引言
在工业接地施工中镀铜圆钢作为新型的接地材料目前广泛应用。镀铜圆钢与镀铜圆钢放热焊接过程中，无论是一字形焊接还是十字型焊接，都将焊接过程中使用的焊接模具放置于地面处，需要焊接的镀铜圆钢直接放置于模具内，没有专门的固定镀铜的专用工具，长期以来容易造成模具加速磨损，由于圆钢固定不牢固造成焊点不饱满，造成经济损失和材料浪费。镀铜圆钢焊接过程中固定不牢固，而且镀铜圆钢与镀铜圆钢放热焊接后的焊点，由于受制于高水位，潮湿土壤环境下极易造成焊点不饱满，从而产生腐蚀氧化焊点影响镀铜圆钢使用寿命，进一步影响整个接地网的安全运行。
一、国内外现状
焊接技术结构具有低成本、短周期等特点，目前造我国的工业上有比较广泛的应用，焊接技术水平已然成为国家经济发展的关键指标。由于我国经济发展的起步较晚，焊接生产与焊接技术水平相对于国外比较低，但在我国近几十年的发展中发展速度与进程还是相对较快的，目前已经取得了较为突出的成就。现阶段，我国的钢材产量位居世界第一位，我国积极借鉴了国外先进的技术与产品比如焊接材料、相关装备等，利用自己的研发团队进行技术的提升与创新，加速了我国焊接技术的发展。目前我国在激光焊接、激光切割、电弧复合热源焊接等方面的技术都已经达到相对成熟的阶段，甚至于世界先进水平持平。
二、主要研究内容、关键技术
2.1 主要存在问题及研究方向
1、广州市轨道交通十八号线弱电系统工程区间接地镀铜圆钢工程量巨大，工艺要求高。镀铜圆钢在电力系统广泛应用，因其良好可靠的接地效果，近几年逐步应用在城市轨道交通区间弱电设备的接地系统中。弱电接地系统接地镀铜圆钢是区间弱电轨旁设备可靠接地的重要载体，接地镀铜圆钢施工质量要求高，因此，在工期非常紧张的情况下，提高接地镀铜圆钢焊接施工速度和质量工艺，显得非常重要。
2、运营单位要求：由于地铁施工工期紧任务重，施工接口多，各单位交叉施工量大，对区间施工制约很大。
3、运营单位要求：由于18号线区间土建洞通时间较晚，轨道施工短轨通2020年4月11日，时间比较滞后，加上区间正线长达61300米，无轨施工影响区间材料运输以及安装进度，加上施工接口多，各单位交叉施工量大，对区间镀铜圆钢安装施工制约很大。
4、经济效益：区间镀铜圆钢在施工中由于焊接以及设备接地连接处工艺要求高，施工工艺质量不达标会浪费巨大的人力和物力，造成极大的经济损失，甚至延误工期。
2.2 放热焊接技术
1、焊接原理
放热焊又称铝热焊，是利用金属氧化物与铝的放热反应所产生的过热熔融金属，对金属进行焊接，铝粉和金属氧化物可以通过外部热源引燃后开始放热反应，一旦反应可以自我维持将产生的极高热量（2000 Cº），能将熔液有效地传递到焊接位置，使其熔化成一个整体，形成分子组合。它不需要任何其他热能。通过过热的(被还原)熔融金属，直接进行焊接工作，放热焊接的化学反应速度非常快，可以在几秒钟内完成焊接。利用金属氧化物与氧化还原剂的氧化还原反应生成金属单质，并通过所释放的反应热熔融连接母材，凝固成所需连接形式的一种焊接工艺。
2、焊接组件介绍
1）石墨模具
由石墨材料制作，耐高温，但强度低于金属，内部形成反应腔与有通道相连的熔接腔，使用中勿敲击、摔掷、切勿在其高温状态下、浇水使其急剧冷却，以免造成高温蒸汽伤人或因骤冷破损模具。
2）焊粉
以氧化铜和氧化还原剂为主要反应材料，按一定比例配比而成的多种成份粉末混合物，里面包含金属单质、金属氧化物和非金属助剂。以完成特定熔融两根或多种母材或异性材连接形式所需，厂家提供相同配方的所需焊粉剂量。
