陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置及焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置及其焊接方法。該焊接裝置包括陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪，還包括鋁-鋼焊接裝置和鋼-鋼焊接裝置，所述鋁-鋼焊接裝置將陽極導(dǎo)桿與鋼套焊接在一起，所述鋼-鋼焊接裝置將鋼套與陽極鋼爪焊接在一起。該陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置，由于陽極導(dǎo)桿與鋼套的整體焊接，形成鋁-鋼復(fù)合件，然后與陽極鋼爪整體熔焊，實(shí)現(xiàn)陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪之間的整體無過渡焊接，變成一個(gè)整體，大大提高該區(qū)域的導(dǎo)電面積，降低電阻，減少發(fā)熱，實(shí)現(xiàn)節(jié)電的效果，同時(shí)由于鋼套的保護(hù)作用，使陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的連接強(qiáng)度增強(qiáng)，延長了陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪的使用壽命。該焊接裝置的焊接方法，操作簡單，使用方便。
【專利說明】陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置及焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋁電解【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置及焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)鋁電解行業(yè)陽極炭塊上的陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪之間的連接方式為氣體保護(hù)焊，采用鋁鋼爆炸焊塊作為過渡，同材質(zhì)焊接，即陽極導(dǎo)桿與鋁鋼爆炸焊塊的鋁板電焊，爆炸焊塊的鋼板與陽極鋼爪電焊，再通過人工焊接方式組裝成陽極鋼爪組件。
[0003]由于陽極鋼爪組件在鋁電解作業(yè)過程中承載巨大的直流電流，傳統(tǒng)的焊接方式存在兩個(gè)界面，陽極導(dǎo)桿與爆炸焊塊鋁板，爆炸焊塊鋼板與陽極鋼爪之間，只能形成焊縫而無法實(shí)現(xiàn)整體無焊縫焊接，因而機(jī)械強(qiáng)度低。另外導(dǎo)電面積小，主要靠四周焊縫導(dǎo)電，電流流經(jīng)此處形成瓶頸效應(yīng)，發(fā)熱劇烈，壓降大，從而導(dǎo)致鋁電解的電耗高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種焊接強(qiáng)度高、導(dǎo)熱面積大的陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供上述陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接的焊接方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
一種陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置，包括陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪，還包括鋁-鋼焊接裝置和鋼-鋼焊接裝置，所述鋁-鋼焊接裝置將陽極導(dǎo)桿與鋼套焊接在一起，所述鋼-鋼焊接裝置將鋼套與陽極鋼爪焊接在一起。
[0007]所述鋁-鋼焊接裝置包括由方形框架構(gòu)成的主體平臺，所述主體平臺的下部框架上設(shè)有彈力裝置，V型杠桿固定在所述主體平臺的下部框架上，一側(cè)與所述彈力裝置相連接，另一側(cè)與電液推桿相連接，所述電液推桿與所述主體平臺的側(cè)部框架相連接；所述主體平臺上部的一側(cè)設(shè)有放置在移動(dòng)小車上的惰性電極升降裝置，上部的另一側(cè)設(shè)有與所述彈力裝置位置相對應(yīng)的導(dǎo)桿裝夾孔；所述導(dǎo)桿裝夾孔的兩側(cè)對稱設(shè)有陽極導(dǎo)桿固定板，所述彈力裝置的上部固定連接有銅排。
