[發明專利]陰極板攪拌摩擦焊接加工方法

在審

• 申請號: 201510097668.7
• 申請日: 2015-03-05
• 公開（公告）號: CN104722913A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 張國義;李剛;普存林
• 申請（專利權）人: 云南大澤電極科技有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/24
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明公開一種焊接方法，具體地是陰極板攪拌摩擦焊接加工方法。

背景技術

濕法冶金中的陰陽極板是一種基礎部件，其加工成型總需要用到焊接工藝，傳統的加工方法一直是用人工氬氟焊接，該焊接方法為人工雙面焊接，其缺點是勞動強度大、成本高、工效低，需要人力雙面焊接；此外還需要消耗氬氣，浪費資源；再者，需要消耗焊料，人工操作，常導致焊接工藝不穩定，產品質量不一致，因此，必然需要進行技術創新，有所突破才能進一步獲得競爭優勢。

攪拌摩擦焊(簡稱FSW)是英國焊接研究所(簡稱TWI)于1991年10月提出的發明專利。攪拌摩擦焊工藝最初主要用于解決鋁合金等低熔點材料的焊接。目前、美國、德國、澳大利亞等國家對攪拌摩擦焊接工藝的研究走在前列，實踐證明，攪拌摩擦焊工藝是自激光焊接問世以來最引人注目的焊接方法。在多個工業領域得到良好應用。

本公司技術人員第一次將攪拌摩擦焊工藝應用于陰極板加工生產，起得了加工技術創新突破。

發明內容

本發明的目的是創新出一種應用攪拌摩擦焊生產陰極板的加工方法，從而極大地提高加工效率和降低成本。

實現本發明的技術方法是這樣的：陰極板攪拌摩擦焊接加工方法，第一步、制作陰極板，該陰極板為鋁陰極板，板面積可為3.2?m²、厚度為8～20毫米，為常規制作的陰極板；第二步、制作導電橫梁，該導電橫梁為雙吊耳陰極板導電橫梁，結構為導電橫梁3上部固定有雙吊耳1、下部設有焊接條2，該橫梁為一次擠壓成型，是整體結構型的；第三步、將導電橫梁與陰極板水平放置，并將導電橫梁下的焊接條2與陰極板4的頂端面對接好，裝入攪拌摩擦焊的夾具內再次校準固定好，使其接觸面有符合要求的壓力；第四步、啟動攪拌摩擦焊接機，進行不穿透焊接，使陰極板4與導電橫梁3焊接為一體；第五步、檢查焊接質量，進行修整打摩，即可制作出完整的陰極板。

本發明的有益效果在于：一是操作過程方便，采用自動機械化攪拌摩擦焊接設備焊接，勞動強度降低，能耗低，最根本地改善了工作環境，較好地保護勞動者的健康；二是單面焊接，雙面成型，焊接口外觀均勻、表面光滑美觀，組織連接均勻，使焊接口密度、抗拉伸性能提高，增加了陰極板的物理性能；三是焊接致密性好，電阻低，陰極板導電性能得到良好改善；極大地提升了產品質量；四是由于焊接技術的改進，對橫梁的平整度、對角線、剪切口等物理尺寸要求增加，對板面坯料的生產工藝要求提高，進一步保證了陰極板加工時的各項參數，保證了它的使用性能和質量提升；五是焊接過程中不需要其他焊接材料，如焊絲、焊條及氬氣，唯一消耗的是焊接攪拌頭，節約了資源，降低了成本，提升了產品競爭力。

附圖說明

圖1是本發明的產品加工成型圖。

圖中、1是雙吊耳、2是焊接條、3是導電橫梁、4是陰極板。

具體實施方式

下面結合附圖，進一步對陰極板攪拌摩擦焊接加工方法作出具體說明。

實施例：陰極板攪拌摩擦焊接加工方法

其方法內容為：第一步、制作陰極板，該陰極板為鋁陰極板，板面積可為3.2?m²、厚度為8～20毫米，為常規制作的陰極板；第二步、制作導電橫梁，該導電橫梁為雙吊耳陰極板導電橫梁，結構為導電橫梁3上部固定有雙吊耳1、下部設有焊接條2，該橫梁為一次擠壓成型，是整體結構型的；第三步、將導電橫梁與陰極板水平放置，并將導電橫梁下的焊接條2與陰極板4的頂端面對接好，裝入攪拌摩擦焊的夾具內再次校準固定好，使其接觸面有符合要求的壓力；第四步、啟動攪拌摩擦焊接機，進行不穿透焊接，使陰極板4與導電橫梁3焊接為一體；第五步、檢查焊接質量，進行修整打摩，即可制作出完整的陰極板。

使用的攪拌摩擦焊接機是現有專用設備，但所使用的夾具是自主設計的，必須要能夠與陰極板配合使用。

使用時由一個帶螺紋圓柱體的攪拌針伸入工件的接縫處，通過焊頭的高速旋轉，使其與焊接工件材料摩擦，從而使連接部位的材料溫度升高軟化。同時對材料進行攪拌摩擦來完成焊接的。

焊頭高速旋轉，伸入焊接口內部進行摩擦和攪拌，旋轉攪拌頭與焊接口之間的摩擦熱，使焊頭前面的材料發生強烈塑性變形，隨著焊頭的移動，高度塑性變形的材料逐漸沉積在攪拌頭的背后，從而形成攪拌摩擦焊焊縫。

焊接過程中不需要其它焊接消耗材料，如焊條、焊絲、焊劑及保護氣體等。唯一消耗的是焊接攪拌頭。