本實用新型屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種特殊要求下的鋁母線焊接模具。

背景技術(shù)：

21世紀以來，我國鋁工業(yè)及生產(chǎn)發(fā)展迅猛，目前電解鋁生產(chǎn)總產(chǎn)量已在世界排名居首位，鋁生產(chǎn)技術(shù)已在這些年的發(fā)展中有了長足的進步，在許多方面甚至接近于世界強國的先進水平。在經(jīng)濟效益的驅(qū)動下國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)在電解鋁工藝生產(chǎn)中，為提高鋁產(chǎn)量的產(chǎn)出比，鋁電解槽的電流強度輸出一直在呈上升趨勢，目前國內(nèi)有的企業(yè)甚至上升到了300KA。而大直流輸出時強電流產(chǎn)生的電磁效應直接使電解槽及周邊的生產(chǎn)區(qū)域周圍產(chǎn)生了直徑達數(shù)米的強磁場，磁場強度經(jīng)計算可達180 高斯。

鋁母線在生產(chǎn)或使用中經(jīng)常會遇到意外損壞，焊接鋁母線國內(nèi)目前主要兩種方法：一種通用的方法是用氣焊，但這種焊接方法只適用于焊接表面積小的薄板，而且工作效率低下，在實際應用中有很大的局限性，僅能用于小尺寸鋁軟帶的局部修補；另一種是采用弧焊機電源弧焊的方法進行修復。但在實際施工現(xiàn)場鋁母線不能斷電的前提下，施工現(xiàn)場區(qū)域就會因為強電流的電磁效應產(chǎn)生強磁場，當焊接電源工作處于引弧階段時，弧火花受強磁場的干擾而四處飛濺，弧柱形成困難且容易形成畸形狀態(tài)，同時電弧磁偏吹及飛濺現(xiàn)象嚴重，很大程度上增加了勞動強度和焊接的施工難度，也直接導致無法進行正常的有效焊接。

目前有一種能有效避免強磁場干擾、有效提高焊接質(zhì)量、降低工藝勞動強度、模具操作相對簡單，結(jié)合實際情況修復大表面不規(guī)則缺損的一種鋁母線的自蔓延焊接修復方法，即選擇最佳熔點和反應速度的自熔焊劑進行局部修復焊接。焊接模具是進行自熔焊接的重要工具，雖然之前已經(jīng)出現(xiàn)這種類似模具，但很多實際情況中的焊接修復位置比較狹窄，工作區(qū)域不能滿足標準模具放置要求，致使標準模具無法使用，而且一旦出現(xiàn)鋁母線表面缺陷大且不規(guī)則部位需要修復的情況，一般通用標準模具更是無法勝任。因此有必要設計一種針對強磁場干擾、鋁母線缺損表面積大且不規(guī)則的專用組合模具。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題采用的技術(shù)方案如下：

一種鋁母線焊接模具，包括固定在待焊鋁母線1四周的四塊石墨板4和通過引流導管3與石墨板4連接的坩堝2，其特征在于：所述的四塊石墨板4其中一塊上開設有通孔7，所述的通孔7與引流導管3一端連通，引流導管3另一端連通坩堝2側(cè)壁的導流孔6，所述的通孔7對準鋁母線表面缺陷處設置。

所述的引流導管3為Y型引流導管，所述的坩堝2有兩個，Y型導管一側(cè)與通孔7連通，另一側(cè)兩Y型分支管分別與兩個坩堝2側(cè)壁的導流孔6連通。

所述的四塊石墨板4通過卡具5，通過卡具5將四塊石墨板4卡緊設置于鋁母線1待焊部位四周。

所述的卡具5由U型不銹鋼支架和支架兩側(cè)的可伸縮絲杠組成，通過絲杠調(diào)節(jié)四塊石墨板4的松緊。

兩組所述的坩堝2均有石墨材料制成。

所述的坩堝2內(nèi)部為圓柱形腔體，腔體底部為半球形，所述的導流孔6開設在坩堝2底部側(cè)壁。

所述的導流孔6上覆蓋有若干厚度為1mm的自熔襯墊。

所述的自熔襯墊為凹狀鋁片或錫片。

本實用新型具有如下優(yōu)點：

1、本實用新型中的組合式模具采用模塊方式制作，具有結(jié)構(gòu)簡單、低成本、拆卸容易、安全可靠和可多次重復使用的特點，同時還具備高性能和高壽命的雙重特點，根據(jù)鋁母線不同修復要求平均可焊接30-60個坡口部位；

