電解槽用陰極鋼棒與鋁軟帶的焊接結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電解槽用陰極鋼棒與鋁軟帶的焊接結(jié)構(gòu)，包括陰極鋼棒、鋼鋁復(fù)合塊、鋁軟帶，鋼鋁復(fù)合塊由鋁部分和鋼部分復(fù)合而成，其特征是：鋁軟帶與鋼鋁復(fù)合塊鋁部分連接，陰極鋼棒與鋼鋁復(fù)合塊的鋼部分之間采用堆焊焊接連接，堆焊焊接區(qū)域?yàn)橄抡蠈挼奶菪螀^(qū)域，堆焊焊接區(qū)域的最窄處寬度為25～30毫米。其優(yōu)點(diǎn)是：本實(shí)用新型相較于采用連接片焊接法連接有如下優(yōu)勢：焊口只有一道，可以降低壓降；焊接面的導(dǎo)電面積比連接片焊接要大，且全部是緊密焊接，壓降降低明顯，降低了電耗；焊接過程不受磁場影響，焊接質(zhì)量好，保證了導(dǎo)電效果。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種電解槽用陰極鋼棒與鋁軟帶的焊接結(jié)構(gòu)，屬于電解鋁技術(shù)領(lǐng) 域。 電解槽用陰極鋼棒與鋁軟帶的焊接結(jié)構(gòu)

【背景技術(shù)】
[0002] 電解槽是電解鋁生產(chǎn)企業(yè)必備的設(shè)施，在新建鋁廠時(shí)必須要建電解槽，而且電解 槽在鋁廠日常的生產(chǎn)中需要長期維護(hù)。電解槽部件較多，不論是新建電解槽還是大修電解 槽，步驟和工序都十分繁瑣。在電解鋁行業(yè)規(guī)范中也有對電解槽新建及大修的各部位的檢 驗(yàn)檢測和維修標(biāo)準(zhǔn)。
[0003] 電解槽陰極鋼棒和鋁軟帶的連接就是電解槽在新建或大修中必須解決的問題。目 前的電解槽陰極鋼棒和鋁軟帶的連接均采用焊接工藝，由于陰極鋼棒和鋁軟帶兩部分的材 質(zhì)不同，所以需要用鋼鋁復(fù)合塊作為中間塊，起連接作用。具體做法是：將陰極鋼棒的一端 焊接在鋼鋁復(fù)合塊的鋼端面上，再將鋁軟帶焊接在鋼鋁復(fù)合塊的鋁端面上，實(shí)現(xiàn)電解槽陰 極鋼棒和鋁軟帶的連接。目前在焊接中，無論是鋁軟帶與鋼鋁復(fù)合塊的焊接，還是陰極鋼棒 與鋼鋁復(fù)合塊的焊接均采用連接片焊接法。鋁軟帶與鋼鋁復(fù)合塊采用連接片焊接法是合理 的，但陰極鋼棒與鋼鋁復(fù)合塊采用連接片焊接法就存在很大的缺陷。所謂陰極鋼棒與鋼鋁 復(fù)合塊采用連接片焊接法是將連接片立放在陰極鋼棒與鋼鋁復(fù)合塊之間，一邊與陰極鋼棒 的焊接端焊接，另一對邊與鋼鋁復(fù)合塊焊接端焊接，這樣就會有兩道焊縫；且連接片的厚度 較薄，需要多個(gè)連接片一片緊貼著另一片焊接在陰極鋼棒與鋼鋁復(fù)合塊之間，所以需要多 次焊接。
[0004] 我們知道，電解鋁行業(yè)是一個(gè)高耗電的行業(yè)，要想降低噸鋁成本，降低電耗是根 本，那么降低電耗的具體表現(xiàn)則是降低壓降。一個(gè)顯而易見的問題就是，一道焊縫，壓降會 增加，那么兩道焊縫，壓降勢必會更高。而傳統(tǒng)的陰極鋼棒和鋼鋁復(fù)合塊的焊接采用連接片 焊接法，在焊接面在線大修的實(shí)際操作中，連接片焊接法焊接陰極鋼棒存在以下的問題： 1，陰極鋼棒焊接時(shí)因受場地和強(qiáng)磁場的影響，導(dǎo)致連接片焊接質(zhì)量較差，一小部分的連接 片因受場地的局限無法焊接，因此壓降會增加，電耗增大；2,陰極鋼棒的截面積是65*180 (mm)，用連接片焊接法目前的技術(shù)要求是要用24片連接片，每片截面積為65*5 (mm)的連 接片將陰極鋼棒與鋼鋁復(fù)合塊連接起來，實(shí)際連接片的有效導(dǎo)電面積只有65*120 (mm)，比 陰極鋼棒的焊接端面積少了 65*60 (mm)，焊接端導(dǎo)電面積的減少，導(dǎo)致壓降高、電耗大。
