權(quán)利要求

1.一種高強(qiáng)度耐腐蝕銅鋁焊接工藝，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：在常溫下，通過超音速氣流將鋁合金顆粒噴涂到銅鎳硅合金工件表面，并形成鋁制復(fù)合層，所述鋁合金顆粒的粒徑為10-14μm;

步驟2：采用分子擴(kuò)散焊工藝將所述鋁制復(fù)合層與所述銅鎳硅合金工件進(jìn)行焊接，焊接溫度為500℃-600℃，焊接壓力為30～50MP;

步驟3：對所述鋁制復(fù)合層進(jìn)行頂鍛，頂鍛力度為100-400T、且頂鍛時溫度保持在500℃-600℃。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度耐腐蝕銅鋁焊接工藝，其特征在于：在步驟1中，所述鋁制復(fù)合層的噴涂厚度為8-10mm，且通過步驟3中的頂鍛，將所述鋁制復(fù)合層的厚度壓縮至6-8mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度耐腐蝕銅鋁焊接工藝，其特征在于：所述銅鎳硅合金工件含有銅：90～95質(zhì)量%、鎳：2～5質(zhì)量%、硅：1～2.5質(zhì)量%;

所述鋁合金顆粒含有鋁：余量、硅：0.30～0.4質(zhì)量%、銅：0.15%～1.20質(zhì)量%、鎂：0.25～0.4質(zhì)量%、鋅：≤0.10質(zhì)量%、錳：≤0.10質(zhì)量%、鈦：≤0.10質(zhì)量%、鉻：≤0.10質(zhì)量%、鐵：0.000～0.350質(zhì)量%。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)度耐腐蝕銅鋁焊接工藝，其特征在于：所述銅鎳硅合金工件含有銅：93.5質(zhì)量%、鎳：4.5質(zhì)量%、硅：2質(zhì)量%;

所述鋁合金顆粒含有鋁：余量、硅：0.35質(zhì)量%、銅：1質(zhì)量%、鎂：0.3質(zhì)量%、鋅：0.10質(zhì)量%、錳：0.10質(zhì)量%、鈦：0.10質(zhì)量%、鉻：0.10質(zhì)量%、鐵：0.250質(zhì)量%。

5.一種銅鋁并溝線夾，包括相對設(shè)置的夾臂(1)及連接于所述夾臂(1)中部的螺栓組件(2)，所述夾臂(1)一端設(shè)有銅導(dǎo)線夾線槽(3)、另一端設(shè)有鋁導(dǎo)線夾線槽(4)，其特征在于：所述鋁導(dǎo)線夾線槽(4)表面設(shè)有鋁制復(fù)合層(5)，所述夾臂(1)由銅鎳硅合金材料制成，所述鋁制復(fù)合層(5)由鋁合金材料制成，且所述鋁制復(fù)合層(5)與所述夾臂(1)之間采用權(quán)利要求1-4任一項所述的高強(qiáng)度耐腐蝕銅鋁焊接工藝生產(chǎn)完成。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的銅鋁并溝線夾，其特征在于：所述銅導(dǎo)線夾線槽(3)為方形結(jié)構(gòu)，所述鋁導(dǎo)線夾線槽(4)為圓弧形結(jié)構(gòu)，且所述鋁導(dǎo)線夾線槽(4)的鋁制復(fù)合層(5)和所述銅導(dǎo)線夾線槽(3)的表面均設(shè)有防滑鋸齒(6)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的銅鋁并溝線夾，其特征在于：所述螺栓組件(2)包括螺栓(18)及依次設(shè)在所述螺栓(18)上的平墊(19)、簧墊(20)和螺母(21),所述螺母(21)后端一體成型有環(huán)形密封部(17)，所述環(huán)形密封部(17)內(nèi)設(shè)有密封圈(15)。

