[發明專利]一種金屬棒內芯式自蔓延焊筆及其制備方法

有效

• 申請號: 201910441696.4
• 申請日: 2019-05-24
• 公開（公告）號: CN110280892B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 張國棟;龔卓;周怡成;王麒瑜;朱龍強;劉延東;梅青松;張建強
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: B23K23/00
• 分類號: B23K23/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 楊宏偉

本發明公開了一種金屬棒內芯式自蔓延焊筆及其制備方法，焊筆包括紙質藥管、夾持端和筆筒，藥管中間為鐵棒、銅棒等金屬棒內芯。金屬棒內芯與藥管之間裝填鋁熱劑，成分為CuO粉60.0％～75.0wt.％，Al粉15.0％～25.0wt.％，CaF₂粉4.0％～6.0wt.％，B粉0.5％～1.5wt.％，SiO₂粉4.0％～8.0wt.％，Fe粉2.0％～5.0wt.％，NiO粉2.5％～6.0wt.％。焊筆使用時通過鋁熱劑反應放出的高熱熔化金屬棒內芯，產生的金屬液作為熔敷金屬進行焊接。金屬棒內芯式結構提高了藥管的強度，使反應更加平穩，減少了反應過程中的金屬損失。

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，涉及一種應急情況下鋼、銅材料焊接用的焊接技術，具體涉及一種金屬棒內芯式自蔓延焊筆及其制備方法。

背景技術

焊接技術是工業、民用機械及軍事裝備制造、搶修及應急維修安裝的重要手段之一，但是目前普遍采用的焊條電弧焊需要能輸出千瓦以上功率的電源和沉重的電焊機，氣焊則需要儲存氧氣和乙炔氣體的高壓專用設備，牽連工程大，且操作者需受過專門的訓練。這極大地限制著在停電、野外、雨雪天氣等特殊情況下應急焊修任務機動、靈活、高效的展開。另外，在高空、地下、水下等能源不方便供應的極端條件下，這些傳統的應急維修方法也無法施展。同時，在水氣管道、采暖管網和工程電纜的緊急維修中，也迫切需要便捷的應急焊接方法原位快速恢復或部分恢復使用功能；在地震，火災等的搶險救災，消防破拆中，也迫切需要一種無需外界能源和設備，使用方便的切割工具。因此，亟需開發一種無須大量外界能源和大型設備、使用方便、操作簡單、高效、節能的新型焊接技術和焊接材料來彌補傳統焊接技術的不足。

自蔓延是利用化學反應自身放熱合成材料的一種技術，又被稱為燃燒合成，它利用化學反應放熱，完全(或部分)不需要外熱源；通過快速自動波燃燒的自維持反應得到所需成份和結構的產物；通過改變熱的釋放和傳輸速度來控制過程的速度、溫度、轉化率和產物的成份及結構。利用自蔓延反應原理可以設計出符合上述特定需求的焊接設備。專利20110126018.2公布了一種便攜式焊筆及其制備方法，其采用CuO粉和Al粉作為放熱劑，CaF₂和CaSO₄作為造渣劑，錳鐵粉和鎳鐵粉作為合金劑，該專利所用材料和結構雖可以滿足應急條件下的焊接需求，但由于反應原料均為細顆粒狀粉末，反應過程劇烈，反應過程中金屬損失比例大，金屬液得液率低，增加了使用成本。專利201210159201.7公開了一種簡易無電焊筆，也存在著反應過于劇烈，金屬損失較多的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種制作簡單，反應平穩，金屬利用率高的金屬棒內芯式自蔓延焊筆。

本發明的技術方案如下：

一種金屬棒內芯式自蔓延焊筆，包括紙質藥管，藥管中間為金屬棒內芯，金屬棒長度與藥管長度相同，直徑為藥管直徑的20％～40％。金屬棒內芯與藥管之間裝填鋁熱劑，藥管頭部設有點火頭，點火頭與焊劑之間有引燃段，藥管尾部用一端帶有外螺紋的夾持端密封。所述點火頭的成分為紅磷，引燃段采用鋁熱焊引火粉。焊筆的點火方式為三級點火，即由火柴或者打火機點燃點火頭，點火頭燃燒后點燃引燃段，引燃段再引燃焊劑。

還包括直徑和長度比外層藥管略大的筆筒，材料為PVC管，用于套在藥管外面，所述筆筒一端帶有與夾持端的外螺紋相配合的內螺紋。筆筒在焊筆不使用時套在藥管外部；使用時將筆筒抽出，通過筆筒上的內螺紋和藥管尾部夾持端的外螺紋之間簡單快速地配合，可以起到固定和支撐焊筆的作用。

所述金屬棒材料為鐵棒、銅棒或其他滿足焊接要求的金屬。