[0005] 總之，采用連接片焊接法焊接陰極鋼棒和鋼鋁復(fù)合塊，因?yàn)閮傻篮缚p會使壓降增 力口；連接片焊接法的局限也會使原本的導(dǎo)電面積在焊接處減少，從而也導(dǎo)致了壓降的增加； 在實(shí)際的操作過程中，在線大修電解槽時(shí)，因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境磁場的影響，連接片焊接時(shí)開始的 幾片在磁場中焊接效果非常不好，也會導(dǎo)致壓降的增加。
[0006] 電解鋁行業(yè)是高耗能行業(yè)，在電解鋁生產(chǎn)中電耗是構(gòu)成電解鋁成本的重要組成， 所以不論采用哪種焊接方法，鋁廠在排除焊接方法本身的缺陷之外，最值得鋁廠關(guān)注的就 是焊接后陰極鋼棒的壓降問題，如果壓降增大很多，就意味著電耗會大大增加，這對電解鋁 行業(yè)是最為不利的，因?yàn)殡姾脑黾訒O大的增加電解鋁的成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有陰極鋼棒與鋁軟帶的連接中陰極鋼棒與鋼鋁復(fù)合 塊采用連接片焊接法存在的缺陷，提供一種導(dǎo)電性好，壓降低的電解槽用陰極鋼棒與鋁軟 帶的焊接結(jié)構(gòu)。
[0008] 本實(shí)用新型的目的是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的：
[0009] 本實(shí)用新型包括陰極鋼棒、鋼鋁復(fù)合塊、鋁軟帶，鋼鋁復(fù)合塊由鋁部分和鋼部分復(fù) 合而成，其特征是：鋁軟帶與鋼鋁復(fù)合塊鋁部分連接，陰極鋼棒與鋼鋁復(fù)合塊的鋼部分之間 采用堆焊焊接連接，堆焊焊接區(qū)域?yàn)橄抡蠈挼奶菪螀^(qū)域，堆焊焊接區(qū)域的最窄處寬度為 25?30暈米。
[0010] 在所述陰極鋼棒與鋼鋁復(fù)合塊的鋼部分的最小距離的邊緣間連接有鋼片。
[0011] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：本實(shí)用新型相較于采用連接片焊接法連接有如下優(yōu)勢：焊 口只有一道，可以降低壓降；焊接面的導(dǎo)電面積比連接片焊接要大，且全部是緊密焊接，壓 降降低明顯，降低了電耗；焊接過程不受磁場影響，焊接質(zhì)量好，保證了導(dǎo)電效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1是采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖中：1、陰極鋼棒，2、堆焊焊接區(qū)域，3、鋼鋁復(fù)合塊，3. 1、鋼鋁復(fù)合塊的鋁部分， 3. 2、鋼鋁復(fù)合塊的鋼部分，4、鋼片，5、鋁軟帶。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 參照附圖，本實(shí)用新型包括陰極鋼棒1、鋼鋁復(fù)合塊3、鋁軟帶5,鋼鋁復(fù)合塊由鋁 部分3. 1和鋼部分3. 2復(fù)合而成，鋁軟帶與鋼鋁復(fù)合塊鋁部分連接，陰極鋼棒與鋼鋁復(fù)合塊 的鋼部分之間采用堆焊焊接連接，堆焊焊接區(qū)域2為下窄上寬的梯形區(qū)域，堆焊焊接區(qū)域 的最窄處寬度為25?30毫米。在陰極鋼棒與鋼鋁復(fù)合塊的鋼部分的最小距離的邊緣間連 接有鋼片4。 實(shí)施例
