【摘 要】為保障電力系統(tǒng)安全運行、減少故障發(fā)生，針對電纜導(dǎo)體接頭焊接技術(shù)攻關(guān)有著重要的意義。導(dǎo)體焊接是大長度海底電纜接頭制作的首道關(guān)鍵工序，而電纜導(dǎo)體接頭的制作需要豐富實踐經(jīng)驗和操作技能，接頭的質(zhì)量情況直接關(guān)系到海纜的使用壽命和整個輸電系統(tǒng)的運行。通過對導(dǎo)體焊接架結(jié)構(gòu)設(shè)計，選用不同焊接材料焊接和方法，多次進(jìn)行導(dǎo)體拉力試驗，分析試驗結(jié)果，從而選擇最佳焊接工藝。為電纜導(dǎo)體接頭技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)，同時也解決了海底電纜接頭的首要難題。

【關(guān)鍵詞】導(dǎo)體接頭焊接；拉力測試；分析結(jié)果；最佳工藝

0.前言

電纜導(dǎo)體焊接接頭是大長度海底電纜的首道關(guān)鍵技術(shù)，導(dǎo)體接頭焊接質(zhì)量關(guān)系到整個海纜項目工程。若導(dǎo)體拉斷力達(dá)不到，在安裝施工或打撈過程中海纜拉斷將會影響整個電力的輸送，造成國家重大的經(jīng)濟損失。通過對導(dǎo)體焊接架設(shè)計，操作焊接時控制焊接處不同的溫度，選用不同的焊接材料進(jìn)行多次焊接試驗和導(dǎo)體拉斷力的測試，然后分析、改進(jìn)工藝，最終選擇最佳導(dǎo)體焊接工藝，從而解決大長度海纜導(dǎo)體焊接的首要難題。

1.導(dǎo)體焊接架的設(shè)計

導(dǎo)體焊接架的結(jié)構(gòu)設(shè)計和大多廠家各有差異，使用材料各不相同，其功能都一樣，支撐電纜固定導(dǎo)體焊接?；瑒又ёㄟ^絲桿來調(diào)節(jié)導(dǎo)體焊接的距離，固定支座和滑動支座分別安裝有兩個緊壓模具，用來固定焊接導(dǎo)體，避免焊接時導(dǎo)體松散。模具上有冷卻循環(huán)系統(tǒng)，防止導(dǎo)體焊接時溫度過高造成絕緣、內(nèi)屏軟化而變形。焊接架底端分別由兩個定向滑動輪和兩個帶剎車的萬向滑動輪支撐，且方便導(dǎo)體焊接架的移動和固定。

2.電纜導(dǎo)體焊接方法

通常導(dǎo)體焊接分為整體焊接法和錯位分層焊接法。

2.1 整體焊接法

導(dǎo)體整體切斷，形成同一平面，然后兩導(dǎo)體相對中間留一點間隙，通過乙炔和氧氣的混合氣體燃燒加熱導(dǎo)體，至斷面熔化的同時也熔化銀釬焊條達(dá)到整體連接，冷卻后用磨光機打磨平整、清除表面毛刺和鐵屑。

（1）整體焊接缺點：a.焊接處斷面不易焊透，易出現(xiàn)夾渣，影響焊接的拉斷力，形成虛焊現(xiàn)象；b.截面越大，導(dǎo)體外徑越大，導(dǎo)體端面焊接越不容易焊接；c、焊接處在同一截面容易形成外徑偏大，鼓包等現(xiàn)象。

（2）整體焊接的優(yōu)點：a.焊接速度快，節(jié)省焊接時間，縮短搶修工程；b.比較適合小截面導(dǎo)體；c.中高壓電纜絕緣線芯三層共擠時不停機生產(chǎn)導(dǎo)體焊接，減少和降低人工、水電等材料的浪費，提高生產(chǎn)效率。

2.2錯位分層焊接法

以90根800mm2導(dǎo)體焊接為例，結(jié)構(gòu)為1+6+12+18+24+29，可分為6層，外徑近似34mm。操作步驟如下：a.首先將需焊接的纜芯A與纜芯B分別固定在操作臺的兩個夾具上把纜芯端部切割整齊；b.在纜芯A上從端部向內(nèi)量取180mm，在量取的位置處用銅絲扎緊，然后將第六層單絲用手順著節(jié)距一根根向上折起；c.在纜芯A的第五層從端部向內(nèi)量取20mm，在該處將該層單絲切斷，切斷后從切斷點向內(nèi)150mm，在量取處用銅絲扎緊，同樣用手順著節(jié)距將第五層一根根向上折起；d.在纜芯A的第四層從端部向內(nèi)量取20mm，切斷后從切斷點向內(nèi)120mm，在量取處用銅絲扎緊，同樣用手順著節(jié)距將第四層一根根向上折起；按照同樣的方法逐層恢復(fù)填充焊接，焊牢后用磨光機進(jìn)行修磨平整。