8.一種生產(chǎn)設(shè)備，用于生產(chǎn)權(quán)利要求5-7任一項所述的銅鋁并溝線夾,包括沖床(7)，所述沖床(7)上設(shè)有沖壓滑塊(8)和位于所述沖壓滑塊(8)下方的沖壓臺(9)，其特征在于：所述沖壓滑塊(8)上設(shè)有頂鍛桿(10)，所述沖壓臺(9)上設(shè)有模板(11)，所述模板(11)上設(shè)有夾臂治具(12)，所述頂鍛桿(10)頂部設(shè)有與所述鋁導(dǎo)線夾線槽(4)相適應(yīng)的弧形面(13)，所述夾臂治具(12)內(nèi)設(shè)有與所述夾臂(1)相適應(yīng)的凹槽(14)、且所述凹槽(14)的側(cè)壁阻隔于所述鋁導(dǎo)線夾線槽(4)的兩端。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于：所述頂鍛桿(10)的弧形面(13)前端設(shè)有沖壓鋸齒(16)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于：所述凹槽(14)由上凹槽(141)和下凹槽(142)組成、且所述上凹槽(141)寬于所述下凹槽(142)1-3mm。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本發(fā)明屬電氣設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種電力并溝線夾。

背景技術(shù)

[0002]電力并溝線夾是一種用于電力領(lǐng)域的金具，主要用于連接兩根平行導(dǎo)線，以傳遞電力。其結(jié)構(gòu)包括：夾臂及連接于夾臂中部的螺栓組件，夾臂兩端設(shè)有夾線槽。隨著銅鋁過渡連接的需求,銅鋁并溝線夾也孕育而生。傳統(tǒng)銅鋁并溝線夾的夾臂通常由一半銅和一半鋁焊接(通常采用摩擦焊、閃光焊、釬焊為主)而成，銅端與銅導(dǎo)線連接，鋁端與鋁導(dǎo)線連接，以達(dá)到銅鋁過渡的目的。其存在的缺點是：強(qiáng)度和耐腐蝕性較差，焊接處容易斷裂或被腐蝕。針對上述問題，最理想的解決辦法是：采用高強(qiáng)度耐腐蝕的銅合金材料制成夾臂，然后在夾臂的其中夾線槽內(nèi)設(shè)置高強(qiáng)度耐腐蝕的鋁合金材料制成鋁層，用于與鋁導(dǎo)線連接。但存在的難點是：采用傳統(tǒng)的焊接工藝，很難完成對高強(qiáng)度耐腐蝕的銅合金材料和鋁合金材料之間以及圓弧形夾線槽內(nèi)的焊接，即使免強(qiáng)完成焊接，鋁層也很容易脫落。

[0003]另外：申請人通過檢索發(fā)現(xiàn):授權(quán)公告號為“CN202957350U”、名稱為“鋁基熱軋復(fù)銅過渡并溝線夾”的中發(fā)明專利，其采用熱軋工藝將薄銅片連接于鋁制夾線的夾線槽內(nèi)。該工藝申請人曾經(jīng)也做過實驗，發(fā)現(xiàn)熱軋并不能解決鋁和銅兩種不同金屬之間的電化腐蝕和接觸不良問題，尤其是針對較厚鋁層(大于6mm)和高強(qiáng)度耐腐蝕的銅鋁合金兩種材料之間的熱軋，尤為困難。

發(fā)明內(nèi)容

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高強(qiáng)度耐腐蝕銅鋁焊接工藝、銅鋁并溝線夾及生產(chǎn)設(shè)備。

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案，包括以下步驟：

步驟1：在常溫下，通過超音速氣流將鋁合金顆粒噴涂到銅鎳硅合金工件表面，并形成鋁制復(fù)合層，所述鋁合金顆粒的粒徑為10-14μm;

步驟2：采用分子擴(kuò)散焊工藝將所述鋁制復(fù)合層與所述銅鎳硅合金工件進(jìn)行焊接，焊接溫度為500℃-600℃，焊接壓力為30～50MP;

步驟3：對所述鋁制復(fù)合層進(jìn)行頂鍛，頂鍛力度為100-400T、且頂鍛時溫度保持在500℃-600℃。

[0006]所述的高強(qiáng)度耐腐蝕銅鋁焊接工藝，其特征在于：在步驟1中，所述鋁制復(fù)合層的噴涂厚度為8-10mm，且通過步驟3中的頂鍛，將所述鋁制復(fù)合層的厚度壓縮至6-8mm。

[0007]所述的高強(qiáng)度耐腐蝕銅鋁焊接工藝，其特征在于：所述銅鎳硅合金工件含有銅：90～95質(zhì)量%、鎳：2～5質(zhì)量%、硅：1～2.5質(zhì)量%;

