CN103273191A - 一种大面积锌电解阴极板焊接方法 - Google Patents
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Abstract
一种大面积锌电解阴极板焊接方法，本发明将将搅拌摩擦焊接技术应用到阴极板的焊接制备工艺上，开发出了结构及尺寸公差满足搅拌摩擦焊接工艺的铝梁、导电头及铝板；确定出了满足焊接的工艺步骤及参数。本发明首次将搅拌摩擦焊接技术首次应用于阴极板焊接，该工艺具有无弧光、无飞溅、无夹渣、无烟气、无填丝、无需开坡口等特点，焊接过程清洁、环保、高效。同时，焊缝具有焊透性好、焊接强度高、导电率好、抗腐蚀性能好、表面光滑平整等特点。
Description
技术领域
本发明属锌电解阴极板焊接方法技术领域。
背景技术
阴极板焊接包括两部分：铝梁与导电头的焊接、铝梁与铝板的焊接。目前，国内外普遍采用氩弧焊等方式实现阴极板的焊接加工，尚未见将搅拌摩擦焊接工艺应用于电解锌阴极板生产制备的任何报道。实践证明，氩弧焊工艺可以满足电解锌阴极板的生产。但是焊接过程产生高强度弧光和高温烟气，容易对操作人员产生职业危害。并且因铝梁及导电头较厚，氩弧焊接无法透焊，直接影响阴极板导电性能，且翻面焊接导致焊接效率低下。
发明内容
一种大面积锌电解阴极板焊接方法，本发明特征在于：将搅拌摩擦焊接技术应用到阴极铅板的焊接制备工艺上；根据搅拌工艺的特征，开发出了适合搅拌焊接工艺的新型铝梁。确定出了满足阴极板焊接的焊接步骤及工艺参数。本发明采用搅拌摩擦技术实现的阴极板的焊接,解决了常规氧气-乙炔焊接工艺存在的缺陷，具有清洁、环保、高效的特点。
本发明的优点及积极效果为:
本焊接工艺方法具有无弧光、无飞溅、无夹渣、无烟气、无填丝、无需开坡口、无需焊接保护气等特点，整个过程环保清洁，对于提高职业卫生水平具有显著优势。具体为：
（1）清洁
本新型焊接工艺具有无弧光、无飞溅、无夹渣、无烟气、无填丝、无需开坡口、无需焊接保护气等特点，整个过程清洁、环保，对于提高职业卫生水平具有显著优势。
（2）高效
本工艺方法可以一次性焊透7mm左右的阴极铝板，无须翻面，焊接效率高，适合批量化生产。
（3）产品质量好
该工艺方法焊透性好，焊缝表面光滑平整，可提高焊缝耐受锌电解液的抗腐蚀能力，显著提高阴极板的使用寿命。其次，该工艺焊缝强度高、导电率好，应用于锌电解冶炼工业，节能降耗效果显著，可降低生产成本。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步解释。
附图说明
图1为本发明阴极板焊接示意图；
图2为本发明A-A剖视结构示意图；
图3为本发明I部方法示意图。
图中：1—铝梁；2—铝板；3—导电头；4—焊缝；5—焊缝；6—起焊点；7--终焊点。
具体实施方式
一种大面积锌电解阴极板焊接方法，本发明特征在于：将搅拌摩擦焊接技术应用到阴极铅板的焊接制备工艺上；根据搅拌工艺的特征，开发出了适合搅拌焊接工艺的新型铝梁1；确定出了满足阴极板焊接的焊接步骤及工艺参数。本发明采用搅拌摩擦技术实现的阴极板的焊接,解决了常规氧气-乙炔焊接工艺存在的缺陷，具有清洁、环保、高效的特点。焊接示意图如图1所示。
1）制备出新型结构的铝梁
铝梁1厚度基本尺寸为25mm，铝板2厚度基本尺寸为7mm，厚度差值基本尺寸为18mm。因此在铝梁1上设计出带圆弧的过渡结构：由25mm过渡到7mm，形成基本尺寸为7mm的焊接端面。为搅拌针台肩水平压实焊接件，铝梁1厚度为7mm的过渡部分其长度大于焊头的台肩半径。并通过控制铝梁1过渡部分（7mm）及铝板2的尺寸公差，保证焊接件的厚度差值介于0-0.3mm以内。
2）焊接步骤及工艺
（a）焊接步骤：本发明采用三个焊接工位完成阴极板的焊接工艺：一工位焊接铝梁1与导电头3的第一面，二工位焊接铝梁1与导电头3第二面，三工位焊接铝梁1与铝板2。
（b）焊接工艺
焊接厚度：焊接厚度分别是13-13.5mm、13-13.5mm、6.6-6.9mm。一工位焊接完成后进行翻面，再进行二工位焊接，保证所有焊缝均焊透。
起焊点6和终焊点7位置：搅拌焊接过程中，将不可避免地存在起针孔，为保证铝梁1的强度，导电头3与铝梁1的焊缝长度超过导电头的长度。
3.焊接参数
根据工艺特征，经反复试验，确定出阴极板搅拌焊接的关键工艺参数。
1）一、二工位：搅拌针的台肩压入量为0.8-1.3mm，搅拌针扎入深度小于铝板2厚度0.8 -1.3mm，主轴转速为1200-1500r/min，主轴Z向进给速度25-45mm/min，Y向进给速度320-450mm/min。
2）三工位：搅拌针台肩的压入量为0.8-1.1mm、搅拌针扎入深度小于铝板2厚度0.8-1.1mm、主轴转速为1200-1500r/min、主轴Z向进给速度20-50mm/min，Y向进给速度650-800mm/min。
3）通过在搅拌头上设计铣料刀头，将搅拌头旋转台肩卷起铅屑铣去，得到平整光滑的焊接平面。保证焊接时两焊接件焊缝端面无刮料、无带料。
Claims (1)
1.一种大面积锌电解阴极板焊接方法，其特征在于：将搅拌摩擦焊接方法应用到阴极铝板的焊接制备工艺上。
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