[0008]所述惰性電極升降裝置包括惰性電極立柱，所述惰性電極立柱上設(shè)有上升下降裝置，底部固定連接在移動(dòng)小車上；所述惰性電極立柱的上下部分別與兩根絲桿支架的一端相連接，兩根絲桿支架的另一端之間設(shè)有上下傳動(dòng)絲桿；所述上下傳動(dòng)絲桿的上部與第一電機(jī)相連接；所述上下傳動(dòng)絲桿與所述上升下降裝置的一側(cè)相連接，上升下降裝置的另一側(cè)通過伸縮臂與惰性電極抱箍相連接；所述惰性電極抱箍的下部與惰性電極相連接；所述伸縮臂上安裝有第二電機(jī)；電源分別與所述惰性電極和銅排相連接。
[0009]所述主體平臺中設(shè)置有一組以上的彈力裝置、V型杠桿、電液推桿、導(dǎo)桿裝夾孔和陽極導(dǎo)桿固定板。[0010]所述鋼-鋼焊接裝置包括第二主體平臺，所述第二主體平臺上依次設(shè)有放置在第二移動(dòng)小車上的自耗電極升降裝置、陽極鋼爪小車、干式模具夾持裝置、兩個(gè)滾動(dòng)輪和第二電液推桿。
[0011 ] 所述自耗電極升降裝置包括自耗電極立柱，所述自耗電極立柱上設(shè)有第二上升下降裝置，底部固定連接在第二移動(dòng)小車上；所述自耗電極立柱的上下部分別與第二絲桿支架的一端相連接，兩根第二絲桿支架的另一端之間設(shè)有第二上下傳動(dòng)絲桿，所述第二上下傳動(dòng)絲桿的上部與第三電機(jī)相連接；所述第二上下傳動(dòng)絲桿與所述第二上升下降裝置的一側(cè)相連接，第二上升下降裝置的另一側(cè)通過第二伸縮臂與自耗電極抱箍相連接；所述自耗電極抱箍的下部分別與兩根自耗電極相連接；所述第二伸縮臂上設(shè)有第四電機(jī)；第二電源分別與兩根自耗電極相連接。
[0012]所述第二主體平臺中設(shè)置有一組以上的陽極鋼爪小車、干式模具夾持裝置、兩個(gè)滾動(dòng)輪和第二電液推桿。
[0013]上述的陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置的焊接方法，包括以下步驟:
步驟A，陽極導(dǎo)桿的處理:將陽極導(dǎo)桿矯直，對端部進(jìn)行加工；
步驟B，制作鋼套:在鋼套的內(nèi)部加工螺旋凹槽，四周開設(shè)V型坡口；
步驟C，在鋼套內(nèi)涂刷鋁鋼界面還原劑:形成厚度為0.3?0.8mm的還原劑膜；
步驟D，陽極導(dǎo)桿與鋼套的熔焊:將陽極導(dǎo)桿穿過導(dǎo)桿裝夾孔放置在彈力裝置上部的銅排上，將鋼套套接在陽極導(dǎo)桿的上部，通過電液推桿驅(qū)動(dòng)V型杠桿，V型杠桿驅(qū)動(dòng)彈力裝置，給陽極導(dǎo)桿施加壓力，使陽極導(dǎo)桿與鋼套壓緊；在鋼套的外部套接金屬模具；在金屬模具與鋼套的頂部之間倒入熔化的助熱劑，用惰性電極進(jìn)行預(yù)熱式焊接，得到陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件；
步驟E，陽極鋼爪凸臺的處理:使凸臺平整；
步驟F，陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件與陽極鋼爪的熔焊:將步驟D得到的陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件吊裝到兩個(gè)滾動(dòng)輪上，將陽極鋼爪吊入到鋼爪小車上，通過鋼爪小車使陽極鋼爪的凸臺與陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件的端部鋼套對齊；在陽極鋼爪的凸臺與陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件的鋼套之間的兩側(cè)部設(shè)置有干式模具，在陽極鋼爪的凸臺與鋼套之間的底部設(shè)置有墊塊；通過第二電液推桿施加推力；兩根自耗電極伸入到干式模具與墊塊所形成的腔體內(nèi)，倒入熔化的助熱劑，兩根自耗電極等速向助熱劑熔池給進(jìn)，同時(shí)熔化；啟動(dòng)第二電源，保持干式模具內(nèi)的熔焊，待熔焊至180?220_的高度，關(guān)閉第二電源，焊接結(jié)束，將陽極鋼爪與陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件焊接在一起。
