的时候,国产放热焊接产品份额不断提升,已有2000年不足10%,提高到90%以上。

经过多年的发展,浩特沃德产品已推广应用至电力系统(电厂、变电站一二次接地,输电线路、配网甚至农网)、传统能源化工(炼油厂、气体脱硫、煤制气)、新能源(光伏发电、风力发电、各种充电站)、轨道交通(火车站、地铁站、轨道回流线焊接、高铁)、基础设施及建筑(港口码头、机场、桥梁、体育场)、小型接地系统(移动联通电信基站、微波站、监控及计算机机房)、其他防雷接地(古建筑防雷、楼宇防雷)多个行业及典型应用。

国内部分厂商为降低成本,开始出品简配焊粉,甚至缺斤短两。简配焊粉虽然价格较低,但质量较差,特别是气孔率较高,残渣较硬,难以清除,使用简配焊粉的后果就是焊接牢固性能,导电性能下降,模具使用寿命大大降低。