所述鋁合金顆粒含有鋁：余量、硅：0.30～0.4質(zhì)量%、銅：0.15%～1.20質(zhì)量%、鎂：0.25～0.4質(zhì)量%、鋅：≤0.10質(zhì)量%、錳：≤0.10質(zhì)量%、鈦：≤0.10質(zhì)量%、鉻：≤0.10質(zhì)量%、鐵：0.000～0.350質(zhì)量%。

[0008]所述的高強(qiáng)度耐腐蝕銅鋁焊接工藝，其特征在于：所述銅鎳硅合金工件含有銅：93.5質(zhì)量%、鎳：4.5質(zhì)量%、硅：2質(zhì)量%;

所述鋁合金顆粒含有鋁：余量、硅：0.35質(zhì)量%、銅：1質(zhì)量%、鎂：0.3質(zhì)量%、鋅：0.10質(zhì)量%、錳：0.10質(zhì)量%、鈦：0.10質(zhì)量%、鉻：0.10質(zhì)量%、鐵：0.250質(zhì)量%。

[0009]一種銅鋁并溝線夾，包括相對設(shè)置的夾臂及連接于所述夾臂中部的螺栓組件，所述夾臂一端設(shè)有銅導(dǎo)線夾線槽、另一端設(shè)有鋁導(dǎo)線夾線槽，其特征在于：所述鋁導(dǎo)線夾線槽表面設(shè)有鋁制復(fù)合層，所述夾臂由銅鎳硅合金材料制成，所述鋁制復(fù)合層由鋁合金材料制成，且所述鋁制復(fù)合層與所述夾臂之間采用上述任一項所述的高強(qiáng)度耐腐蝕銅鋁焊接工藝生產(chǎn)完成。

[0010]所述的銅鋁并溝線夾，其特征在于：所述銅導(dǎo)線夾線槽為方形結(jié)構(gòu)，所述鋁導(dǎo)線夾線槽為圓弧形結(jié)構(gòu)，且所述鋁導(dǎo)線夾線槽的鋁制復(fù)合層和所述銅導(dǎo)線夾線槽的表面均設(shè)有防滑鋸齒。

[0011]所述的銅鋁并溝線夾，其特征在于：所述螺栓組件包括螺栓及依次設(shè)在所述螺栓上的平墊、簧墊和螺母,所述螺母后端一體成型有環(huán)形密封部，所述環(huán)形密封部內(nèi)設(shè)有密封圈。

[0012]一種生產(chǎn)設(shè)備，用于生產(chǎn)上述任一項所述的銅鋁并溝線夾,包括沖床，所述沖床上設(shè)有沖壓滑塊和位于所述沖壓滑塊下方的沖壓臺，其特征在于：所述沖壓滑塊上設(shè)有頂鍛桿，所述沖壓臺上設(shè)有模板，所述模板上設(shè)有夾臂治具，所述頂鍛桿頂部設(shè)有與所述鋁導(dǎo)線夾線槽相適應(yīng)的弧形面，所述夾臂治具內(nèi)設(shè)有與所述夾臂相適應(yīng)的凹槽、且所述凹槽的側(cè)壁阻隔于所述鋁導(dǎo)線夾線槽的兩端。

[0013]所述的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于：所述頂鍛桿的弧形面前端設(shè)有沖壓鋸齒。

[0014]所述的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于：所述凹槽由上凹槽和下凹槽組成、且所述上凹槽寬于所述下凹槽1-3mm。

[0015]本發(fā)明的高強(qiáng)度耐腐蝕銅鋁焊接工藝、銅鋁并溝線夾及生產(chǎn)設(shè)備優(yōu)點如下：1、能實現(xiàn)將高強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金材料焊接至高強(qiáng)度耐腐蝕夾臂的夾線槽內(nèi)，且界面結(jié)合度高，鋁層不易脫落;2、不易電化腐蝕、且導(dǎo)電率高;3、電力并溝線夾整體高強(qiáng)度耐腐蝕性好，強(qiáng)度是傳統(tǒng)并溝線夾的5-10倍。

[0016]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

附圖說明

[0017]圖1是本發(fā)明銅鋁并溝線夾的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2是本發(fā)明夾臂的正面視圖和側(cè)面視圖;