[0014]步驟D中所述金屬模具的外壁為鋼板，內(nèi)壁為紫銅，在側(cè)壁上分別設(shè)置有進(jìn)水管和出水管。
[0015]采用本發(fā)明提供的陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置，由于陽極導(dǎo)桿與鋼套的整體焊接，形成鋁-鋼復(fù)合件，然后與陽極鋼爪整體熔焊，實(shí)現(xiàn)陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪之間的整體無過渡焊接，變成一個(gè)整體，大大提高該區(qū)域的導(dǎo)電面積，降低電阻，減少發(fā)熱，實(shí)現(xiàn)節(jié)電的效果，同時(shí)由于鋼套的保護(hù)作用，使陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的連接強(qiáng)度增強(qiáng)，延長了陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪的使用壽命。
[0016]本發(fā)明提供的陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接的焊接方法，操作簡單，使用方便，大大提高該區(qū)域的導(dǎo)電面積，降低電阻，減少發(fā)熱，實(shí)現(xiàn)節(jié)電的效果，同時(shí)由于鋼套的保護(hù)作用，使陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的連接強(qiáng)度增強(qiáng)，延長了陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪的使用壽命。【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是鋁-鋼焊接裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是鋼-鋼焊接裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是鋁-鋼焊接裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是鋼-鋼焊接裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5是陽極導(dǎo)桿與鋼套連接的示意圖。
[0022]圖6是鋁-鋼焊接中鋼套與陽極導(dǎo)桿焊接的示意圖。
[0023]圖7是金屬模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖8是鋼-鋼焊接中鋼套與陽極鋼爪凸臺焊接的示意圖。
[0025]圖中，1-主體平臺，2-上升下降裝置，3-陽極導(dǎo)桿，4-彈力裝置，5-V型杠桿，6-惰性電極，7-電液推桿，8-移動(dòng)小車,9-上下傳動(dòng)絲桿，10-金屬模具，11-鋼套，12-陽極導(dǎo)桿固定板，13-電源，14-上電纜，15-下電纜，16-惰性電極抱箍，17-第一電機(jī),18-第二電機(jī)，19-絲桿支架，20-惰性電極立柱，21-伸縮臂，22-導(dǎo)桿裝夾孔，23-銅排，24-還原劑膜，25-進(jìn)水管，26-出水管，27-助熱劑，28-惰性電極升降裝置，29-自耗電極升降裝置，31-第二主體平臺，32-自耗電極，33-陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件，34-第二上升下降裝置，35-第二上下傳動(dòng)絲桿，36-陽極鋼爪，37-自耗電極抱箍，38-第三電機(jī)，39-第四電機(jī)，40-第二電液推桿，41-滾動(dòng)輪，42-陽極鋼爪小車，43-第二移動(dòng)小車，44-第二電源，45-電纜,46-自耗電極立柱，47-第二絲桿支架，48-第二伸縮臂，49-干式模具夾持裝置，50-干式模具。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施例及其附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0027]本發(fā)明提供的陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置，包括陽極導(dǎo)桿3和陽極鋼爪36，還包括鋁-鋼焊接裝置和鋼-鋼焊接裝置，鋁-鋼焊接裝置將陽極導(dǎo)桿3與鋼套11焊接在一起，鋼-鋼焊接裝置將鋼套11與陽極鋼爪36焊接在一起。
