[实用新型]一种通过铝基金属过渡层实现连接的阳极铝导杆组装结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种通过铝基金属过渡层实现连接的阳极铝导杆组装结构。

背景技术

目前在铝电解行业中铸钢爪与铝阳极导杆的连接方式95%以上使用的是单一的铝-钢爆炸焊片进行过度连接。其制作如图1所示，在铝导杆1与铸钢爪5之间放置铝/钢爆炸块3，爆炸块的铝侧与铝导杆1焊接在一起，形成铝-铝焊缝2，爆炸块的钢侧与铸钢爪5焊接在一起，形成钢-钢焊缝4，包括铝钢爆炸块之间的爆炸焊缝，整个铝导杆+铸钢爪阳极结构存在三道焊缝，对于整体结构的导电都会有阻抗效应，特别是爆炸块钢侧与铸钢爪的直接导电面积是钢-钢焊缝4，仅占导电面积的6%左右，其余94%区域为间接导电面积，这样，就会增加电阻，降低结构导电性能，使电解铝的生产耗电量大，生产成本居高难下。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决现有技术中村的上述问题，提出一种在铸钢爪表面通过增材制造铝基金属过渡层，然后将铝基金属过渡层与铝导杆连接，最终实现阳极铝导杆与铸钢爪的连接。上述连接方式减少了焊缝数量，增强了导电性能，最终可以降低电解铝的生产成本，节省电能。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案实现是：一种通过铝基金属过渡层实现连接的阳极铝导杆组装结构，包括铝导杆、铝基金属过渡层、铸钢爪，所述的铝基金属过渡层通过增材制造的方式多层多道堆焊或者合金粉末熔敷堆积在铸钢爪的待连接面上；铝导杆开设有坡口，通过填充焊丝将铝导杆与铸钢爪表面的铝基金属过渡层进行焊接连接。

所述的铝基金属过渡层厚度为20～40mm。

在铸钢爪待连接面增材制造铝基过渡层时，可以在表面上涂覆氟化物钎剂层，用于在堆焊铝基金属或者熔敷合金粉末时促进熔化的铝的润湿与铺展。

增材制造的热源包括激光、电弧、电子束等焊接热源，填充材料为铝硅合金焊丝或者合金粉末。

本实用新型的通过铝基金属过渡层实现连接的阳极铝导杆组装结构，采用增材制造的方式直接在铸钢爪上增加铝基金属作为过渡层，过渡层和铸钢爪的连接采用了铝熔化，钢保持固态的熔+钎焊方式，直接减去了普通的爆炸过渡层中的钢板块，最终减少了钢-钢焊接接头。最终只需将铝导杆和铸钢爪上增加的铝基金属的过渡层焊合即可，整个结构的导电面积可达100%，大大增强了铸钢爪+铝导杆结构的导电性能，有效降低电解铝作业时的耗电量，经济效益非常显著。

附图说明

图1为现有技术中电解铝行业使用的通过铝-钢爆炸焊片进行过渡连接的结构示意图。图中：1、铝导杆；2、铝-铝焊缝；3、铝/钢爆炸块；4、钢-钢焊缝；5、铸钢爪。

图2为本实用新型的通过铝基金属过渡层实现连接的阳极铝导杆组装结构的结构示意图。图中：1、铝导杆；2、铝-铝焊缝；3、铝金属过渡层；4、铸钢爪。

具体实施方式

如图2所示，本实用新型的通过铝基金属过渡层实现连接的阳极铝导杆组装结构，包括铝导杆1，铝基金属过渡层3，铸钢爪4。铝基金属过渡层3通过增材制造的方式多层多道堆焊或者合金粉末熔敷堆积在铸钢爪4的待连接面上；铝导杆1开设有坡口，通过填充焊丝将铝导杆1与铸钢爪4表面的铝基金属过渡层3进行焊接连接。

铝基金属过渡层3的厚度为20～40mm。增材制造的热源包括激光、电弧、电子束等焊接热源，填充材料为铝硅合金焊丝或者合金粉末。铸钢爪4的待连接面上涂覆有氟化物钎剂层，用于在堆焊铝基金属时促进熔化的铝的润湿与铺展。

本实用新型的通过铝基金属过渡层实现连接的阳极铝导杆组装结构，是在铸钢爪4上通过增材制造的方式在铸钢爪上增加一定厚度的铝基金属过渡层3。具体的焊接方法是铝基金属过渡层3和铸钢爪4的连接采用了铝熔化，钢保持固态的熔+钎焊方式。铝导杆1和铝基金属过渡层3采用普通的电弧焊接即可。整个铝导杆+铸钢爪阳极结构仅存在一道焊缝，即铝-铝焊缝2，大大增强了铸钢爪+铝导杆结构的导电性能，有效降低电解铝作业时的耗电量，经济效益非常显著。