[发明专利]一种电解槽铝母线和软带带电放热焊方法

说明书

技术领域

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。

背景技术

铝行业电解槽电解槽铝母线和软带损坏后通常采用电解槽大修时采用氩弧焊机逐束（一束通常是由10片1mm铝软带点焊而成）或逐片进行焊接的方法。生产槽损坏后也是利用电解槽停通电焙烧停电的间隙进行焊接。

原有技术：采用氩弧焊机补焊电解槽铝母线和软带受到强磁场的影响很严重，电流越大磁场越强焊接约困难。尤其是大型的电解槽不停电就无法进行焊接。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种电解槽铝母线和软带带电放热焊方法。

本发明一种电解槽铝母线和软带带电放热焊方法通过下述技术方案予以实现：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，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：