[發(fā)明專利]陽極鋼爪頭的修復(fù)方法及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010416875.5
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111549357B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜全斌;張黎燕;劉春鵬;王方方;董光;王星星
• 申請（專利權(quán)）人: 河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院
• 主分類號: C25C3/12
• 分類號: C25C3/12;B22F3/105;B22F5/00;B23P6/00;B33Y10/00;B33Y50/02
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 劉建榮

本發(fā)明提供了一種陽極鋼爪頭的修復(fù)方法及其應(yīng)用，涉及電解鋁生產(chǎn)技技術(shù)領(lǐng)域，陽極鋼爪頭的修復(fù)方法包括：利用3D打印對待修復(fù)的陽極鋼爪頭進(jìn)行修復(fù)。該修復(fù)方法簡單高效，可以快速地恢復(fù)燒損陽極鋼爪的原始徑向尺寸，自動化程度高，修復(fù)效率高，可實施性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電解鋁生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種陽極鋼爪頭的修復(fù)方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

陽極鋼爪是電解鋁生產(chǎn)過程使用較多的設(shè)備配件，由于其長時間與電解鋁液接觸，在高溫、大電流作業(yè)環(huán)境中極易被腐蝕，從而造成消耗量大，修復(fù)任務(wù)較為繁重。長期以來，國內(nèi)電解鋁企業(yè)對陽極鋼爪的修復(fù)均采用手工電弧焊方法，即傳統(tǒng)圍焊法，但因焊件坡口加工及焊接工藝的局限性，該焊接方法不僅效率低，而且焊接接頭存在焊接面積小，接頭強(qiáng)度低，電阻率大，使用壽命短等缺點，因此嚴(yán)重影響并制約電解鋁企業(yè)對生產(chǎn)成本的控制。

針對傳統(tǒng)圍焊法的諸多缺陷，近幾年相關(guān)研究者研發(fā)了一些新的修復(fù)方法，并已經(jīng)投入使用，如熔鑄技術(shù)、堆焊法、電渣焊、自動窄間隙電弧焊以及釬焊等。上述方法在一定程度上克服了圍焊法修復(fù)的陽極鋼爪強(qiáng)度低、電阻率大的缺陷，但也存在局限性，如熔鑄技術(shù)設(shè)備投入大、占地面積大、安全性較差；堆焊法、電渣焊和自動窄間隙電弧焊均需要輔助圓鋼棒和連接片，前期準(zhǔn)備工作量較大；釬焊法裝配精度要求較高，且對工人技術(shù)水平要求較高。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種陽極鋼爪頭的修復(fù)方法，該修復(fù)方法簡單高效，可以快速地恢復(fù)燒損陽極鋼爪的原始徑向尺寸，自動化程度高，修復(fù)效率高，可實施性強(qiáng)。

本發(fā)明提供的陽極鋼爪頭的修復(fù)方法，包括：

利用3D打印對待修復(fù)的陽極鋼爪頭進(jìn)行修復(fù)。

進(jìn)一步地，包括：

對規(guī)則陽極鋼爪頭的模型和待修復(fù)的陽極鋼爪頭的模型進(jìn)行布爾差運(yùn)算，得到待增材制造模型；

利用所述待增材制造模型在所述待修復(fù)的陽極鋼爪頭上進(jìn)行3D打印，完成對所述待修復(fù)的陽極鋼爪頭的修復(fù)。

進(jìn)一步地，利用所述待增材制造模型對所述待修復(fù)的陽極鋼爪頭進(jìn)行3D打印包括：

將所述待增材制造模型分割成填充模型和蓋面模型；

依次利用所述填充模型和蓋面模型在所述待修復(fù)的陽極鋼爪頭上進(jìn)行3D打印；

優(yōu)選地，對所述填充模型和蓋面模型進(jìn)行切片之后再在所述待修復(fù)的陽極鋼爪頭上進(jìn)行3D打印；

優(yōu)選地，所述3D打印包括電弧3D打印。

進(jìn)一步地，所述蓋面模型的厚度與所述待修復(fù)的陽極鋼爪頭的直徑之比為1﹕(5～10)。

進(jìn)一步地，所述填充模型的切片厚度為4～7mm，

和/或，所述蓋面模型的切片厚度為3～5mm。

進(jìn)一步地，進(jìn)行3D打印的材料包括金屬絲材；

優(yōu)選地，利用所述填充模型在所述待修復(fù)的陽極鋼爪頭上進(jìn)行3D打印采用的金屬絲材包括低合金鋼焊絲；

優(yōu)選地，所述低合金鋼焊絲的屈服強(qiáng)度為200～350MPa；

優(yōu)選地，利用所述蓋面模型在所述待修復(fù)的陽極鋼爪頭上進(jìn)行3D打印采用的金屬絲材包括鎳鉻焊絲、鎳鉻鉬焊絲以及鎳鉻鎢鉬焊絲中的至少一種。

進(jìn)一步地，采用逆向工程的方法重構(gòu)待修復(fù)的陽極鋼爪頭的模型，和/或

采用三維軟件構(gòu)建所述規(guī)則陽極鋼爪頭的模型；