供一种先进的高强焊接笔和切割笔技术转让

该产品是俄罗斯运用航天和军工技术研制的焊接和切割金属(钢、不锈钢、铜和铸铁)的先进工具，是世界上在此领域里独一无二的高科技产品。该产品的技术为自行滋生和传播高温的化学合成技术，即CBC *枝术。它不需要任何设备和附加工具，以及电力或气体（如氧，乙炔，氢等）作为高温能源。只需要普通太陽镜和手套作为保护工具，以及火柴或打火机，甚至烟头作为焊接（切割）工作的火源。它可以随身携带，在任何需要的地方（如高空、浅水和难以到迏的地方）和任何天气条件（如大雨、大雪）下，高效快捷地完成使用电和气体的传统焊接（切割）设备不可能完成的工作。它作为传统设备不可替代的补充手段，具有广泛和独特使用的极大价值。

1、产品特点
（1）完全不使用电源或气体（氧、乙炔 …）以及其他附属设备。与传统的电焊、气焊及切割的技术和装备截然不同。该产品使用时只需要火柴、打火机或烟头点燃，即可在10~25秒钟里焊接或切割金属。
（2）重量轻、体积小、携用方便。焊接笔有不同规格，长度为100~160 mm，直径11~16 mm，重量35~75克/支。切割笔长度160 mm，直径16 mm，重量80克/支。使用时可根据焊接金属的种类，厚度和焊缝长度选择相应规格的焊接笔。
（3）不为易爆品，仅是轻度危险的三级易燃品。生产制造和使用时不存在污染环境和伤害操作人员健康的问题。
（4）可在大雨大雪或湿度很大等恶劣条件下使用，甚至能在浅水里进行焊接和切割。这是一般焊接设备无法比拟的。
（5）排渣性能好，焊缝光泽平滑，并具有高强度和抗腐蚀性能。
（6）制造工艺技术简单，投资少。不需要任何专用设备，以及防护和场地条件。
2、应用领域
（1）特别适用于野外条件下和难以到达的地方进行安装和修理工作；
（2）反恐、消防、救援和紧急条件下的抢险，紧急救护和破拆工作；
（3）船舶、铁路和汽车等运输工具的修理及事故的紧急处理：
（4）上下水、暖气、通风及其他工程管网的修理和抢修工作；
（5）电网和电力输送设备的导线焊接，变电设备和接地线的焊接；
（6）矿井、石油天然气等井架和高架电网上的高空焊接和切割作业；
（7）石油天然气管道抗电化学腐蚀的阴极接地线和铁路轨缝连接导线及接触网的焊接；
（8）嵌补青铜制品和铸件上的砂眼、裂缝和瑕疵；
（9）农机具的田间修理；
（10）战地条件下军械装备的应急修理；
（11）特殊零部件的快速铸造成型；
（12）家庭必备的修理工具。
3、规格品种
（1）焊接笔
焊接笔的主要成分是助熔剂，补充大量热能的添加剂和焊接不同金属的相应的熔焊材料。焊接笔根椐焊接金属的种类、厚度和焊缝长度制造有相应的规格品种。如表 1：
表 1
规格牌号  焊接金属种类   熔焊材料    焊接金属厚度（mm)焊缝长度（mm）   焊接时间（秒）燃烧温度（℃） 物理参数
                                                                                      长度（mm）   直径（mm）                                     重量（克/支）

1150      铜（黄铜、青铜）钢 铜铁合金                    2～4 80~100 14~20                                           不低于2100 100 15 50

1100                                                                                  1～2.5 80~100 14~20                                                 100 11 30

1115                                                                                 1～2.5 100~150 20~25                                                150 11 35

1156                                                                           直径2～6mm铜棒 100~150  20~25                                160 15 75

2150    钢、不锈钢以及它们与铜焊接 铜镍（铬）合金 2~4 80~100 14~20                                   不低于3000 100 15 50

2110                                                                                   1~2.5 80~100 14~20                                                 100 11 30

2115                                                                                   1.2~2.5 100~150 20~25                                             150 11 35

2156                                                                                    2~6 100~150 20~25                                                  160 15 75

3115        铁、铸铁、钢 铁合金                                    0.8~1.7 100~150 20~25                                   不低于2800 150 11 35

3156                                                                                    1.8~3.0 100~150 20~25                                            160 15 65

