[發明專利]一種電解槽鋁母線和軟帶帶電放熱焊方法

無效

• 申請號: 201210462757.3
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN102990222A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 張耀海;張愛新;王平;朱革新;安華;師偉;祁文青;張國林
• 申請（專利權）人: 中國鋁業股份有限公司
• 主分類號: B23K23/00
• 分類號: B23K23/00;C25C3/16
• 代理公司: 西寧金語專利代理事務所 63101
• 代理人: 哈慶華

1.一種電解槽鋁母線和軟帶帶電放熱焊方法，包括帶電修復鋁母線和鋁軟帶模具，其特征在于所述的用于帶電放熱焊方法包括以下步驟：

1）坩堝材料的選擇

放熱焊接用坩堝所用材料為石墨做為制作放熱焊坩堝的材料；

2）坩堝模具

坩堝模具包括石墨蓋，石墨分流器，石墨坩堝，焊接模具，石墨底板，所有的模具是采用石墨通過電腦加工制成，加工精度較高，模具之間的配合良好有效防止了高溫合金的在焊接過程中溢出；

3）焊接模具

焊接模具包括用來形成焊縫、預熱及澆注系統部分的型腔；焊接時液態金屬進入焊接模具焊縫部位的型腔中，冷卻時形成一定形狀的焊接接頭；其他部位型腔的澆、冒口通道均為工藝所需要；鑄型應具有足夠的耐高溫性，保證在預熱時不坍塌；應有足夠的強度，在澆注時鑄型應不被沖垮，不變形，并保持要求的尺寸；同時還應有足夠的透氣性，這樣可以使金屬中溶解的氣體和鑄型內的氣體在澆注過程中及時排出，防止形成氣孔等缺陷；

為了采用放熱焊接實現軟帶修補，組織技術人員進行了相關尺寸的測量，隨后進行了焊接模具的設計模具；

4）澆注片、堵片

澆注孔與坩堝下口相通，孔的直徑和高度有澆注金屬量確定；

孔高越大，金屬流速越大，對工件表面的沖刷作用越強；

在放熱焊接中自絨熔堵片的尺寸與孔徑相配；其作用是放熱焊接反應達到一定溫度時，堵片熔化，實現自動澆注；

堵片厚度是3mm，它決定著自動澆注的起始時間；

二、母線修補焊接焊劑

實現鋁-鋁焊接的放熱焊焊劑主要有氧化錫、鋁粉等組成，其化學反應：

SnO₂+Al→Al₂O₃+Sn+900℃????焊藥型號：1000A22

（1）鋁粉

對鋁材化學成分的要求：放熱焊焊劑一般要求鋁材有較高的純度，有害雜質如鐵、硅、銅總和要少；放熱焊要求鋁粉不被受潮和氧化，因為氧化鋁不僅在反應中會延遲燃燒，而且降低還原能力，影響焊接質量；

如制成的鋁粉潮濕，可能形成氫氧化鋁，在高溫反應下，會產生水，分解成氫和氧，以致引起氣孔等缺陷；所以放熱焊接焊劑要求鋁粉化學成分合適外，應密封好，現拆現用；

對鋁粉粒度的要求，粒度大小對反應速度影響很大，所以放熱焊接焊劑對鋁粉粒度有一定的要求范圍；一般采用粒度小于0.6的鋁粉，并且要求不同粒度的鋁粉按照一定比例進行配制；

（2）氧化物

氧化物一方面可以供給反應時需要的大量的氧，產生熱量；同時還原的金屬還可以作為焊接的填充金屬；在焊補軟母帶中，選擇了SnO₂作為氧化物；

氧化錫，式量150.，白色，四方、六方或正交晶體，密度為6.95克/厘米3，熔點1630℃，于1800～1900℃升華；難溶于水、醇、稀酸和堿液；緩溶于熱濃強堿溶液并分解，與強堿共熔可生成錫酸鹽；能溶于濃硫酸或濃鹽酸；用于制錫鹽、催化劑、媒染劑，配制涂料，玻璃、搪瓷工業用作拋光劑；錫在空氣中灼燒或將Sn(OH)4加熱分解可制得；

該反應生成物是錫；錫，碳族元素，原子序數50，原子量118.71，元素名來源于拉丁文；錫是銀白色的軟金屬，比重為7.3，熔點低，只有232℃；在空氣中錫的表面生成二氧化錫保護膜而穩定，加熱下氧化反應加快；錫與鹵素加熱下反應生成四鹵化錫；也能與硫反應；錫對水穩定，能緩慢溶于稀酸，較快溶于濃酸中；錫能溶于強堿性溶液；在氯化鐵、氯化鋅等鹽類的酸性溶液中會被腐蝕；?

三、母線及鋁軟帶焊補

母線和鋁軟帶焊補如下：

1）焊接過程：

（1）、準備軟母帶，把軟母帶提前用原焊接方式焊接到預制好的鋁塊上（鋁塊的尺寸為：70*70*200），所示將軟帶母線形成一個8°的斜面；

（2）、對所需要維修更換軟母帶位置的母線部位進行焊接前處理，處理的主要任務是進行打磨，去除氧化層及油脂，使母線干凈、平整；

（3）、安裝模具及軟母帶的固定工作，同時對模具周邊用高溫防火泥進行封堵，檢查并確認密封性；

（4）、使用卡具和螺桿將模子固定在位置上、擰緊栓扣和螺桿；

（5）、放置坩堝到模子上，將坩堝和模子對齊；放置圓盤B118R32BLK到坩堝上；

（6）牢牢的固定住焊接材料袋，通過敲擊3-4次袋子來混合其中的成分；

（7）看與模子和焊接材料袋裝在一起的說明書；

（8）從頂部割開袋子（ACC4005J4）并倒出少量的焊接材料到坩堝中，來證實圓盤B118R32BLK已經完全放置好了；

(9)將剩余的焊接材料倒入坩堝；

(10)將蓋子蓋到坩堝上；

(11)清除焊接區域中的人員；

(12)放置啟動即點火材料到蓋子的頂部和中間；

(13)點燃焊接材料，使用一個點火器或T320打火石點火器；

(14)5分鐘后拆卸模子；

在母線帶電過程中焊接，要將模具同其它周邊的絕緣處理；

2)焊接結果

焊接后的接頭堅固、飽滿、切開后組織致密，可滿足使用要求。