專利名稱：鋁熱焊焊片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種進(jìn)行鋁熱焊使用的焊片和使用所述焊片的鋁熱焊 方法，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及可以提高焊片與要被鋁熱焊的金屬之 間的焊接強(qiáng)度的焊片以及使用所述焊片的焊接方法。
背景技術(shù)：
鋁熱焊是一種在基底金屬的表面附近使鋁和氧化銅(或者氧化鐵) 的混合粉末起弧并燃燒的焊接技術(shù)，其中化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量使銅(或 者鐵)以及部分基底金屬熔融在一起。通常，這種焊接技術(shù)尤其用于 鐵路領(lǐng)域，諸如，利用由鋁熱劑材料構(gòu)成的焊接部分，將線纜與鐵軌 表面焊接在一起而電連接獨(dú)立的鐵軌，其中線纜通過將銅焊片附接在 公知為接合線的導(dǎo)線的兩端而形成。
這種鋁熱焊方法具體包括如下內(nèi)容。首先，將構(gòu)成鋁熱劑材料的 上述混合粉末與起弧材料一起裝入坩堝中，然后，連接線敷設(shè)在鐵軌 表面上的焊接部分上。使起弧材料起弧，以在坩堝內(nèi)進(jìn)行燃燒，從而 使銅(或者鐵)熔化，然后，使熔化的銅(或者鐵)到達(dá)該焊接部分。 最后，熔化的銅(或者鐵)被冷卻，在它上面，其外部形狀與焊接部 分的內(nèi)部形狀相同的被焊部分熔融到鐵軌上，以致覆蓋部分連接線。
按照慣例，當(dāng)利用接合線電接合鐵軌時(shí)，接合線是銅，因此，通 常利用銅焊接片連接該接合線。通過將接合線插入在焊接片的端部形 成的凹槽部分，然后，使該凹槽部分起皺，執(zhí)行將焊接片附在接合線 上的步驟。然而，盡管銅具有韌性和延展性強(qiáng)并因此而容易起皺或者 模制的特性，但是在接合線起皺的起皺部分上，仍存在應(yīng)力，并且例 如，在鐵軌上進(jìn)行了鋁熱焊后，列車通過產(chǎn)生的振動(dòng)可能使起皺部分 破裂或者破壞。因此，最近幾年，為了達(dá)到足夠的強(qiáng)度，即使存在因?yàn)槠鸢櫘a(chǎn)生的應(yīng)力，也不因?yàn)檎駝?dòng)發(fā)生破裂或者破壞，嘗試?yán)描F焊
片代替銅焊片。JP 2005-14008A中描述了傳統(tǒng)方法。
圖3是具有利用銅鋁熱焊焊接的插入內(nèi)部并被電連接的導(dǎo)線2的 鐵焊片IO的俯視圖。在進(jìn)行鋁熱焊期間，熔化的鋁熱劑材料中的銅在 被澆注時(shí)通常從中心部分流到外部，以覆蓋鐵焊片10，然后，通過從 與鐵焊片10的界面開始冷卻并硬化，形成被焊部分3。在形成被焊部 分3的過程中，熔化的銅4流動(dòng)，以覆蓋鐵焊片10，并且在該界面上， 它包括，在分散固溶體狀態(tài)下，因?yàn)楹附訜崃慷蛊淙廴诘膮^(qū)域。被 焊部分3的周邊區(qū)域5是在熔化的銅4結(jié)束流動(dòng)之前開始硬化的區(qū)域， 并且界面6表示的區(qū)域不與鐵焊片IO熔融。因此， 一皮焊部分3具有不 與鐵焊片10熔融的區(qū)域，所以熔融區(qū)域不夠，從而導(dǎo)致焊接強(qiáng)度問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種在對(duì)鐵焊片預(yù)涂鍍 金屬后，進(jìn)行鋁熱焊可以增大鐵焊片與鋁熱劑材料的熔化銅之間的熔 融區(qū)域，從而提高焊接強(qiáng)度的鐵焊片以及使用所述鐵焊片的鋁熱焊方 法。
(1) 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的鋁熱焊焊片是這樣的，即，要 分散到鋁熱劑的熔化金屬中的金屬至少涂鍍?cè)诮佑|該熔化金屬的鐵焊 片的表面上。
(2) 此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，要涂鍍?cè)诟鶕?jù)本發(fā)明進(jìn)行鋁熱焊 的焊片上的金屬優(yōu)選是銅或者鎳。
(3) 此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的鋁熱焊方法包括將要 分散在鋁熱劑材料的熔化金屬中的金屬涂鍍?cè)阼F焊片表面上的步驟； 將涂鍍焊片定位在預(yù)定焊接位置的步驟；以及使鋁熱劑材料的熔化金 屬流動(dòng)到焊接位置，以使鋁熱劑材料的熔化金屬和涂鍍金屬分散，從 而在鋁熱劑材料的熔化金屬和鐵焊片之間形成熔融部分的步驟。
(1 )本發(fā)明的焊片是這樣的，即，要分散在鋁熱劑材料的熔化金 屬中的金屬至少涂鍍?cè)诮佑|該熔化金屬的鐵焊片表面上，因此，與涂 鍍金屬和熔化金屬因焊接熱量而分散，并且在鋁熱焊時(shí)廣泛分散到鐵