注：焊缝过长时，可连续使用多支焊接笔作业

（2）切割笔
切割笔的规格牌号为5156，可切割最大直径为20～22 mm的钢筋和钢杆，以及最大厚度为10 mm的钢板。若切割的金属较大时，可连续使用多支切割笔作业。每支切割笔的长度为160 mm，直径为16 mm，重量为80克，切割时间为12~15秒。
另外，可根据用户要求制造各类特殊和专用的焊接笔，现已有焊接多芯电缆，焊接厚度20 mm的钢板和将铜电缆焊接到直径30~40深埋接地的黄铜棒，以及将截面8~50 mm的铜棒或钢杆焊接在厚度3.5~40 mm的钢板或管道上的焊接笔。
4、使用说明
(1) ，焊接笔按下列步骤操作使用（如图 3）：
·清理拟焊接部位的脏物、油漆或油脂。但锈迹不会影响焊接效果；
·撕开焊接笔短柄处的粘贴纸。握住短柄小心的从保护套管里抽出焊接笔。将套管套在短柄上，并将其作为焊接时握持的手把。必要时固定套紧部位。
·戴上防护手套和墨镜（太阳镜即可）；
·把焊接笔对准拟焊接处，用火柴、打火机或烟头点燃引信；
·经过2~4秒，焊接笔燃烧熔化的金属液滴落时，沿焊缝缓慢移动，确保金属液充分滴落和覆盖在焊缝处；
·对于平面的焊缝，焊接笔与垂直方向呈不大的倾角。焊接厚度大于1.5 mm的金属板时，焊接笔基本接触焊接平面。厚度小于1.5 mm时，视厚度大小，焊接笔高出15~30 mm，以防烧穿金属板；

a，从套管里取出焊接笔                b，将焊接笔端部放入套管里           c，点燃焊接笔上的引信

d，对准焊缝焊接                                   c，焊接完毕，待冷却后清渣

图 3
· 在垂直平面上焊接水平焊缝和垂直焊缝时，焊接笔宜适为高出焊接部位，并可使用耐火材料或砖块、石片，最好为石墨搁置在焊缝下部。以防金属液冷凝前滴落。垂直焊缝宜自下而上焊接；
·特殊部位焊接，如轨缝两侧钢轨头上焊接连接电缆，石油天然气管道上焊接抗电化学腐蚀的接地电缆接头时，宜准备相应的夹具或工具，以提高紧急使用时焊接效率。
·焊接厚度大于6 mm的金属板时，宜将金属板按45度角切口打坡后，再行焊接；
·焊接结束，待金属冷却后用小锤轻轻敲掉焊缝上的熔渣。

（2），切割笔的使用准备与焊接笔一样。切割时将切割笔垂直的接触拟切割部位，并点燃引信。切割过程中切割笔宜随切割深入而推进，直至完全切透。如图 4。切割厚度或直径较大的金属时，可使用多支切割笔连续作业。

