上海海图新型焊接材料有限公司 李根发 陶文春 李图强 陶加海
控温易熔合金研究室

一、 概 述
 　　随着我国加入WTO进一步与国际接轨，市场对消防产品的要求更高、更严，而有些消防产品对焊接材料提出了不仅能焊接，还要能控温，尤以控温为目的的新要求。
 　　为研制、开发控温易熔合金，我司科技人员搜集、积累了美、英、德、日、前苏联和国内的软钎料各类配方近千个，认真进行整理、归类、对比、分析和验证。在有关专家指导下，长期潜心钻研，在筛选出近200个配方中，根据不同熔点、熔化范围、熔化时间、焊接强度等方面进行调整、改进、研制、开发，逐步形成50℃、55℃、57℃、60℃、63℃、74℃、83℃、94℃、100℃、120℃、130℃、140℃、150℃、185℃等六十多个不同熔点的控温易熔合金系列，在锡铅合金的基础上又上了一个新台阶，已成为有控温要求和安全性设备上不可缺少的一种专用材料。

二、 控温易熔合金与锡铅焊料的区别
　　控温易熔合金与锡铅焊料不同，两者的区别在：第一、控温易熔合金以控温为目的，同时也具有焊接功能，而锡铅焊料只有焊接功能，满足不了控温的要求；第二、控温易熔合金比锡铅焊料的温差小，熔化范围狭窄，熔点更精确；第三、控温易熔合金比锡铅焊料的熔点要低，而且易熔，形成的热敏元件动作灵敏，误差少；第四、锡铅焊料系二元合金，而控温易熔合金由多元合金组成,对金属元素的要求更精、更纯,熔炼工艺难度大，科技含量高，质量也更好。
　　 控温易熔合金也不同于低熔点合金和易熔合金，低熔点合金的性能只表示合金的熔点低，受温、受热度低；易熔合金的性能也只表示其易熔性、可塑性，而控温易熔合金的性能既易熔、可塑，熔点又低，更重要、更具价值的作用是：用合金材料来控制温度，这是合金材料史上的一个进步。

三、 控温易熔合金的特点
　　消防产品的质量，关系到国家财产和人民生命安全。国家对每一种消防产品的质量，都有着严格的检测标准。在消防产品中的防火阀、排烟防火阀、易熔合金洒水喷头、防火卷帘、防火门等消防产品上的热敏元件，都有不同熔点温度的标准和要求。因此，控温易熔合金制成的热敏元件动作是否灵敏,熔化温度准确与否，就成了产品质量的关键。
　　根据控温易熔合金的特性和消防产品对热敏元件的不同要求，我司研制出具有以下特点的新型控温焊接材料：
　　（一）控温熔点准
 　　我司研制、开发的50℃-280℃控温易熔合金，采用的是多元合金形成的易熔共晶或亚共晶合金，熔化温度和凝固点范围狭小，温差范围达到（55℃-90℃）±（1℃-1.5℃）；（100℃-185℃）±2℃左右；（200℃-280℃）±3℃左右，均在国家对相关产品检验标准的范围内，这就能满足不同消防产品热敏元件、保护装置不同熔点的要求。在水温、油温、烟温、气温、火温达到预设的温度时，热敏元件就会熔断、脱落，像机器人一样执行着控温的任务，确保防火、隔烟、救火目的的实现，是安全的保护神。
　　我司研制生产的70℃、280℃易熔片、温感器,2004年4月经《国家消防装备质量监督检验中心》检测，性能完全达到国家GB15930-1995、GB15931-1995标准的要求。与宁波东灵暖通空调配件有限公司合作生产的地铁用HL4048型250℃温感器，今年三月经国家级检测，性能完全符合国家GB50157-2003地铁设计规范中温感器的标准要求。57℃、58℃±温差不超过2℃，熔点准、强度好，能达到国家GB5135.1-2003标准的各项检测要求。经上海金盾消防安全设备有限公司、四川消防机械总厂、四川三崎消防有限公司、北京时代威盾消防安全设备有限公司、东莞亿通消防器材有限公司、湖南金鼎消防器材有限公司、南京市雨花消防器材厂、天津津利得消防设备有限公司、北京捷特迩消防设备有限责任公司、沈阳通适达自动灭火技术有限公司、杭州建安消防器材有限公司、浙江省诸暨市奇杰消防设备厂等几十个单位使用。实践证明：我公司产品熔点准而稳定，安全可靠。用户说，闹钟到时而鸣，控温元件达温而动，用得放心。

