[發明專利]一種鋁電解槽用陰極軟帶和大母線的二次自蔓延焊接方法

有效

• 申請號: 201310208334.3
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103317226A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 楊宏偉;張國棟;楊勇;張曉軍;張思賢;尚文祥;李海琦
• 申請（專利權）人: 青銅峽鋁業股份有限公司;武漢大學
• 主分類號: B23K23/00
• 分類號: B23K23/00;B23K35/22
• 代理公司: 寧夏專利服務中心 64100
• 代理人: 古玲玉

技術領域

本發明涉及一種焊接方法，尤其是涉及一種鋁電解槽用陰極軟帶和大母線的二次自蔓延焊接方法。

背景技術

近年來，我國鋁工業發展迅速，電解鋁產量雄踞世界首位，鋁電解技術在許多方面達到或接近世界先進水平。在電解鋁生產中，為了提高鋁的產量，鋁電解槽的電流強度呈現上升的趨勢，目前國內的鋁電解槽的電流強度已經達到350KA。在電解鋁過程中，直流電一般都是通過陰極鋼棒進入母線系統。在現有技術中，一般都是將陰極鋼棒和銅鋁或者鋼鋁爆炸塊連接在一起，從而連接整個系統。無論采用哪種爆炸塊，都需要進行就地維修。而在電解鋁過程中，如此大的直流電流在電解槽機器周圍產生了直徑達到數米的強磁場，磁場的強度經計算可以達到180高斯。在生產過程中由于電解槽漏槽或者其它原因容易導致在陰極大母線和陰極小軟帶產生損壞，尤其是陰極小軟帶被沖斷。此時就需要進行修復，目前可以應用的有氣焊、碳弧焊和自蔓延焊接兩種方法。氣焊方法只適用于薄板件，而且效率低下，只能應用在鋁軟帶局部修補。采用碳弧焊接需要降電流、停電，會導致電解鋁產量的減少、能耗大幅度增加，槽況出現異常等。自蔓延焊接方法是目前廣泛應用的鋁電解槽不停電修復技術，但是該技術在焊接陰極軟帶和大母線等不等面積的截面的時候，因熱量難以控制而導致無法進行有限的焊接。熱量過高導致軟帶一側熔穿，熱量過低導致無法焊接上。目前如何改進自蔓延焊接工藝成為其應用過程中的一個關鍵技術。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺陷，提供一種主要用于解決鋁電解槽陰極結構處陰極軟帶損傷、脫落的強磁場下不停電原位修復問題、操作簡單、安全高效、質量可靠、可以滿足工業需要提供一種用來焊接陰極小軟帶和陰極母線，使其在焊接不等截面的工件的時候具有良好的導電性和強度的一種鋁電解槽用陰極軟帶和大母線的二次自蔓延焊接方法。

本發明通過如下方式實現：

一種鋁電解槽用陰極軟帶和大母線的二次自蔓延焊接方法，其特征是：首先取下廢舊陰極軟帶，然后把新的軟帶束一頭焊接鋁板，另一頭焊接鋼鋁爆炸塊，接下來清除新的軟帶端頭的鋁板和以及母材的待焊接部位的氧化層和油污，在坡口面涂滿鋁焊劑，并把石墨板固定在焊縫的底部和左右兩側，構成焊接坡口，在坡口上方放置坩堝，坩堝內置自熔塞，然后將母材和坩堝預熱，在焊縫中放滿焊粉，在坩堝中放置焊粉5Kg，兩處焊粉的表面均撒上引火粉，引燃焊縫中引火粉，待焊粉反應完畢之后，迅速將坩堝架在焊縫上方，此時引燃坩堝內的引火粉，使坩堝內的焊粉反應，當金屬溶液進入焊縫的時候就會完成軟帶端頭的鋁板和母線之間的焊接，而軟帶的另一端的鋼鋁爆炸塊通過電弧焊與槽殼上的鋼棒連接在一起；

所述焊粉是由以下重量百分含量的材料均勻攪拌、充分混合而來：還原劑13~40%，金屬氧化物25~55%，金屬鹵化物2~10%，金屬添加物10~50%，稀土元素0.03~0.5%；

所述焊接坡口的形狀為V形，傾角為3~5度，焊接坡口的間隙為30-40mm；

焊接之前母材和坩堝預熱溫度為200~300℃；

所述引燃焊縫中引火粉，與引燃坩堝內的引火粉兩次點火時間間隔在1-10秒；

所述坩堝的澆口要偏向大母線一側；

是利用氣割或其他機械方法把所述廢舊的陰極軟帶從陰極鋼棒上和母線上取下來，然后在大修車間利用電弧焊把新的軟帶束一頭焊接鋁板，另一頭焊接鋼鋁爆炸塊；

所述自熔塞為厚度2mm的純鋁片。

本發明有如下效果：

1）工藝方法獨特：本發明提供的焊接方法首先取下廢舊陰極軟帶，然后把新的軟帶束一頭焊接鋁板，另一頭焊接鋼鋁爆炸塊，接下來清除新的軟帶端頭的鋁板和以及母材的待焊接部位的氧化層和油污，在坡口面涂滿鋁焊劑，并把石墨板固定在焊縫的底部和左右兩側，在焊縫上方放置坩堝，坩堝內置自熔塞，然后將母材和坩堝預熱，在焊縫中放滿焊粉，在坩堝中放置焊粉5Kg，兩處焊粉的表面均撒上引火粉，引燃焊縫中引火粉，待焊粉反應完畢之后，迅速將坩堝架在焊縫上方，此時引燃坩堝內的引火粉，使坩堝內的焊粉反應，當金屬溶液進入焊縫的時候就會完成軟帶端頭的鋁板和母線之間的焊接，而軟帶的另一端的鋼鋁爆炸塊通過電弧焊與槽殼上的鋼棒連接在一起；該焊接方法將含有還原劑和金屬氧化物的自蔓延反應藥劑，放入位于焊口上部、底部帶有自熔塞的石墨坩堝中，用引火粉點燃后，產生熔融的金屬液流入下面的焊接型腔中，實現鋁導線的原位快速焊接修復。