[0015] 針對某鋁廠的電解槽陰極鋼棒和鋼鋁復(fù)合塊的焊接，焊接方法為：將陰極鋼棒1 與鋼鋁復(fù)合塊的鋼部分3. 2用鋼片4在底端焊接，鋼片4 一端與陰極鋼棒底端焊接，另一端 與鋼鋁復(fù)合塊的鋼部分底端焊接。鋼片要求厚度不超過2毫米，寬度與需要焊接的陰極鋼 棒的寬度相同；用鋼片4將陰極鋼棒1與鋼鋁復(fù)合塊的鋼部分3. 2連接后，兩者之間形成一 個(gè)梯形的堆焊焊接區(qū)域2,該區(qū)域的最窄部位為25-30毫米，以保證焊槍可以工作。采用堆 焊法將堆焊焊接區(qū)域堆焊完畢。
[0016] 在堆焊堆焊焊接區(qū)域時(shí)，因?yàn)樾枰紤]鋼鋁復(fù)合塊3的耐熱度，保證鋼鋁復(fù)合塊3 的質(zhì)量，不能一次性將焊肉補(bǔ)充空間堆焊完畢，需要采用間歇堆焊，堆焊完畢。在某鋁廠的 實(shí)際操作中，綜合考慮氣溫、堆焊面積及堆焊的溫度等問題，分六次將焊肉補(bǔ)充空間堆焊完 畢，而且每次間隔一個(gè)小時(shí)以上。
[0017] 以上工作完成后，再將一片一片的鋁軟帶5與鋼鋁復(fù)合塊的鋁部分3. 1的端面采 用連接片焊接法，焊接起來，工作完畢。
[0018] 對電解槽陰極鋼棒和鋼鋁復(fù)合塊堆焊焊接后進(jìn)行切片檢查：焊肉飽滿、連接牢固、 內(nèi)部無任何裂紋。
[0019] 下面是對采用本實(shí)用新型的電解槽用陰極鋼棒與鋁軟帶的焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行取樣，與 過去的連接片焊接法取樣的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，（以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測試電流為100A，在同一位 置、同一溫度、同一方法下的測試值）
[0020]

【權(quán)利要求】
1. 一種電解槽用陰極鋼棒與鋁軟帶的焊接結(jié)構(gòu)，包括陰極鋼棒、鋼鋁復(fù)合塊、鋁軟帶， 鋼鋁復(fù)合塊由鋁部分和鋼部分復(fù)合而成，其特征是：鋁軟帶與鋼鋁復(fù)合塊鋁部分連接，陰 極鋼棒與鋼鋁復(fù)合塊的鋼部分之間采用堆焊焊接連接，堆焊焊接區(qū)域?yàn)橄抡蠈挼奶菪螀^(qū) 域，堆焊焊接區(qū)域的最窄處寬度為25?30毫米。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽用陰極鋼棒與鋁軟帶的焊接結(jié)構(gòu)，其特征是：在所述 陰極鋼棒與鋼鋁復(fù)合塊的鋼部分的最小距離的邊緣間連接有鋼片。
【文檔編號】C25C3/08GK203866387SQ201420255718
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】劉云飛, 張平 申請人:包頭市中碩焊接科技有限公司