4焊片的表面內(nèi)，從而形成固溶體，因此，與不進(jìn)行涂鍍，利用鐵焊片進(jìn)行鋁熱焊的情況相比，形成寬焊接區(qū)域，可以提高焊接強(qiáng)度。
(2)在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的焊片上，涂鍍金屬是銅或者鎳，由于在鋁熱劑材料中有銅，鑒于它們的熔點(diǎn)等，所以它們具有良好親和力，因此，它們?nèi)菀妆环稚⒉⒂兄诠倘艿借F焊片中，從而提高焊接強(qiáng)度。
(3 )根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的鋁熱焊方法包括利用分散到鋁熱劑材料的熔化金屬中的金屬涂鍍鐵焊片表面的步驟，以致與(l)段中相同，預(yù)涂鍍金屬和熔化金屬因?yàn)楹附訜崃糠稚?，并且在鋁熱焊時(shí)，廣泛分散到鐵焊片表面內(nèi)，以形成固溶體，因此，與不進(jìn)行涂鍍，利用鐵焊片進(jìn)行鋁熱焊的情況相比，形成寬焊接區(qū)域，可以提高焊接強(qiáng)度。


圖l是根據(jù)本發(fā)明的焊片的剖視圖。
圖2示出本發(fā)明的焊片與作為鋁熱劑材料的熔化金屬之間的分散固溶體的狀態(tài)。
圖3是示出傳統(tǒng)鐵焊片的銅鋁熱焊的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖解釋本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的實(shí)施例。在附圖中，利用相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同的組成部分，并且酌情略過其解釋。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明用于鋁熱焊的焊片l的剖視圖。焊片l具有由鐵構(gòu)成的基底部分10,并且具有由銅等構(gòu)成的接合線插入其內(nèi)的孔8。此外，金屬膜7形成在該焊片的基底部分10的表面上。金屬膜7選自可以與鋁熱劑材料中的熔化金屬混融并且容易利用焊接熱量分散的金屬，并且優(yōu)選選自銅或者鎳，以用于銅鋁熱焊。
如果金屬膜7是銅，則通過氰化銅電鍍，可以將銅金屬膜7形成在鐵焊片基底部分10的表面上。即，在氰化物槽中，電鍍焊片基底部分10,從而以極高的接觸質(zhì)量，將銅電鍍?cè)阼F焊片基底部分10的表面上。
5另外，還可以利用非電鍍或者熔化鍍(melt-plating)實(shí)現(xiàn)涂鍍。
例如，在插入焊片1內(nèi)后進(jìn)行模制，以接觸焊片1的孔8的內(nèi)表面的方式連接接合線2，從而保持電接觸。
接著，對(duì)于鋁熱焊方法，對(duì)鐵焊片基底部分10的表面涂鍍銅或者鎳的金屬膜，然后，將焊片1固定在諸如鐵軌表面上的適當(dāng)指定焊接位置，并且允許鋁熱劑材料中的熔化金屬流入，以形成凈皮焊接部分。
圖2示出在利用金屬涂層7涂鍍了金屬鐵焊片基底部分IO后，與圖3所示鋁熱焊相同的鋁熱焊例子，圖3中的界面6所示部分被放大。
當(dāng)利用本發(fā)明的焊片1進(jìn)行鋁熱焊時(shí)，鋁熱劑材料的熔化金屬4流動(dòng)，以覆蓋焊片l的部分表面，并且利用焊接熱量使其分散預(yù)涂鍍?cè)阼F焊片基底部分IO上的金屬7。然后，熔化金屬4進(jìn)入涂鍍金屬7預(yù)鐵焊片基底部分10之間的界面到達(dá)參考標(biāo)號(hào)9所示的虛線指示的位置，在此，它與焊片l熔融。因此，熔化金屬4與4^焊片基底部分10之間的界面上的被焊部分3的熔融區(qū)域增大，結(jié)果提高了焊接強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1. 一種用于鋁熱焊的焊片，其特征在于待分散到鋁熱劑的熔化金屬中的金屬至少涂鍍到接觸所述熔化金屬的鐵焊片的表面上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊片，其特征在于所述涂鍍金屬是銅或者鎳。
全文摘要
一種用于鋁熱焊的焊片，其特征在于要分散到鋁熱劑的熔化金屬中的金屬至少涂鍍到接觸該熔化金屬的鐵焊片的表面上。由于在鋁熱焊期間，熔化金屬和涂鍍金屬分散，所以它們進(jìn)入鐵焊片的表面形成固溶體，從而增大熔融面積。
文檔編號(hào)B23K23/00GK101505907SQ200780028771
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2007年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月2日
發(fā)明者和田和美, 西島英紀(jì) 申請(qǐng)人:古河電氣工業(yè)株式會(huì)社