焊粉瓶为有中间隔层的两头瓶盖结构，瓶盖标有焊粉当量（90P）,适用于Φ10mm镀铜圆钢两根直通对接。焊粉起燃点温度为800℃度，发生化学反应产生温度2000℃度，焊粉的剂量直接与形成接头的体积有关。焊接反应完成后，接头会有焊粉余量所形成的浇筑口“把柄”仅影响美观，不影响焊接质量，厂家认为可以不再做处理。
3）引燃粉
引燃粉的作用，不参加融铜实体反应，只是为焊粉提供燃点温度，引燃粉有“火药”俗称，其燃点温度为300℃，燃烧后产生高温引燃焊粉。在保管、携带、使用时都应将其列为危险品处理。
在放药环节，要注意焊粉与引燃粉不是混合的概念，焊粉在底部，引燃粉洒在上部，不要刻意去搅拌，要利用模具内壁由外向内洒药粉，尤其在模具横口处要留有引燃粉，以便打火枪火星点燃。现场施工不要采用小纸条引燃方式，以免熔铜中混入杂质。根据厂家的数据焊粉与引燃粉燃烧不会产生有害气体，但粉末不能倒入下水道，以防造成污染。焊粉有效期为两年，出现粉沫板结，就是受潮，会影响使用。
4）金属圆垫片
金属圆垫片它起到先封闭反应腔的作用，以免焊粉颗粒漏入接头处，造成杂质，待反应腔放热反应焊粉变为铜液时隔片也熔化，开放铜液经导流孔流入焊接腔。
5）打火枪
手执打火枪可以以一定的距离在模具横口处点火，防止引燃粉爆燃伤手，以策安全。尤其是在严格控制不准携带打火机的场合，打火枪是合理配置。
3、放热焊接操作工序
1）将焊接模具清理干净，反应腔内无杂屑、保持干燥，合上两盖插上连接卡条形成一体；
2）待焊两圆钢焊接合部位清理干净，保持干燥，（圆钢出厂前，厂家已涂覆了一层防氧化膜，且溶于水）端面平齐，插入模具中，结合处位于石墨模具导孔中心，可视调节，两端面保持约1mm缝隙；
3）将把手把插入模具四孔内，将四个固定螺丝拧紧；
4）放入隔离金属圆片，凸面朝下；
5）打开模具顶盖板，拧开焊粉白盖，先倒入全部焊粉（约占焊剂瓶2/3），再拧开另一端红瓶盖洒入全部引燃粉（约占焊剂瓶1/3）。注意由外至内洒入；
6）盖上模具顶盖，用配置的打火枪，在模具横口处引燃火药，一秒钟内放热焰腾（注意消防安全），随之反应结束，焊接完成。待60秒后，可以拆开模具（注意高温烫伤危险）。
7）用配置的铲刀清理接头模具，待下一次熔接工作。
8）熔接完成后，只要熔接牢固，其外形因药剂的多少会形成富余固体件，可以不必打磨也不必再做防腐涂油处理。
三、效益分析
综合比较在同一个接地项目镀铜扁钢造价与钢材接地系统造价相当。再从长期比较，使用镀铜圆线接地系统的年限长达40年，而使用镀锌钢的接地系统最长使用年限只有15年。使用镀锌钢的接地系统每隔几年就要开挖维护和改造。接地系统改造比新建一个接地更费钱和耗时。长此以往镀铜圆钢的造价要比镀锌钢的单造价要低。对比传统上采用纯铜材料接地，成本大幅度下降。
四、结语
放热焊接技术专用配件齐全，使用石墨焊接模具，热熔焊剂携带方便，无需电源，快速熔接，接头牢固，安装便捷，大大提高了施工效率。在广州轨道交通十八号线弱电系统施工安装工程中起到了明显的效果，接地测试满足设计及相关规范要求，具有良好的社会效益及经济效益，应用前景广阔。
参考文献
[1]胡树清.研究提高镀铜圆钢焊点导电率的方法[J].江西电力,2016.
[2]尤国伟.镀铜钢材料在电力工程接地中应用研究[J].江苏电机工程,2016.
[3]城市轨道交通通信工程质量验收规范.GB50382-2016.
