[发明专利]一种用于阳极钢爪修复的钎焊材料及其制备方法

说明书

一种用于阳极钢爪修复的钎焊材料及其制备方法，钎焊材料包括筒状钎料和半环状钎料，待修复的阳极钢爪头的腐蚀段切除，下端加工有凸台，替换腐蚀段的圆钢上端加工有凹槽，筒状钎料放置在凹槽内，半环状钎料放置在凹槽边沿上；筒状钎料是由表面涂覆有钎剂层的钎料薄带沿着长度方向多次折叠成钎料与钎剂相互交替的短带状钎料、再以短边为轴卷绕而成的；半环状钎料是由表面涂覆有钎剂层的钎料薄带裁剪成半环状钎料带、并多层叠加而成的；钎料薄带按重量份数包括铜50~55份，锌37.5~41份，锰3.6~4.3份，钴1.9~2.6份，铁0.7~0.95份，镀铜石墨烯1.6~1.9份和微量元素0.1~0.3份；本发明的钎焊材料专为修复阳极钢爪，修复后的钢爪电阻率显著降低，导电性好，强度高，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及电解铝行业冶金铸造领域，特别涉及一种用于阳极钢爪修复的钎焊材料及其制备方法。

背景技术

在现代铝电解工业中，阳极使用的是炭阳极，阳极钢爪与铝导杆及阳极炭块构成阳极组装块，电解槽与阳极母线之间，在铝电解过程中承载着大容量的电流。在电解生产过程中，由于阳极钢爪处于腐蚀气氛中，工作面接触的温度大约在350℃～900℃，因此，在高温、大电流作业环境下，钢爪极易受到高温电解液、极上料、空气和电解烟气的侵蚀，同时还要承受热应力、电磁力和碰撞力的破坏，导致钢爪部位腐蚀严重，工作一段时间之后，连接阳极炭块的钢爪就会逐渐变细，导致钢爪变细部位的电阻增大，发热严重，能耗增加，这样反过来又进一步加快了逐步变细钢爪部位的腐蚀，造成钢爪电阻增大，使得电耗增大进而影响电解的效率，而且还可能因为变细的钢爪头无法承受阳极炭块的重量而断裂甚至导致阳极炭块的脱落。因此，当钢爪逐步腐蚀变细到一定程度时就必须报废更换，这就使阳极钢爪消耗量大，修复任务较为繁重。

长期以来，国内电解铝企业对阳极钢爪的修复均采用手工电弧焊方法，即传统围焊法，但因焊件坡口加工及焊接工艺的局限性，该焊接方法不仅效率低，而且焊接接头存在焊接面积小，接头强度低，电阻率大，使用寿命短等缺点，因此严重影响并制约电解铝企业对生产成本的控制。本发明提出一种用于阳极钢爪修复的钎焊材料及其制备方法，使修复后的钢爪电阻率显著降低，导电性好，强度高，使用寿命长。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供的是一种用于阳极钢爪修复的钎焊材料及其制备方法，该钎焊材料专为修复阳极钢爪，修复后的钢爪电阻率显著降低，导电性好，强度高，使用寿命长。

本发明所采用的技术方案是：一种用于阳极钢爪修复的钎焊材料，所述钎焊材料包括与待修复的阳极钢爪头及修复用的圆钢匹配使用的筒状钎料和半环状钎料，待修复的阳极钢爪头的腐蚀段切除，下端加工有凸台，替换腐蚀段的圆钢与阳极钢爪头同直径、同长度，且上端加工有凹槽，所述筒状钎料放置在所述凹槽内，所述半环状钎料放置在圆钢的凹槽边沿上；

所述筒状钎料是由表面涂覆有钎剂层的钎料薄带沿着长度方向多次折叠成钎料与钎剂相互交替的短带状钎料、再以短带状钎料的短边为轴卷绕而成的；所述半环状钎料是由表面涂覆有钎剂层的钎料薄带裁剪成半环状钎料带、并将半环状钎料带多层叠加而成的；

所述钎料薄带按重量份数包括铜50~55份，锌37.5~41份，锰3.6~4.3份，钴1.9~2.6份，铁0.7~0.95份，镀铜石墨烯1.6~1.9份和微量元素0.1~0.3份，所述微量元素包括硅、铬、硼中的一种或两种。

进一步的，所述筒状钎料的厚度为所述凹槽与所述凸台的半径差。

进一步的，所述半环状钎料的叠加厚度为所述凸台的高度与所述凹槽的深度的差。

进一步的，所述筒状钎料及半环状钎料的表面均涂覆有去膜剂，所述去膜剂为膏状或粉末状，包括硼砂、硼酸和硼酐中的至少一种以及碱金属、碱土金属的氟化物、碱土金属的氯化物的混合物。

一种用于阳极钢爪修复的钎焊材料的制备方法，包括以下步骤：