電纜無電焊接專用焊鉗的設(shè)計(jì)

孫立明 李志尊 韓校粉 王艷 劉冬芳

摘 ?要：設(shè)計(jì)一種電纜無電焊接專用焊鉗，與焊接模具和焊藥配合使用，可在無電源氣源等能源和大型設(shè)備的條件下，對(duì)損壞的電纜進(jìn)行永久性修復(fù)連接。專用焊鉗能夠固定可拆分式的焊接模具，并將被焊接電纜與焊接模具相對(duì)固定，攜帶方便、操作簡(jiǎn)單和可靠性高。

關(guān)鍵詞：電纜;無電焊接;焊鉗;設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TM249.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）02-0083-02

Abstract： A special welding clamp for cable non-electric welding is designed， which can be used together with welding mould and welding flux. It can repair and connect the damaged cable permanently under the condition of no power source， gas source and other energy and large equipment. The special welding clamp can fix the detachable welding mould， and fix the welding cable and the welding mould relatively， which is convenient to carry， simple to operate and highly reliable.

Keywords： cable; non-electric welding; clamp; design

引言

在電力的傳輸過程中，電纜的完整性是電力輸送的先決條件，而當(dāng)電纜因各種意外情況發(fā)生斷路，尤其是在地震、火災(zāi)、重大事故等特殊情況下如何快速將其修復(fù)，并不影響電力的傳輸就顯得尤為重要。目前常用的電纜連接方法中，手工打結(jié)的連接可靠性低，其余方法都需要使用電源、氣源或大功率設(shè)備，無法滿足特殊條件下的快速修復(fù)需求。因此，設(shè)計(jì)一種專用焊鉗與焊接模具和焊藥配合使用，可滿足無外界能源條件下的電纜應(yīng)急搶修需求。

1 電纜無電焊接原理

電纜無電焊接原理是采用自蔓延高溫合成原理和傳統(tǒng)熔焊技術(shù)[1-3]，利用自蔓延高溫合成反應(yīng)的放熱和產(chǎn)生的熔融金屬，熔化并連接損斷的電纜。具體方法是將斷開的電纜固定在裝有焊藥的焊接模具中導(dǎo)線孔內(nèi)（見圖1），由專用焊鉗定位固定，在燃燒室內(nèi)引燃焊藥發(fā)生燃燒合成反應(yīng)釋放大量熱量，生成的高溫熔融金屬將閥門融化，經(jīng)導(dǎo)流孔流入到成型室中，進(jìn)而融化被焊接電纜的兩端，實(shí)現(xiàn)電纜的永久性焊連。

2 專用焊鉗設(shè)計(jì)

2.1 整體結(jié)構(gòu)

為保證電纜的焊接質(zhì)量，專用焊鉗必須將焊接模具和被焊電纜進(jìn)行定位和固定，并且整個(gè)焊接過程中焊藥燃燒產(chǎn)生大量熱量致使焊接模具溫度升高，不宜直接用手接觸，也必須使用焊鉗進(jìn)行操作。

根據(jù)電纜焊接過程的要求，設(shè)計(jì)一種專用焊鉗，在焊接前，將被焊接的電纜與模具的導(dǎo)線孔相對(duì)固定，然后把焊接模具的左右部分合緊;焊接結(jié)束后，打開焊接模具的左右部分，取出導(dǎo)線。專用焊鉗整體結(jié)構(gòu)如圖2所示，可以分為模具夾緊固定裝置和電纜夾緊固定裝置兩大部分。

