石墨模具为何成为放热焊接 “标配”

石墨模具为何成为放热焊接 “标配”

在电力、通信、防雷接地等领域，放热焊接凭借接头电阻低、稳定性强的优势，成为金属导体连接的核心工艺。作为放热焊接的关键载体，石墨材质凭借其独特的物理与化学性能，成为了放热焊接模具的不二之选。

一、优异的耐高温性能适应焊接环境要求

放热焊接基于铝热反应产生高温，反应温度可达2000℃以上。在此高温环境下，多数金属材料将发生熔化或变形，而石墨的熔点高达3850±50℃，沸点为4250℃，能够保持结构完整性和形态稳定性。石墨的热膨胀系数极小，高温下形状变化可忽略不计，有助于维持焊接型腔的尺寸精度，保障焊接接头成型质量。

二、化学稳定性保证焊接纯度与模具耐久性

高温焊接过程中，模具材料与熔融金属之间的化学相容性至关重要。石墨在常温及高温环境下均表现出良好的化学惰性，对酸、碱及有机溶剂具有较强抵抗能力，与铜、铝等常见焊接金属不易发生化学反应。这一特性避免了焊接过程中的粘连、合金化等现象，既有利于脱模操作、减少维护需求，也可防止杂质掺入焊接点，从而保障接头的导电性能和机械强度。

三、化学稳定性保证焊接纯度与模具耐久性

石墨具有较高的导热系数，其导热性能优于普通金属材料，且导热能力随温度升高而有所下降。在放热焊接中，该特性有助于实现热量的快速均匀分布，促进金属材料充分熔化与融合，减少局部过热或未熔合等缺陷。焊接结束后，石墨模具可适度延缓冷却过程，为焊缝金属提供结晶优化的条件，进而改善接头的力学性能。此外，在连续作业中，石墨模具能够避免自身过热，维持工艺稳定性。

四、良好的机械加工性能便于模具制造

放热焊接需根据具体接头形式设计专用模具，型腔结构往往较为复杂。石墨材料硬度适中，可采用机械加工方式完成切割、钻孔与铣削等加工工序，易于实现高精度模腔制作。在长期使用后，石墨模具出现磨损时可通过修磨恢复尺寸，延长使用寿命，降低综合成本。

五、抗热震性能支持模具在热循环下的可靠性

放热焊接模具需反复承受高温和冷却的热循环过程。石墨因热膨胀系数小，在温度急剧变化时产生的热应力较低，不易发生开裂或剥落，表现出优良的抗热震性能。这一特性确保了模具在长期、高频使用条件下仍可保持结构完整性及操作可靠性。

石墨以其耐高温、化学稳定、导热适宜、易于加工及抗热震等综合性能，成为放热焊接模具的理想材料。该选择在保证焊接质量、提高生产效率与控制成本方面体现出显著优势，为电力、通信、交通等行业的可靠连接提供了关键技术支撑。