[0028]如圖1和圖3所示，鋁-鋼焊接裝置將陽極導(dǎo)桿3的端部與鋼套11的內(nèi)部熔焊在一起。鋁-鋼焊接裝置包括由方形框架構(gòu)成的主體平臺1，在主體平臺I的下部框架上安裝有彈力裝置4，V型杠桿5通過轉(zhuǎn)軸固定在主體平臺I的下部框架上，V型杠桿5的右側(cè)與彈力裝置4相連接，左側(cè)與電液推桿7相連接，電液推桿7通過干式夾頭與主體平臺I左側(cè)框架相連接。電液推桿7驅(qū)動(dòng)V型杠桿5，V型杠桿5驅(qū)動(dòng)彈力裝置4的壓緊及放松，實(shí)現(xiàn)陽極導(dǎo)桿3松緊及放松移動(dòng)。在主體平臺I的左上部，在移動(dòng)小車8上安裝有惰性電極升降裝置28，惰性電極升降裝置28包括惰性電極立柱20，惰性電極立柱20上安裝有上升下降裝置2，惰性電極立柱20的底部螺栓連接在移動(dòng)小車8上，移動(dòng)小車8可以在主體平臺I上進(jìn)行移動(dòng)。惰性電極立柱20的上下部分別與兩根絲桿支架19的一端焊接，兩根絲桿支架19的另一端之間安裝有上下傳動(dòng)絲桿9，上下傳動(dòng)絲桿9的上部與第一電機(jī)17相連接。上下傳動(dòng)絲桿9通過絲桿螺母及螺母座與上升下降裝置2的左側(cè)相連接，上升下降裝置2的右側(cè)通過伸縮臂21與惰性電極抱箍16相連接，惰性電極抱箍16的下部與惰性電極6相連接。伸縮臂21上安裝有第二電機(jī)18，第二電機(jī)18驅(qū)動(dòng)惰性電極6進(jìn)行上下及伸縮運(yùn)動(dòng)。主體平臺I的右上部開設(shè)有與彈力裝置4位置相對應(yīng)的導(dǎo)桿裝夾孔22，陽極導(dǎo)桿3穿過導(dǎo)桿裝夾孔22與彈力裝置4上部的銅排23相連接，在導(dǎo)桿裝夾孔22的兩側(cè)對稱安裝有陽極導(dǎo)桿固定板12。電源13的正極通過上電纜14與惰性電極6相連接，電源13的負(fù)極通過下電纜15與銅排23相連接，銅排23用螺栓連接在彈力裝置4的上部，陽極導(dǎo)桿3放置在銅排23上。
[0029]如圖3所示，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)的需要，在主體平臺I中可以安裝多個(gè)鋁-鋼焊接工位，本實(shí)施例安裝有四組彈力裝置4、V型杠桿5、電液推桿7、導(dǎo)桿裝夾孔22和陽極導(dǎo)桿固定板12，這4個(gè)鋁-鋼焊接工位共用一個(gè)惰性電極升降裝置28。
[0030]如圖2和圖4所示，鋼-鋼焊接裝置將鋼套11的外部與陽極鋼爪36的凸臺熔焊在一起。鋼-鋼焊接裝置包括第二主體平臺31，第二主體平臺31上依次安裝有放置在第二移動(dòng)小車43上的自耗電極升降裝置29、陽極鋼爪小車42、干式模具夾持裝置49、兩個(gè)承載滾動(dòng)輪41和第二電液推桿40，第二移動(dòng)小車43可以在第二主體平臺31上進(jìn)行移動(dòng)。陽極鋼爪36放置在陽極鋼爪小車42上，可以沿第二主體平臺31橫向進(jìn)行移動(dòng)。兩個(gè)承載滾動(dòng)輪41上可以放置有經(jīng)鋁-鋼焊接裝置焊接后的陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件33，第二電液推桿40給陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件33施加5T左右的作用力。自耗電極升降裝置29包括自耗電極立柱46，自耗電極立柱46上安裝有第二上升下降裝置34，自耗電極立柱46的底部螺栓連接在第二移動(dòng)小車43上，自耗電極立柱46的上下部分別與第二絲桿支架47的一端焊接，兩根第二絲桿支架47的另一端之間安裝有第二上下傳動(dòng)絲桿35，第二上下傳動(dòng)絲桿35的上部與第三電機(jī)38相連接。第二上下傳動(dòng)絲桿35通過絲桿螺母及螺母座與第二上升下降裝置34的左側(cè)相連接，第二上升下降裝置34的右側(cè)通過第二伸縮臂48與自耗電極抱箍37相連接，自耗電極抱箍37的下部與兩根自耗電極32相連接。第二伸縮臂48上安裝有第四電機(jī)39，第四電機(jī)39驅(qū)動(dòng)惰性電極32進(jìn)行上下及伸縮運(yùn)動(dòng)。第二電源44的正負(fù)極分別通過電纜45與兩根自耗電極32相連接，第二電源44還與第二主體平臺31相連接，作為中性線，起穩(wěn)定電流的作用。