2.2 模具夾緊固定裝置

模具固定裝置具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。包括定位銷、左右底板、左右連接板、左右擺桿、擺桿套和鎖緊鉤。定位銷通過螺釘固定在左右底板上，左底板有兩個(gè)定位銷，左焊接模具通過兩個(gè)定位銷與左底板定位，右底板有一個(gè)定位銷，右焊接模具通過一個(gè)定位銷與右底板定位，并可以繞定位銷進(jìn)行水平轉(zhuǎn)動(dòng)，左右底板上的三個(gè)定位銷可實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)定位，讓左右焊接模具的燃燒室及成型室靠在一起形成一個(gè)腔體，用于裝滿焊藥和滿足后期電纜焊接成型需求。左右底板的兩端分別裝有左右連接板，連接板通過螺釘將底板和擺桿連接成一個(gè)整體。兩個(gè)擺桿通過固定軸連接，形成一個(gè)簡(jiǎn)易的剪叉結(jié)構(gòu)，左右擺桿上開有鎖緊孔，用于鎖緊焊接模具。當(dāng)進(jìn)行焊接導(dǎo)線時(shí)，打開左右擺桿，將被焊接電纜放入焊接模具的導(dǎo)線孔中，利用電纜夾緊固定裝置將電纜夾緊固定，通過轉(zhuǎn)動(dòng)左右擺桿使左右焊連模具閉合，用帶有彈簧的鎖緊鉤將擺桿鎖緊，進(jìn)行焊接。焊接完畢后，摘掉鎖緊鉤，轉(zhuǎn)動(dòng)擺桿即可打開焊接模具。

2.3 電纜夾緊固定裝置

電纜夾緊固定裝置可以將被焊接電纜兩端與焊接模具相對(duì)固定，防止被焊接電纜的兩端發(fā)生錯(cuò)位移動(dòng)，影響焊接質(zhì)量。導(dǎo)線夾緊裝置的具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。推桿定位塊可以在左連接板的第一個(gè)定位槽中調(diào)整位置，并通過螺釘固定，夾緊固定軸可以在左連接板的第二個(gè)定位槽中調(diào)整位置，并通過螺釘固定。固定完畢后，推桿、移動(dòng)塊、連桿和夾緊桿構(gòu)成一個(gè)具有放大作用的六桿機(jī)構(gòu)[4]。當(dāng)推桿在推桿定位塊的滑槽內(nèi)滑動(dòng)較小距離時(shí)，帶動(dòng)移動(dòng)塊直線移動(dòng)，拉動(dòng)連桿和上、下夾緊桿轉(zhuǎn)動(dòng)，可使上、下夾緊桿繞固定軸轉(zhuǎn)過較大角度，便于夾緊塊的放松和夾緊。與夾緊桿固定的上、下夾緊塊的夾緊面為帶有圓弧形凹槽，可以用于夾緊不同規(guī)格的電纜，具有一定的通用性。

3 實(shí)際應(yīng)用效果

專用焊鉗和焊接模具及焊藥配合使用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜的永久性連接，焊接后效果如圖5所示，經(jīng)過測(cè)試，接頭處的力學(xué)性能高于原電纜的力學(xué)性能，導(dǎo)電性能和載流能力與被焊電纜相當(dāng)，優(yōu)于錫焊和手工打結(jié)兩種方法，滿足應(yīng)急搶修需要。該焊鉗不僅可以焊接單一規(guī)格的電纜，還可以適用一定范圍內(nèi)的多種規(guī)格電纜，如需要焊接其他規(guī)格的電纜，只需要更換不同規(guī)格的夾緊塊即可。

4 結(jié)束語

電纜無電專用焊鉗適用于無外界電源、氣源等設(shè)備的條件下，快速完成對(duì)電纜的永久連接，例如在野外修復(fù)受損壞的電力電纜，或在地震、火災(zāi)發(fā)生后，修復(fù)受損壞的輸電線路等特殊情況下的電纜連接所使用，操作簡(jiǎn)單，攜帶方便，具有較大的市場(chǎng)推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄒家生.材料連接原理與工藝[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005.

[2]李卓然，馮吉才，曹健.自蔓延高溫合成連接技術(shù)研究進(jìn)展[J].宇航材料工藝，2004（3）：51-53.

[3]張喜澤，宗曦華.高溫超導(dǎo)電纜導(dǎo)體焊接工藝研究[J].電線電纜， 2010（2）：17-18.

[4]彭文生，李志明，黃花梁.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2002.