圖3是本發(fā)明螺母的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4是本發(fā)明生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5是本發(fā)明頂鍛桿和治具的縱向剖視圖;

圖6是本發(fā)明治具的橫向剖視圖;

圖7是本發(fā)明頂鍛桿的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

實施例1:

[0018]本發(fā)明的高強(qiáng)度耐腐蝕銅鋁焊接工藝，包括以下步驟：

步驟1：在常溫下，通過超音速氣流將鋁合金顆粒噴涂到銅鎳硅合金工件的表面，使顆粒發(fā)生強(qiáng)烈的塑性變形并沉積形成涂層，即形成鋁制復(fù)合層，所述鋁合金顆粒的粒徑為10-14μm。

[0019]步驟2：采用分子擴(kuò)散焊工藝(通過在一定的溫度和壓力下，使金屬物體在高溫下接觸面之間的分子擴(kuò)散后形成接合)將所述鋁制復(fù)合層與所述銅鎳硅合金工件進(jìn)行焊接，焊接溫度為500℃-600℃，理想為550℃，焊接時的壓力理想為30～50MP。以達(dá)到最佳的焊接效果。

[0020]步驟3：對所述鋁制復(fù)合層進(jìn)行頂鍛，頂鍛力度為100-400T，理想為300T，且頂鍛時溫度保持在500℃-600℃，理想為550℃。通過頂鍛工藝，可對所述鋁制復(fù)合層進(jìn)行壓縮，以進(jìn)一步提高所述鋁制復(fù)合層的密度和強(qiáng)度，同時使焊接界面結(jié)合度更高，進(jìn)而使鋁制復(fù)合層更加不易脫落。

[0021]優(yōu)選的，在步驟1中，所述鋁制復(fù)合層的噴涂厚度為8-10mm，理想為9mm，且通過步驟4中的頂鍛，將所述鋁制復(fù)合層的厚度壓縮至7mm。以達(dá)到最佳的強(qiáng)度和界面結(jié)合度。

[0022]優(yōu)選的，所述銅鎳硅合金工件含有銅：90～95質(zhì)量%、鎳：2～5質(zhì)量%、硅：1～2.5質(zhì)量%。所述鋁合金顆粒含有鋁：余量、硅：0.30～0.4質(zhì)量%、銅：0.15%～1.20質(zhì)量%、鎂：0.25～0.4質(zhì)量%、鋅：≤0.10質(zhì)量%、錳：≤0.10質(zhì)量%、鈦：≤0.10質(zhì)量%、鉻：≤0.10質(zhì)量%、鐵：0.000～0.350質(zhì)量%。最佳的：所述銅鎳硅合金工件含有銅：93.5質(zhì)量%、鎳：4.5質(zhì)量%、硅：2質(zhì)量%;所述鋁合金顆粒含有鋁：余量、硅：0.35質(zhì)量%、銅：1質(zhì)量%、鎂：0.3質(zhì)量%、鋅：0.10質(zhì)量%、錳：0.10質(zhì)量%、鈦：0.10質(zhì)量%、鉻：0.10質(zhì)量%、鐵：0.250質(zhì)量%。采用上述配方的銅鎳硅合金和鋁合金能較好的適用于本發(fā)明的生產(chǎn)工藝，使得生產(chǎn)出來的工件不但高強(qiáng)度耐腐蝕，且界面結(jié)合度高，鋁層不易脫落。其中，銅鎳硅合金制成的工件具有如下優(yōu)點：

1、高強(qiáng)度和硬度，硬度可達(dá)到130-140HB;

2、良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，繼承了銅的優(yōu)異導(dǎo)電性能，同時鎳和硅的加入提高了材料的強(qiáng)度和耐腐蝕性，導(dǎo)電率為純銅的90～95%。

[0023]鋁制復(fù)合層具有如下優(yōu)點：

1、具有較高的沖擊韌性，對缺口不敏感，適合進(jìn)行熱處理強(qiáng)化;

2、具有極好的熱塑性，可以高速鍛造成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鍛件;

3、焊接性能和耐蝕性優(yōu)良，無應(yīng)力腐蝕開裂現(xiàn)象。

實施例2:

[0024]如圖1-圖3所示，本發(fā)明的銅鋁并溝線夾，包括相對設(shè)置的夾臂1及連接于所述夾臂1中部的螺栓組件2，所述夾臂1一端設(shè)有銅導(dǎo)線夾線槽3，所述夾臂1另一端設(shè)有鋁導(dǎo)線夾線槽4。所述鋁導(dǎo)線夾線槽4表面設(shè)有鋁制復(fù)合層5，所述夾臂1由銅鎳硅合金材料制成，所述鋁制復(fù)合層5由鋁合金材料制成，且所述鋁制復(fù)合層5與所述夾臂1之間采用實施例1所述的高強(qiáng)度耐腐蝕銅鋁焊接工藝生產(chǎn)完成。銅鎳硅合金材料、鋁合金材料的配方也與實施例1的相同。

[0025]優(yōu)選的，所述銅導(dǎo)線夾線槽3為方形結(jié)構(gòu)，所述鋁導(dǎo)線夾線槽4為圓弧形結(jié)構(gòu)。且所述鋁導(dǎo)線夾線槽4的鋁制復(fù)合層5和所述銅導(dǎo)線夾線槽3的表面均設(shè)有防滑鋸齒6。在應(yīng)用時：需要將銅導(dǎo)線的端部加工成與所述銅導(dǎo)線夾線槽3相適應(yīng)的方形結(jié)構(gòu)。由于銅導(dǎo)線材質(zhì)較為堅硬、且表面光滑，采用傳統(tǒng)的圓形夾線槽與圓形銅導(dǎo)線連接，當(dāng)導(dǎo)線在晃動時，容易出現(xiàn)二者相對轉(zhuǎn)動等的松動現(xiàn)象。而采用方形口連接，并結(jié)合所述防滑鋸齒6后，可杜絕該現(xiàn)象。

[0026]優(yōu)選的，所述螺栓組件2包括螺栓18及依次設(shè)在所述螺栓18上的平墊19、簧墊20和螺母21,所述螺母21后端一體成型有環(huán)形密封部17，所述環(huán)形密封部17內(nèi)設(shè)有密封圈15。當(dāng)所述夾臂1通過所述螺栓組件2緊固后，所述環(huán)形密封部17內(nèi)的密封圈15密封于螺紋間隙，防止雨水滲入，造成腐蝕。

實施例3:

[0027]參照圖4-圖7所示，本發(fā)明的一種生產(chǎn)設(shè)備，用于生產(chǎn)實施例2所述銅鋁并溝線夾,包括沖床7，所述沖床7上設(shè)有沖壓滑塊8和位于所述沖壓滑塊8下方的沖壓臺9。所述沖壓滑塊8上設(shè)有頂鍛桿10，所述沖壓臺9上設(shè)有模板11，所述模板11上設(shè)有夾臂治具12，所述頂鍛桿10頂部設(shè)有與所述鋁導(dǎo)線夾線槽4相適應(yīng)的弧形面13。所述夾臂治具12內(nèi)設(shè)有與所述夾臂1相適應(yīng)的凹槽14，且所述凹槽14的側(cè)壁阻隔(包裹)于所述鋁導(dǎo)線夾線槽4的兩端，使得通過超音速氣流將所述鋁合金顆粒噴涂到所述鋁導(dǎo)線夾線槽4表面時，顆粒不會飛濺到外面，更易于涂層的沉積，且在頂鍛時，可對兩端被擠壓出來的鋁材進(jìn)行阻隔，從而能更好對鋁制復(fù)合層進(jìn)行壓縮。

[0028]優(yōu)選的，所述頂鍛桿10的弧形面13前端設(shè)有沖壓鋸齒16。使得在頂鍛的同時，能加工出防滑鋸齒，省略了后續(xù)的車床加工，加工效率更高。

[0029]優(yōu)選的，所述凹槽14由上凹槽141和下凹槽142組成,且所述上凹槽141比所述下凹槽142寬1-3mm。由于通過冷噴后形成的鋁層兩端可能存在不平整現(xiàn)象，通過設(shè)置加寬的所述上凹槽141，使得冷噴完成的鋁制復(fù)合層兩端寬于所述夾臂1，進(jìn)而可進(jìn)行銑削加工，以確保平整。

[0030]如上所述，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施案例揭示如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的結(jié)構(gòu)及技術(shù)內(nèi)容做出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施案例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施案例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案范圍。

說明書附圖(7)