2、兩組石墨坩堝的引流導管既可以設計布置位于中心部位，也可以偏心設計，導管長度及內(nèi)徑可根據(jù)施工現(xiàn)場的鋁母線焊接位置及缺損部位的表面積和大小確定，充分適應了特殊情況下施工焊接現(xiàn)場的狹小空間和狹窄尺寸；此外，若實際施工現(xiàn)場時導管設計太長，為保證自蔓延反應后的金屬液能有良好的流動性，一般要求在導管外壁加裝耐高溫保溫材料層或在導管中部區(qū)域用乙炔火焰加熱保溫，保證金屬液在通過Y型引流導管時具有良好的流動性；

3、呈四方形布置于柱狀鋁母線四周的四塊石墨板組裝設計充分考慮了其模具的左右通用性、廣泛適用性和可操作性，實際使用中對焊接坡口在鋁母線位置、形狀、尺寸和方向上基本不受影響；

4、整套模具的使用有很好的可重復性、操作安全可靠、實際施工體驗俱佳。本實用新型中石墨材料制作的坩堝底部導流孔側(cè)邊采用凹狀、直徑尺寸略大于導流孔直徑的薄鋁材料片或薄錫材料片作為自熔塞片，當坩堝中自蔓延鋁熱反應生成的金屬液溫度達到自熔塞材料的熔點溫度時自熔塞片會自動熔化，迅速通過反應后的金屬液，有效避免了施工后需要人工搗開與反應后金屬液中夾渣的現(xiàn)象，不但有效提高焊接質(zhì)量，而且在操作性上安全程度更高。

附圖說明

圖1 為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2 為本實用新型中石墨坩堝的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3 為本實用新型中引流導管分支結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型中與Y型引流導管相連接的石墨擋板結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1-鋁母線，2-坩堝，3-引流導管，4-石墨板，5-卡具，6-導流孔，7-通孔。

具體實施方式

下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體的說明，如圖1-4所示，一種鋁母線焊接模具，包括通過卡具5固定在待焊鋁母線1四周的四塊石墨板4和通過Y型引流導管3與石墨板4連接的兩組坩堝2，其中四塊石墨板4其中一塊上開設有通孔7，通孔7與引流導管3一端連通，引流導管3另一端連通坩堝2側(cè)壁的導流孔6，通孔7對準鋁母線表面缺陷處設置。

如圖2 所示，坩堝的內(nèi)部為圓柱形且圓柱下部為半球形，并在底部側(cè)壁開設有圓形導流孔6，使用本裝置時，在導流孔6中放置自熔襯墊，自熔襯墊為厚度1mm 的凹狀鋁片或錫片，根據(jù)鋁母線損傷部位表面積大小，可適當選擇2~3 個自熔塞片做襯墊層疊使用，導流孔6與引流導管3連接，引流導管3的長度及內(nèi)徑可根據(jù)鋁母線缺損位置及坡口大小確定，并與石墨擋板上的中心圓形通孔7相連，使反應后的金屬液迅速流入母線缺損部位。

鋁母線的前后左右四個方向部位由四塊石墨材料板4 覆蓋，并用卡具5將四塊石墨板與鋁母線連接，構(gòu)成一個焊接型腔。不銹鋼制卡具可根據(jù)鋁母線的尺寸調(diào)節(jié)左右兩側(cè)的可伸縮不銹鋼絲桿，用于固定夾緊模具。

本實用新型的保護范圍并不限于上述的實施例，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變形而不脫離本實用新型的范圍和精神。倘若這些改動和變形屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍內(nèi)，則本實用新型的意圖也包含這些改動和變形在內(nèi)。