　　（二） 动作灵敏
　　消防产品所需的热敏元件，不仅要熔点准，还要动作灵敏。如国家标准规定防火阀上的热敏元件—易熔片动作温度在73℃±0.5℃、排烟防火阀的易熔片在285℃±2℃、68℃玻璃球隐蔽型洒水喷头上的装饰罩在61℃内，还必须在60～120秒内动作。由此可见，热敏元件熔断时间的长短、动作是否灵敏，也是消防产品一项重要的考核指标。
　　怎样才能保证用控温易熔合金制成的热敏元件控温熔点既准，又动作灵敏？我司科技人员把好“五关”：第一、选料要精而纯，金属元素必须达到99.99%以上；第二、金属元素的配比要精确，误差小于0.1%；第三、采用独特的工艺，熔炼恰到火候，时间不宜太过或不达；第四、金属元素入炉的先后程序不能颠倒，要按部就班；第五、焊接实行“四定”，即定人、定时、定温、定量。这五个环节，环环相连，互为作用，互有影响，任何一环发生偏差，都会直接影响熔化温度和熔化时间的准确性。只有准确把握这“五关”，才能使合金的熔化温度从固相线至液相线控制在 60～90秒内，确保热敏元件在预设的温度范围内准确动作。
 　　为验证不同熔点合金的熔化时间，我司进行了反复试验，测试主要采用两种方法：第一、100℃以下的采用水浴法，设备501型超级恒温器；第二、100℃以上的采用油浴法，设备为602型超级恒温油槽。我们对不同熔点的部分测试情况如下：

　　1） 用水浴法测试58℃易熔合金，在56℃-56.5℃时软态，57℃-58℃时成液态，时间为32秒。
　　2） 用水浴法测试70℃易熔片，在65℃±0.5℃时恒温五分钟不动作，在73℃±0.5℃时40秒至55秒动作。
　　3） 用水浴法测试74℃易熔合金,在72℃-73℃间成软态，74℃-75℃间成液态。制成易熔片测，73℃熔断时间为40秒，74.5℃为25秒。
　　4） 用油浴法测试120℃易熔片，120℃熔断时间为50秒至70秒，121℃为58秒。
　　5） 用油浴法测试140℃易熔片，在115℃时恒温五分钟不动作，140℃52秒动作。
　　6） 用油浴法测试150℃易熔片，148℃熔断时间为55秒-60秒，150℃熔断时间为45秒-55 秒，152℃熔断时间为40秒-50秒。
　　7） 用油浴法测试185℃易熔片，在160℃时恒温五分钟不动作，185℃54秒动作。
　　8） 用油浴法测试280℃易熔片，在260℃±2℃时恒温五分钟不动作，285℃±2℃40秒-58秒动作。

　　从上述测试结果来看，用控温易熔合金制成的热敏元件，熔断时间一般可控制在60秒左右，其动作灵敏度能达到国家对有关消防产品的标准要求。

　　（三）抗拉强度高
　　防火阀、排烟防火阀、防火卷帘、喷淋喷头热敏元件的抗拉强度，关系到这些产品在常态下是否能正常工作的关键指标。测试控温易熔合金的抗拉强度，通常先制成热敏元件—易熔片、管、环、件，然后放在拉力试验机上或用砝码进行静态垂吊抗拉强度测定。易熔片的规格为长32mm，宽12mm，厚2.5mm。测试的标准要求，应能承受易熔片最大机械负荷的五倍以上机械载荷拉力试验。易熔片的静应力应大于500N，并保持48小时不得断裂、脱落。我司先后对58℃、63℃、70℃、140℃、185℃、280℃易熔片进行抗拉强度试验，结果均能达到标准要求。（详见下表）

易熔片抗拉强度试验情况汇总表

 
　　四、结束语
　　控温易熔合金，既是控温合金，又是焊接材料，不仅能控温，又可焊接，功能多，用途广。用户单位可根据各自产品的需要，采用控温易熔合金制成各种形状、规格和不同熔点有控温要求的热敏元件。如防火阀、排烟防火阀、防火排烟风口的熔断器（温感器）；易熔合金洒水喷头的热敏元件；隐蔽型洒水喷头装饰罩的控温与焊接；控温阀门、钢瓶的温测点、易熔塞；报警器和发电机组的温感探头；防火门、窗、卷帘、卷闸的控制器、自降器、释放器的控温元件；汽车空调系统和货用车鼓暖风机电阻器的保险装置；电子元件、制冷设备、矿区破碎机、粉碎机控温保护器；工业、家用避雷击、防大电流冲击的保护装置；以及比重计控温封口等，也可用作其他热敏元件实现控温自动启闭。
　　控温易熔合金制成的热敏元件、温感元件，适应性强，可装配在任何部位，不受长短、方圆、大小的限制，不怕碰撞，不会脱落，也不会因外界影响、环境恶劣而导致误动作，是一种有控温要求安全可靠的合金材料。