2.2.1錯位分層焊接的優(yōu)點

（1）分層焊接導(dǎo)體抗拉強度大，受力分布均勻，彎曲性能好。

（2）導(dǎo)體每層焊接恢復(fù)操作方便，且易焊透每一根銅絲，確保導(dǎo)體焊接抗拉力。

（3）錯位分層焊接避免造成焊接處溫度過高而造成導(dǎo)體退火軟化，降低導(dǎo)體的拉斷力。

（4）錯位分層焊接避免造成導(dǎo)體外徑過大。

2.2.2分層錯位焊接法的缺點

（1）線芯每層折起后需用銅絲扎緊，否則容易松散。

（2）每一層焊接恢復(fù)后必須用拋光機打磨以及清除導(dǎo)體縫隙里的銅削或雜質(zhì)。

（3）每層折起銅絲的尺寸量取務(wù)必準(zhǔn)確，否則不但無法對接，還要重新截取焊接。

從兩種焊接方法的優(yōu)缺點比較來看，小規(guī)格導(dǎo)體截面比較適合于整體焊接，而大截面導(dǎo)體的焊接選擇錯位分層焊接法比較適用。

3.導(dǎo)體焊接拉力試驗分析

錯位分層焊接的關(guān)鍵點在于導(dǎo)體焊接的熔融溫度控制和銀釬焊條材料的選擇，焊接熔融溫度的控制主要取決于焊工師傅的熟練程度和經(jīng)驗，而銀釬焊條中銀含量的百分比不同，在同等條件下焊接導(dǎo)體的拉斷力也不相同見表1。

影響焊接導(dǎo)體拉斷力與銀焊條的百分含量有關(guān)，銀的含量越高，導(dǎo)體焊接后的拉斷力越大，導(dǎo)電性能越好。但從經(jīng)濟的角度考慮，銀含量高的價格越貴，銀含量為15%的銀釬焊條焊接導(dǎo)體拉斷力明顯增加，且符合標(biāo)準(zhǔn)要求，比較經(jīng)濟實惠，因此選擇15%的銀釬焊條作為導(dǎo)體的焊接材料比較經(jīng)濟和適用。

影響導(dǎo)體拉斷力有下列因素。

（1）焊接師傅熟練程度和經(jīng)驗。

（2）氧氣和乙炔焊接時火焰比例，導(dǎo)體焊接處溫度的控制。溫度過高易使導(dǎo)體嚴(yán)重退火，銅絲軟化從而降低導(dǎo)體的抗拉強度，溫度過低易導(dǎo)致未熔接、未焊透、夾渣等現(xiàn)象。

（3）選用百分比不同的銀釬焊條。

（4）導(dǎo)體焊接每層單絲節(jié)距配合必須一致，不能有錯絲或調(diào)股現(xiàn)象。

（5）導(dǎo)體每層焊接用拋光機打磨，避免出現(xiàn)鼓包造成外徑增大，影響導(dǎo)體的拉斷力。

（6）焊接出現(xiàn)裂紋、氣孔、未熔合、夾鎢、夾珠等現(xiàn)象。

4.結(jié)論

通過對導(dǎo)體焊接架設(shè)備研制和導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，選擇一種焊接方法，采用不同焊接材料進(jìn)行導(dǎo)體焊接和拉力試驗，分析焊接效果得到以下結(jié)論：

（1）導(dǎo)體焊接架設(shè)計是導(dǎo)體接頭焊接的重要設(shè)備之一，用以支撐和固定導(dǎo)體兩端，確保導(dǎo)體焊接的穩(wěn)固性。

（2）選擇合理的焊接方法、材料，結(jié)合焊工熟練的焊接技能，多次焊接測試?yán)瓟嗔筮M(jìn)行對比分析原因。有利于提高和改善導(dǎo)體接頭焊接的拉斷力。

（3）電纜導(dǎo)體焊接方法選擇十分重要，根據(jù)導(dǎo)體規(guī)格選擇合適的焊接方法。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]鄧洪軍.焊接結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)機械工業(yè)出版社，2013.1.

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