a，点燃放在待切割钢筋〈20 mm〉上的切割笔引信             b，在切割中

c，钢筋被切断的瞬间                                   d，被切断的钢筋，切割笔的套管和点火用过的烟头

图 4
5、注意事项
（1）焊接笔和切割笔为一次性使用工具。焊接或切割工作结束，而笔尚未燃尽时，切不可用水熄灭，必须让其自行燃尽或插入沙土里，或用砂扑灭；
（2）工作前必须清理工作场地上的易燃物品。封闭场地工作时要改善通风条件，甚至强制通风。室外作业时应在背风处或遮风处进行。
（3）焊接笔和切割笔有机械损坏时不得使用；
（4）焊接笔和切割笔应保存在干燥、远离明火和儿童拿不到的地方。保存温度不宜高于60℃，空气相对湿度不超过80%。长期保存时宜短柄朝上垂直放置。
（5）焊接笔和切割笔的药剂自燃温度为400℃，引信自燃温度为220℃，应注意相应的工作和保存环境。
6、焊接强度试验和结果
1) 2003年7～8月，我国“装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室”对焊接笔焊接后的焊缝组织结构，焊接接头的拉伸结合强度和弯曲结合强度进行了机械性能试验。试验方法是试验前按国标GB2649-81焊接接头机械性能试验取样法取样，然后在WA-10万能试验机上按国标GB2651-81进行焊接接头拉伸试验。按国标GB2653-81进行焊接接头弯曲试验。并对焊层的组织形貌进行金相分析。
试验结果表明，当熔焊材料为铜铁合金和铜镍合金，焊接厚度为2 mm时，焊接接头的平均结合强度为2770 kg/cm2，正靣弯曲强度为 610 kg/cm²，背面弯曲强度为770 kg/cm²。焊接厚度为3 mm时，焊接接头的结合强度为1970～3130 kg/cm²，正面弯曲强度为720～1010 kg/cm²，背面弯曲强度845～890 kg/cm²。试验中72.3% 试样的拉伸和弯曲破坏发生在基体金属，而在焊缝处仅为26.7%。
2）2003年7月18日，俄罗斯“波罗的海（造船）工厂”中心试验室对使用焊接笔焊接厚度为1.92～7.0 mm金属的焊接接头的拉伸断裂强度试验提出了报告。
试验报告表明：
1·熔焊材料为铜镍合金的焊接笔的焊接接头的极限拉伸强度为1650～3800 kg/cm²；
2·熔焊材料为铜铁合金的焊接笔的焊接接头的极限拉伸强度为750～3730 kg/cm²；
3·熔焊材料为铁合金的焊接笔的焊接接头的极限拉伸强度为910～4670 kg/cm²；
4.试验中61.2%试样的拉伸断裂破坏发生在基体金属，而在焊缝处仅为38.8%。这与上述中方的试验结果相似。
上述国内外试验结果均表明，使用焊接笔焊接的焊缝具有很高的机械强度，焊缝材料的强度在A3～45号钢之间。

3）俄罗斯有关行业对焊接笔的使用也做了相应的试验。
（1）“列宁格勒特种建设公司” 的实验室对使用1156型焊接笔焊接接触网导线的强度进行了试验。试验结果表明：
1. 试件焊缝处呈珠光体型结构，长度32～34 mm，熔焊材料堆集在整个长度上；
2. 接触网导线（12 m m直径，牌号M 1）焊接的接头拉断力为2000 k g，抗剪强度为4220 k g / cm²。 

  （2）“别列留别斯基机械试验所” 的金相室，针对铁路部门不怀疑焊接笔的焊接强度，
但担心焊接会影响钢轨，尤其是轨头的材貭，对2156型焊接笔在轨缝二侧的钢轨轨头处焊接连接电缆时对轨头的影响进行了金相试验。试样选用日本产的，未经热处理的和为淬火钢的三种有代表性的P 65型钢轨。试验结果表明，焊接对轨头热影响的范围和深度都不大。对第一个试件，深度为 1 mm ，范围长度为9～11 mm ；第二个试件分别为 5 mm  ，20～25 mm  ；第三个试件则为 5 mm  ，20 mm  .试验也表明，在热影响区里没有出现裂缝和大的非金属杂质，熔渣和气泡。这些事实说明焊接的热作用时间短，并且很快就冷却了。
以上二项试验保证了焊接笔在俄罗斯铁路部门的相应使用。

（3）为了防止石油天然气管道受到电化学腐蝕的影响，一般每间隔50 m 要在管道上焊接一个连接地线的缆线短节。使用焊接笔将短节焊接在壁厚3.5～40 mm的管道上，不仅焊缝机械强度能达到800兆泊，而且还有许多优点。世界上最大的石油天然气公司—俄罗斯“GAZPROM” 公司 属下的“天然气技术科学研究所”于2003 年11 月对使用1150和1156型焊接笔在管道上焊接阴极引出的缆线短节提出了结论报告。
该报告指出：“在分析工艺技术文件，实验结果和实地使用的基础上，该焊接笔可建议在 -40 C°～+50 C°的温度条件下，使用在天然气管道，冷凝物管道，以及它们支管的建设，使用和修理时焊接抗电化学腐蝕保护的阴极引出线的缆线短节。

7、环保性能
焊接笔和切割笔使用的基本原料为：氧化铜、氧化铁、氧化镍；硝酸钠、硝酸钾；硅酸钙（CaSiO₂）、铝粉；硼和AlFeB。它们按一定的配方组合而成，其配方为俄罗斯机密。按配方组合的物质为黑色固体状粉粒。焊接笔和切割笔使用的基本原料和在一个大气压条件下使用时的燃烧产物及其重量份额的检测表明，产品不存在毒性和爆炸性物质。俄罗斯卫生检疫检测中心在颁发给焊接笔和切割笔的卫生许可证里指出：按俄国标ΓOCT 12.1.007－76的危险等级标准，该类产品属于第三级，即轻度危险的化合物。根据生产工艺和实际使用的结果，该类产品使用的组成成分和燃烧产物没有破坏俄国标ΓOCT 12.1.005－88对工作场地空气的要求。显然，该类产品的生产和使用不会危及环保安全。

