放热焊接基本原理|阿古斯电气-I89-573I-33OI
◇ 工艺简介
放热焊接，亦被称为铝热焊接、cadwelding及thermit焊接，其独特之处在于利用化学反应释放的热量来熔接金属零件。这一工艺中，金属氧化物与还原剂（如氧化铁与铝粉）在反应过程中产生大量热量，温度可高达2400°C。尽管氧气焊接（OFW）也属于“放热”工艺范畴，因其利用氧气与乙炔等气态燃料的反应产生热量，但通常不被归类为真正的放热焊接，因为焊接金属并非反应的一部分。
放热焊接在偏远地区或无法接入电力的现场应用中具有显著优势。与需要重型发动机驱动的焊接电源不同，放热焊接设备轻便且无需通断开关，一旦点燃，反应将持续进行直至所有反应物耗尽，转化为金属（如铁、钢或铜）和氧化铝等副产物。此外，该工艺在水下焊接中尤为适用，因其反应不受水浸影响，前提是焊接粉末混合物在开始时保持干燥以促进点火并预防气体问题。
◇ 与氧气焊接的区别
尽管氧气焊接同样是放热工艺，但氧气焊接中金属不参与反应，程序不同，因此不等同于放热焊接。二者虽然都通过放热反应进行焊接，但放热焊接中金属成为了反应物之一，而氧气焊接通常仅利用氧气和乙炔的燃烧反应来产生热量。
◇ 应用场景
放热焊接可在无法使用电力的现场及水下应用，因其不需外接电源，可在各种环境中进行。这种特性使得放热焊接特别适合在偏远、潮湿或水下环境中操作。
放热焊接设备及材料
◇ 焊接套件组成
放热焊接套件包含模具、耐火密封剂、还原金属粉末、金属氧化物、预热割炬等必要组件。与电弧焊中使用的焊枪和电源设置不同，这些设备专为放热焊接设计，确保了工艺的高效与安全。
◇ 模具的设计与使用
在放热焊接中，模具是套件中的关键组件，它分为两部分：上坩埚或浇口状腔，用于加载粉末和引发反应；下部则紧密贴合在待连接的工件周围。在放热钢焊接中，氧化铝、硅砂、陶瓷或其他氧化物耐火材料被用作模具材料。对于铜导体和母线的放热焊接，石墨模具则显得更为适用。值得注意的是，某些放热焊接模具属于消耗性，但一些制造商如Specialty High Temperature Materials Inc.提供可重复使用的石墨模具，经过适当清洗后，甚至可以重复使用多达50次。模具通常根据待焊接零件的尺寸或横截面预先设定孔洞尺寸。在焊接过程中，确保零件与模具之间的间隙最小是至关重要的，因为这直接影响到焊接的质量。
◇ 点火源的选择
点火器或点火源是引发化学反应的关键。它需要产生高达1200°C的温度才能启动反应。常见的点火源包括可燃的起始粉末、火花、镁火或热丝。其中，起始粉末通常包含过氧化物、氯酸盐、铬酸盐或其他氧化剂，以确保高效且安全的点火。点火源的选择和准备是实现成功焊接的关键。