[0031]如圖4所示，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)的需要，第二主體平臺31中可以安裝多個(gè)鋼-鋼焊接工位，本實(shí)施例安裝有四組陽極鋼爪小車42、干式模具夾持裝置49、兩個(gè)承載滾動(dòng)輪41和第二電液推桿40，這4個(gè)鋼-鋼焊接工位共用一個(gè)自耗電極升降裝置29。
[0032]本發(fā)明提供的陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置的焊接方法，包括以下步驟:
步驟1，陽極導(dǎo)桿3的處理:先將陽極導(dǎo)桿3矯直，然后采用鋸床將陽極導(dǎo)桿3的端頭鋸平，用銑床把陽極導(dǎo)桿3四周銑平。陽極導(dǎo)桿3有不同的規(guī)格型號，可以是分別適用200kA或400kA鋁電解系列的陽極導(dǎo)桿，小陽極導(dǎo)桿的尺寸是140 X 140 X 2300mm,大陽極導(dǎo)桿的尺寸是170X200X2300mm。本實(shí)施例選擇170X200X2300mm的大陽極導(dǎo)桿。
[0033]步驟2，制作鋼套:按照銑床加工后的陽極導(dǎo)桿3的具體尺寸，制作一個(gè)尺寸為185X315X 130的鋼套11。在鋼套11的內(nèi)部用車床加工出深I(lǐng)mm左右的螺旋凹槽，鋼套11的四周開設(shè)有V型坡口。
[0034]步驟3，在鋼套11內(nèi)涂刷鋁鋼界面還原劑:如圖5所示，用毛刷在鋼套11的頂端內(nèi)部涂敷鋁鋼界面還原劑，形成厚度為0.5mm的還原劑膜24。鋁鋼界面還原劑由質(zhì)量百分比為100:5的白色固體石臘和鋅粉混合而成,鋅粉的粒度為500目。
[0035]步驟4，陽極導(dǎo)桿3與鋼套11的熔焊:利用鋁-鋼焊接裝置，將處理過的陽極導(dǎo)桿3的端部與鋼套11的內(nèi)部焊接在一起。
[0036]①如圖1所示，將陽極導(dǎo)桿3穿過導(dǎo)桿裝夾孔22，放置在彈力裝置4上部的銅排23上，陽極導(dǎo)桿3的下部壓在銅排23上。
[0037]②如圖6所示，先將步驟3得到的涂刷有還原劑膜24的鋼套11，套接在經(jīng)過處理的陽極導(dǎo)桿3的上部端頭，然后在鋼套11的外部再套接一個(gè)方形的金屬模具10。如圖7所示，金屬模具10為方形框狀結(jié)構(gòu)，外壁為鋼板，內(nèi)壁為紫銅，在側(cè)壁上設(shè)置有進(jìn)水管25和出水管26，便于對金屬模具10進(jìn)行冷卻。
[0038]③通過電液推桿7驅(qū)動(dòng)V型杠桿5，V型杠桿5驅(qū)動(dòng)彈力裝置4，給陽極導(dǎo)桿3施加30噸左右的壓力，使陽極導(dǎo)桿3與鋼套11壓緊。
[0039]④鋁-鋼焊接裝置利用惰性電極6進(jìn)行預(yù)熱式焊接。惰性電極6通過惰性電極升降裝置28進(jìn)行位置的調(diào)整。電源13的正極通過上電纜14與惰性電極6相連接，電源13的負(fù)極通過下電纜15與銅排2 3相連接。在方形金屬模具10與鋼套11的頂部之間，倒入熔化的助熱劑27，助熱劑由質(zhì)量份40% 二氧化硅、5%氧化鎂、30%氧化鋁和25%氧化鈣混合--? 。
[0040]通過惰性電極6加熱助熱劑27，助熱劑27將熱量傳遞給鋼套11和陽極導(dǎo)桿3，當(dāng)鋼套11變紅以后，陽極導(dǎo)桿3也變軟。助熱劑27快速升溫，使套接在鋼套10內(nèi)的陽極導(dǎo)桿3的上端部熔化，熔化的鋁液在封閉的狀態(tài)下快速膨脹產(chǎn)生高壓，壓力達(dá)到250~350MPa。金屬模具10的溫度可以達(dá)到1200~1300°C，可以通過進(jìn)水管25和出水管26，對金屬模具10進(jìn)行冷卻。高溫高壓的陽極導(dǎo)桿3的上端部與高溫的鋼套11的內(nèi)表面，相互作用，使陽極導(dǎo)桿3上端部的鋁液焊接在鋼套11內(nèi)部的加工齒紋和鋼套的坡口里。
