[发明专利]一种电解槽铝母线和软带带电放热焊方法

摘要

本发明涉及铝电解技术领域，具体地说是涉及一种电解槽带电铝母线和铝软带损坏重新焊接修复的方法。所述的用于带电放热焊方法包括以下步骤：1）坩埚材料的选择；2）坩埚模具；3）焊接模具；4）浇注片、堵片；5）焊接。本发明方法利用放热焊的原理设计了200kA电解槽电解槽铝母线和软带带电焊接模具并成功进行了带电焊接。使用本发明方法电解槽不用停电就可以采用放热焊接的方式进行电解槽铝母线和软带带电焊接，无需电解槽系列停电，可以节约成本，降低修理费用。

主权项

一种电解槽铝母线和软带带电放热焊方法，包括带电修复铝母线和铝软带模具，其特征在于所述的用于带电放热焊方法包括以下步骤：1）坩埚材料的选择放热焊接用坩埚所用材料为石墨做为制作放热焊坩埚的材料；2）坩埚模具坩埚模具包括石墨盖，石墨分流器，石墨坩埚，焊接模具，石墨底板，所有的模具是采用石墨通过电脑加工制成，加工精度较高，模具之间的配合良好有效防止了高温合金的在焊接过程中溢出；3）焊接模具焊接模具包括用来形成焊缝、预热及浇注系统部分的型腔；焊接时液态金属进入焊接模具焊缝部位的型腔中，冷却时形成一定形状的焊接接头；其他部位型腔的浇、冒口通道均为工艺所需要；铸型应具有足够的耐高温性，保证在预热时不坍塌；应有足够的强度，在浇注时铸型应不被冲垮，不变形，并保持要求的尺寸；同时还应有足够的透气性，这样可以使金属中溶解的气体和铸型内的气体在浇注过程中及时排出，防止形成气孔等缺陷；为了采用放热焊接实现软带修补，组织技术人员进行了相关尺寸的测量，随后进行了焊接模具的设计模具；4）浇注片、堵片浇注孔与坩埚下口相通，孔的直径和高度有浇注金属量确定；孔高越大，金属流速越大，对工件表面的冲刷作用越强；在放热焊接中自绒熔堵片的尺寸与孔径相配；其作用是放热焊接反应达到一定温度时，堵片熔化，实现自动浇注；堵片厚度是3mm，它决定着自动浇注的起始时间；二、母线修补焊接焊剂实现铝‑铝焊接的放热焊焊剂主要有氧化锡、铝粉等组成，其化学反应：SnO2+Al→Al2O3+Sn+900℃    焊药型号：1000A22（1）铝粉对铝材化学成分的要求：放热焊焊剂一般要求铝材有较高的纯度，有害杂质如铁、硅、铜总和要少；放热焊要求铝粉不被受潮和氧化，因为氧化铝不仅在反应中会延迟燃烧，而且降低还原能力，影响焊接质量；如制成的铝粉潮湿，可能形成氢氧化铝，在高温反应下，会产生水，分解成氢和氧，以致引起气孔等缺陷；所以放热焊接焊剂要求铝粉化学成分合适外，应密封好，现拆现用；对铝粉粒度的要求，粒度大小对反应速度影响很大，所以放热焊接焊剂对铝粉粒度有一定的要求范围；一般采用粒度小于0.6的铝粉，并且要求不同粒度的铝粉按照一定比例进行配制；（2）氧化物氧化物一方面可以供给反应时需要的大量的氧，产生热量；同时还原的金属还可以作为焊接的填充金属；在焊补软母带中，选择了SnO2作为氧化物；氧化锡，式量150.，白色，四方、六方或正交晶体，密度为6.95克/厘米3，熔点1630℃，于1800～1900℃升华；难溶于水、醇、稀酸和碱液；缓溶于热浓强碱溶液并分解，与强碱共熔可生成锡酸盐；能溶于浓硫酸或浓盐酸；用于制锡盐、催化剂、媒染剂，配制涂料，玻璃、搪瓷工业用作抛光剂；锡在空气中灼烧或将Sn(OH)4加热分解可制得；该反应生成物是锡；锡，碳族元素，原子序数50，原子量118.71，元素名来源于拉丁文；锡是银白色的软金属，比重为7.3，熔点低，只有232℃；在空气中锡的表面生成二氧化锡保护膜而稳定，加热下氧化反应加快；锡与卤素加热下反应生成四卤化锡；也能与硫反应；锡对水稳定，能缓慢溶于稀酸，较快溶于浓酸中；锡能溶于强碱性溶液；在氯化铁、氯化锌等盐类的酸性溶液中会被腐蚀； 三、母线及铝软带焊补母线和铝软带焊补如下：1）焊接过程：（1）、准备软母带，把软母带提前用原焊接方式焊接到预制好的铝块上（铝块的尺寸为：70*70*200），所示将软带母线形成一个8°的斜面；（2）、对所需要维修更换软母带位置的母线部位进行焊接前处理，处理的主要任务是进行打磨，去除氧化层及油脂，使母线干净、平整；（3）、安装模具及软母带的固定工作，同时对模具周边用高温防火泥进行封堵，检查并确认密封性；（4）、使用卡具和螺杆将模子固定在位置上、拧紧栓扣和螺杆；（5）、放置坩埚到模子上，将坩埚和模子对齐；放置圆盘B118R32BLK到坩埚上；（6）牢牢的固定住焊接材料袋，通过敲击3‑4次袋子来混合其中的成分；（7）看与模子和焊接材料袋装在一起的说明书；（8）从顶部割开袋子（ACC4005J4）并倒出少量的焊接材料到坩埚中，来证实圆盘B118R32BLK已经完全放置好了；(9)将剩余的焊接材料倒入坩埚；(10)将盖子盖到坩埚上；(11)清除焊接区域中的人员；(12)放置启动即点火材料到盖子的顶部和中间；(13)点燃焊接材料，使用一个点火器或T320打火石点火器；(14)5分钟后拆卸模子；在母线带电过程中焊接，要将模具同其它周边的绝缘处理；2)焊接结果焊接后的接头坚固、饱满、切开后组织致密，可满足使用要求。