8、焊接笔在石油-天然气管道上的应用
经过试验和实际使用的检验，焊接笔按技术条件TY 1718-001-56222072-2005 可在直径最大达1420 mm 的管道上焊接各种形式的电化学保护引出线。与传统的电极法焊接比较，焊接笔焊接的简便和节省达几倍之多。因此，它被应用于俄罗斯石油-天然气管道的建设，修理和维护工作，尤其在极北地区和低温条件下。
用于管道电化学保护引岀线焊接的焊接笔为1150 型的改进型。根椐管道壁厚的不同，有如下三种规格。
ЭХЗ-1150 A ：用于在壁厚 3，5～5,0 mm的管道上焊接电化学保护引出线，阳极和阴极站点的引出线。引出线的截面积可为 5～36  mm²，。焊接燃焼时间 25～28秒。焊点直径 25～30 mm ，高度 5～6 mm ；
ЭХЗ-1150 ： 用于在壁厚 10,1～40,0 mm的管道上焊接电化学保护引出线，阳极和阴极站点的引出线。引出线的截面积可为 5～36  mm²，。焊接燃焼时间 10～12秒。焊点直径 25～30 mm ，高度 5～6 mm ；
ЭХЗ-1152 ： 用于在壁厚 4,0～10,0 mm的管道上焊接电化学保护引出线，阳极和阴极站点的引出线。引出线的截面积可为 5～36  mm²，。焊接燃焼时间 10～12秒。焊点直径 25～30 mm ，高度 5～6 mm 。
电化学保护引出线焊接时，除相应的焊接笔外，还需配置可最少使用150～200 次的特制石墨套筒，由铜管段和缆线组合的缆线短节，如图 6 。

1.石墨套筒； 2.缆线短节； 3.铜管段；     4.在套管里的焊接笔； 5.无套管的焊接笔

图 6 

9.焊接膏
它是焊接笔制成膏体状的另一种形式，为牙膏式软管包装。它的使用优点是能够根据焊缝长度用多少挤出多少，避免了长焊接笔用于短焊缝时的无效浪费。其组成成份，燃烧产物和焊缝强度与焊接笔基本一致。
·用途：在－50℃～＋50℃气温条件下进行碳钢、低碳钢、合金钢和不锈钢等金属的焊接。
·使用方法（如图 8）：
.捏挤揉搓膏管，有条件时置于热水中浸泡，以便膏体柔软均匀，有利于膏体挤出；

a， 焊接膏，引信，火源               b， 在拟焊接的缝上挤放膏料              c ，点燃扦入膏料里的引线

d ，焊接膏燃烧焊接                                e，焊接膏燃烧焊接完毕
图 8
.  可对金属进行对接和搭接的焊接。搭接时其搭接长度不应大于焊接金属厚度的3～4倍。搭接部分应紧密压实，没有空隙，并且它们之间没有油漆和油脂。
.  每支焊接膏的膏体重量为1 kg，配备有10条引信。使用时将引信插入焊缝端部的焊接膏下部，其插入深度为3～4 mm。
.  用火柴、打火机或烟头点燃引信，使焊接膏燃烧。焊接膏烧尽处即出现焊缝。待焊缝冷却后，轻轻打掉其上的熔渣。
.  120mm长度的焊缝在下列金属厚度的用膏量建议如表 3所示：
表 3
焊接金属厚度（mm） 0.3 0.5 1.0 1.5
用膏量（克） 20～22 25～28 40～42 60～64

当焊接金属厚度更大时可在焊缝上均匀涂上2～3层焊接膏。使用焊接膏时应注意如下事项：

-- 焊接膏燃烧温度达2800℃，点燃引信时小心烧手；
-- 燃烧的焊接膏只能用沙子扑灭；
-- 膏体用尽后应用水清洗干净残存的膏体，并妥善处理膏管；
-- 禁止用金属物体从焊接膏里取用膏体；

10、项目行业背景及技术现状
本项目属于金属焊接和切割行业。我国是世界上最大的焊接钢制造国，以焊接为主要工艺技术的企业就有约7000家，焊接技术在我国许多领域发挥不可或缺的重大作用。

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