[0041]所得到的1200~1300°C高溫環(huán)境和250~350MPa高壓力環(huán)境，高溫鋁液與高溫鋼面在高壓力的作用下實(shí)現(xiàn)劇烈的滲透，使鋁原子在鋼界面形成原子鍵的結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)鋁鋼的高強(qiáng)度結(jié)合，獲得鋁-鋼原子鍵結(jié)合的界面。陽極導(dǎo)桿3與鋼套11焊接完成后，構(gòu)成鋁鋼焊接體，得到陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件33。
[0042]陽極導(dǎo)桿3的尺寸不同，所采用的加熱電流大小不一樣，本實(shí)施例中，陽極導(dǎo)桿3的尺寸為170X200X2300mm，400kA電解槽用陽極導(dǎo)桿的加熱電流為3.5~4.0kA，熔焊時(shí)間為18分鐘左右。200kA電解槽用陽極導(dǎo)桿的加熱電流為2.0~2.5kA，熔焊時(shí)間為10分
鐘左右。
[0043]步驟5，陽極鋼爪36凸臺的處理:用銑床加工陽極鋼爪36的凸臺，使凸臺平整。
[0044]步驟6，陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件與陽極鋼爪36凸臺的熔接:利用鋼-鋼焊接裝置進(jìn)行陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件33與陽極鋼爪36之間的熔焊。
[0045]①如圖2所示，將步驟4得到的陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件33吊裝到兩個(gè)承載滾動(dòng)輪41上。
[0046]②將加工好的陽極鋼爪36吊入到鋼爪小車42上，通過鋼爪小車42使陽極鋼爪36的凸臺與陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件33的端部鋼套11對齊，它們之間的間距為50mm左右。
[0047]③如圖8所示，在陽極鋼爪36的凸臺與陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件33之間的兩側(cè)部，利用干式模具夾持裝置49用螺栓固定連接干式模具50，干式模具50為兩塊長方體的石墨碳塊，尺寸是220X 100X40mm。干式模具50放置在陽極鋼爪36的凸臺與鋼套11之間的前后兩側(cè)，同時(shí)在陽極鋼爪36的凸臺與鋼套11之間的底部放置一塊6_厚的鋼板墊塊，它們之間圍成一個(gè)腔體。鋼板墊塊的底部用槽鋼支座支撐，槽鋼支座在使用時(shí)放置在第二主體平臺31上。
[0048]在干式模具50所形成的腔體內(nèi)倒入助熔劑27，助熱劑由質(zhì)量份40% 二氧化硅、5%氧化鎂、30%氧化招和25氧化韓%混合而成。
[0049]④通過第二電液推桿40，給陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件33施加5噸左右的側(cè)部推力，使陽極導(dǎo)桿與鋼套之間的壓力恒定。
[0050]⑤通過第三電機(jī)38驅(qū)動(dòng)第二上下傳動(dòng)絲桿35，第二上下傳動(dòng)絲桿35驅(qū)動(dòng)第二上升下降裝置34，控制兩根自耗電極32上下移動(dòng)。兩根自耗電極32伸入到干式模具50所形成的腔體內(nèi)。
[0051]⑥把熔化好的助熱劑27倒入到干式模具50中，助熱劑由質(zhì)量份40% 二氧化硅、5%氧化鎂、30%氧化招和氧化韓25%的混合而成。
[0052]⑦鋼-鋼焊接裝置采用雙極串聯(lián)工藝方式，將第二電源44通過電纜45分別與兩根自耗電極32連接，兩根自耗電極32的下部伸入到干式模具50之間，兩根自耗電極32作用于干式模具50內(nèi)，與助熱劑熔池及干式模具形成49回路。兩根自耗電極32等速向助熱劑熔池給進(jìn)，同時(shí)熔化。啟動(dòng)第二電源44，電流從一根自耗電極32經(jīng)過助熱劑層和金屬熔池再流過另一根自耗電極32，將電流控制在2000A，保持干式模具50內(nèi)的熔焊5分鐘左右，待熔焊至200mm高的設(shè)定高度，關(guān)閉第二電源44，焊接結(jié)束，將陽極鋼爪與陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件焊接在一起。陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件33與陽極鋼爪36實(shí)現(xiàn)全截面冶金結(jié)合，實(shí)現(xiàn)陽極導(dǎo)桿3與陽極鋼爪36之間的無過渡焊接。
