[发明专利]阴极板搅拌摩擦焊接加工方法

说明书

技术领域

本发明公开一种焊接方法，具体地是阴极板搅拌摩擦焊接加工方法。

背景技术

湿法冶金中的阴阳极板是一种基础部件，其加工成型总需要用到焊接工艺，传统的加工方法一直是用人工氩氟焊接，该焊接方法为人工双面焊接，其缺点是劳动强度大、成本高、工效低，需要人力双面焊接；此外还需要消耗氩气，浪费资源；再者，需要消耗焊料，人工操作，常导致焊接工艺不稳定，产品质量不一致，因此，必然需要进行技术创新，有所突破才能进一步获得竞争优势。

搅拌摩擦焊(简称FSW)是英国焊接研究所(简称TWI)于1991年10月提出的发明专利。搅拌摩擦焊工艺最初主要用于解决铝合金等低熔点材料的焊接。目前、美国、德国、澳大利亚等国家对搅拌摩擦焊接工艺的研究走在前列，实践证明，搅拌摩擦焊工艺是自激光焊接问世以来最引人注目的焊接方法。在多个工业领域得到良好应用。

本公司技术人员第一次将搅拌摩擦焊工艺应用于阴极板加工生产，起得了加工技术创新突破。

发明内容

本发明的目的是创新出一种应用搅拌摩擦焊生产阴极板的加工方法，从而极大地提高加工效率和降低成本。

实现本发明的技术方法是这样的：阴极板搅拌摩擦焊接加工方法，第一步、制作阴极板，该阴极板为铝阴极板，板面积可为3.2 m²、厚度为8～20毫米，为常规制作的阴极板；第二步、制作导电横梁，该导电横梁为双吊耳阴极板导电横梁，结构为导电横梁3上部固定有双吊耳1、下部设有焊接条2，该横梁为一次挤压成型，是整体结构型的；第三步、将导电横梁与阴极板水平放置，并将导电横梁下的焊接条2与阴极板4的顶端面对接好，装入搅拌摩擦焊的夹具内再次校准固定好，使其接触面有符合要求的压力；第四步、启动搅拌摩擦焊接机，进行不穿透焊接，使阴极板4与导电横梁3焊接为一体；第五步、检查焊接质量，进行修整打摩，即可制作出完整的阴极板。

本发明的有益效果在于：一是操作过程方便，采用自动机械化搅拌摩擦焊接设备焊接，劳动强度降低，能耗低，最根本地改善了工作环境，较好地保护劳动者的健康；二是单面焊接，双面成型，焊接口外观均匀、表面光滑美观，组织连接均匀，使焊接口密度、抗拉伸性能提高，增加了阴极板的物理性能；三是焊接致密性好，电阻低，阴极板导电性能得到良好改善；极大地提升了产品质量；四是由于焊接技术的改进，对横梁的平整度、对角线、剪切口等物理尺寸要求增加，对板面坯料的生产工艺要求提高，进一步保证了阴极板加工时的各项参数，保证了它的使用性能和质量提升；五是焊接过程中不需要其他焊接材料，如焊丝、焊条及氩气，唯一消耗的是焊接搅拌头，节约了资源，降低了成本，提升了产品竞争力。

附图说明

图1是本发明的产品加工成型图。

图中、1是双吊耳、2是焊接条、3是导电横梁、4是阴极板。

具体实施方式

下面结合附图，进一步对阴极板搅拌摩擦焊接加工方法作出具体说明。

实施例：阴极板搅拌摩擦焊接加工方法

其方法内容为：第一步、制作阴极板，该阴极板为铝阴极板，板面积可为3.2 m²、厚度为8～20毫米，为常规制作的阴极板；第二步、制作导电横梁，该导电横梁为双吊耳阴极板导电横梁，结构为导电横梁3上部固定有双吊耳1、下部设有焊接条2，该横梁为一次挤压成型，是整体结构型的；第三步、将导电横梁与阴极板水平放置，并将导电横梁下的焊接条2与阴极板4的顶端面对接好，装入搅拌摩擦焊的夹具内再次校准固定好，使其接触面有符合要求的压力；第四步、启动搅拌摩擦焊接机，进行不穿透焊接，使阴极板4与导电横梁3焊接为一体；第五步、检查焊接质量，进行修整打摩，即可制作出完整的阴极板。

使用的搅拌摩擦焊接机是现有专用设备，但所使用的夹具是自主设计的，必须要能够与阴极板配合使用。

使用时由一个带螺纹圆柱体的搅拌针伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化。同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。

焊头高速旋转，伸入焊接口内部进行摩擦和搅拌，旋转搅拌头与焊接口之间的摩擦热，使焊头前面的材料发生强烈塑性变形，随着焊头的移动，高度塑性变形的材料逐渐沉积在搅拌头的背后，从而形成搅拌摩擦焊焊缝。

焊接过程中不需要其它焊接消耗材料，如焊条、焊丝、焊剂及保护气体等。唯一消耗的是焊接搅拌头。