[0053]以上所述的僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不局限本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在本發(fā)明所提供的技術(shù)啟示下，還可以做出其它等同變型和改進(jìn)，均可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，都應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置，包括陽極導(dǎo)桿(3)和陽極鋼爪(36)，其特征在于，還包括鋁-鋼焊接裝置和鋼-鋼焊接裝置，所述鋁-鋼焊接裝置將陽極導(dǎo)桿(3)與鋼套(11)焊接在一起，所述鋼-鋼焊接裝置將鋼套(11)與陽極鋼爪(36)焊接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置，其特征在于，所述鋁-鋼焊接裝置包括由方形框架構(gòu)成的主體平臺(I )，所述主體平臺(I)的下部框架上設(shè)有彈力裝置(4)，V型杠桿(5)固定在所述主體平臺(I)的下部框架上，一側(cè)與所述彈力裝置(4)相連接，另一側(cè)與電液推桿(7)相連接，所述電液推桿(7)與所述主體平臺(I)的側(cè)部框架相連接；所述主體平臺(I)上部的一側(cè)設(shè)有放置在移動(dòng)小車(8)上的惰性電極升降裝置(28)，上部的另一側(cè)設(shè)有與所述彈力裝置(4)位置相對應(yīng)的導(dǎo)桿裝夾孔(22);所述導(dǎo)桿裝夾孔(22)的兩側(cè)對稱設(shè)有陽極導(dǎo)桿固定板(12)，所述彈力裝置(4)的上部固定連接有銅排(23)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置，其特征在于，所述惰性電極升降裝置(28)包括惰性電極立柱(20)，所述惰性電極立柱(20)上設(shè)有上升下降裝置(2)，底部固定連接在移動(dòng)小車(8)上；所述惰性電極立柱(20)的上下部分別與兩根絲桿支架(19)的一端相連接，兩根絲桿支架(19)的另一端之間設(shè)有上下傳動(dòng)絲桿(9);所述上下傳動(dòng)絲桿(9)的上部與第一電機(jī)(17)相連接；所述上下傳動(dòng)絲桿(9)與所述上升下降裝置(2)的一側(cè)相連接，上升下降裝置(2)的另一側(cè)通過伸縮臂(21)與惰性電極抱箍(16)相連接；所述惰性電極抱箍(16)的下部與惰性電極(6)相連接；所述伸縮臂(21)上安裝有第二電機(jī)(18);電源(13)分別與所述惰性電極(6)和銅排(23)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要 求2所述的陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置，其特征在于，所述主體平臺(I)中設(shè)置有一組以上的彈力裝置(4)、V型杠桿(5)、電液推桿(7)、導(dǎo)桿裝夾孔(22)和陽極導(dǎo)桿固定板(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置，其特征在于，所述鋼-鋼焊接裝置包括第二主體平臺(31)，所述第二主體平臺(31)上依次設(shè)有放置在第二移動(dòng)小車(43)上的自耗電極升降裝置(29)、陽極鋼爪小車(42)、干式模具夾持裝置(49)、兩個(gè)滾動(dòng)輪(41)和第二電液推桿(40)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置，其特征在于，所述自耗電極升降裝置(29)包括自耗電極立柱(46)，所述自耗電極立柱(46)上設(shè)有第二上升下降裝置(34)，底部固定連接在第二移動(dòng)小車(43)上；所述自耗電極立柱(46)的上下部分別與第二絲桿支架(47)的一端相連接，兩根第二絲桿支架(47)的另一端之間設(shè)有第二上下傳動(dòng)絲桿(35)，所述第二上下傳動(dòng)絲桿(35)的上部與第三電機(jī)(38)相連接；所述第二上下傳動(dòng)絲桿(35)與所述第二上升下降裝置(34)的一側(cè)相連接，第二上升下降裝置(34)的另一側(cè)通過第二伸縮臂(48 )與自耗電極抱箍(37 )相連接；所述自耗電極抱箍(37 )的下部分別與兩根自耗電極(32)相連接；所述第二伸縮臂(48)上設(shè)有第四電機(jī)(39);第二電源(44)分別與兩根自耗電極(32)相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置，其特征在于，所述第二主體平臺(31)中設(shè)置有一組以上的陽極鋼爪小車(42)、干式模具夾持裝置(49)、兩個(gè)滾動(dòng)輪(41)和第二電液推桿(40)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置的焊接方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟A，陽極導(dǎo)桿(3)的處理:將陽極導(dǎo)桿矯直，對端部進(jìn)行加工； 步驟B，制作鋼套(11):在鋼套(11)的內(nèi)部加工螺旋凹槽，四周開設(shè)V型坡口 ； 步驟C，在鋼套(11)內(nèi)涂刷鋁鋼界面還原劑:形成厚度為0.3~0.8mm的還原劑膜(24)； 步驟D，陽極導(dǎo)桿(3)與鋼套(11)的熔焊:將陽極導(dǎo)桿(3)穿過導(dǎo)桿裝夾孔(22)放置在彈力裝置(4)上部的銅排(23)上，將鋼套(11)套接在陽極導(dǎo)桿(3)的上部，通過電液推桿(7)驅(qū)動(dòng)V型杠桿(5)，V型杠桿(5)驅(qū)動(dòng)彈力裝置(4)，給陽極導(dǎo)桿(3)施加壓力，使陽極導(dǎo)桿(3)與鋼套(11)壓緊；在鋼套(11)的外部套接金屬模具(10);在金屬模具(10)與鋼套(11)的頂部之間倒入熔化的助熱劑(27)，用惰性電極(6)進(jìn)行預(yù)熱式焊接，得到陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件(33); 步驟E，陽極鋼爪(36)凸臺的處理:使凸臺平整； 步驟F，陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件(33)與陽極鋼爪(36)的熔焊:將步驟D得到的陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件(33)吊裝到兩個(gè)滾動(dòng)輪(41)上，將陽極鋼爪(36)吊入到鋼爪小車(42)上，通過鋼爪小車(42)使陽極鋼爪(36)的凸臺與陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件(33)的端部鋼套(11)對齊；在陽極鋼爪(36 )的凸臺與陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件(33 )的鋼套(11)之間的兩側(cè)部設(shè)置有干式模具(50)，在陽極鋼爪(36)的凸臺與鋼套(11)之間的底部設(shè)置有墊塊；通過第二電液推桿(40)施加推力；兩根自耗電極(32)伸入到干式模具(50)與墊塊所形成的腔體內(nèi)，倒入熔化的助熱劑(27)，兩根自耗電極(32)等速向助熱劑熔池給進(jìn)，同時(shí)熔化；啟動(dòng)第二電源(44)，保持干式模具(50)內(nèi)的熔焊，待熔焊至180~220mm的高度，關(guān)閉第二電源(44)，焊接結(jié)束，將陽極鋼爪(36)與陽極導(dǎo)桿鋼套焊接組件(33)焊接在一起。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的陽極導(dǎo)桿與陽極鋼爪的無過渡焊接裝置的焊接方法，其特征在于，步驟D中所述金屬模具(10)的外壁為鋼板，內(nèi)壁為紫銅，在側(cè)壁上分別設(shè)置有進(jìn)水管(25)和出水管(26)。
【文檔編號】B23K31/02GK103692100SQ201310730142
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】史生文, 饒?jiān)聘? 肖偉峰, 陸德平, 張得教, 王日昕, 邱金山, 陸磊, 郭克敏, 趙建軍, 周劍峰, 龐富印, 谷文明, 張穎旻, 陳軍, 白效東, 徐薇, 張邦, 李勛文 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司, 江西世星新材料科技有限公司