[实用新型]阳极钢爪快速修复焊接机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种焊接设备，尤其涉及一种阳极钢爪快速修复焊接机。

背景技术

阳极钢爪是电解铝行业的消耗品，它的作用是控制阳极碳块并输送电流。由于阳极钢爪工作环境温度在1000℃以上，而且电解槽电解质中含有较高的NaF 液体，电解过程释放HF气体，阳极钢爪在高温氧化以及HF气体腐蚀的情况，阳极钢爪底部约100mm的部位越来越细，越来越短，直到钢爪不能使用。由于阳极钢爪缺损部分只占整个钢爪的15％左右，其余均完好无损，因此各企业为了追求经济效益，将钢爪的损坏部分修复后再进行使用，以延长其使用寿命。具体的做法是将阳极钢爪损坏部分切除，再用一段等长的新钢棒采用电弧焊人工焊接的方法焊在一起，完成钢爪的修复，再进行使用。

阳极钢爪的修复焊接现在使用的有两种焊接方法。一种是人工电弧焊焊接钢棒的方法。另一种是溶铸焊再生钢爪缺损部分的方法。

人工电弧焊焊接钢棒的方法是将阳极钢爪腐蚀氧化烧损的部分用氧气乙炔切割机将其切除，将同等长度同直径的钢棒对挤在钢爪的切割面上，由人工操控电弧焊机或二氧化碳保护焊机沿两个钢棒接处面的外缘将其焊接在一起。为了保证焊接有相对足够的强度，一般要焊接两到三遍。这种焊接方法由于操作简单，成本相对较低，修复速度相对较快被大多数企业所使用，但这种方法修复的钢爪具有使用寿命短，导电率低等缺点难以克服。

熔铸焊再生阳极钢爪缺损部分的方法是约在五六年前出现的一种阳极钢爪修复技术。该技术是将阳极钢爪腐蚀氧化烧损部分切除，采用小型中频加热炉，将加热炉的感应圈制成桶状锅，固定在阳极钢爪缺失部位，其中钢爪切割处约50mm的部分含在桶状锅内，桶状锅上部悬空一根钢棒，当感应炉开始加热时将炉体中的钢棒加热熔化，直到钢水填充满整个炉体，将钢爪切割掉的部分用钢水充满，待炉体降温后钢水凝固，拆除桶状锅，一个钢爪的再生修复工作完成。这种技术的特点是焊接熔合的相对较好。焊接部分强度较高，修复后的钢棒寿命相对较长，但也存在操控难度大，修复时间长，耗电量大等致命缺点而不被不被企业所接受。

人工电弧焊焊接钢棒的方法虽然简单易行，被多数企业所采用，但也有以下致命缺点：

a.钢爪使用寿命短。由于两个钢棒只能在其接触面的外缘进行焊接，即使焊接两到三遍，其焊肉厚度也很有限，在高温氧化及腐蚀气体的共同作用下，焊肉很快变薄，焊接上去的钢棒极易脱落，脱落的钢爪只能返回修复车间进行再次修复焊接。根据我们的调查，这种方法焊接的钢爪使用寿命只有一到两个电解周期，一个电解周期一般为28天。因此大量的钢爪修复焊接工作成为各企业的负担。

b.导电率低。钢爪的一个重要作用是导电，由于这种方法只有在接触面外缘进行焊接，也就是钢爪真正熔焊在一起的部分其面积只有钢棒截面积的百分之十左右，作为导电体其导电截面积大打折扣，这就加大了电阻，致使其导电率也大打折扣。

c.材料消耗量大。由于每个钢爪焊接上去的钢棒长度不一样，当其脱落后四处堆放，再次修复焊接时很难找到合适的尺寸一一对应焊接，进行重复使用，因此一般企业都不在重复使用脱落的钢棒，这就造成很大浪费。同时用于钢爪修复所必须的氧气、乙炔、二氧化碳气体、各种焊材等材料的消耗也极其惊人。

d.人工浪费大。经我们调查，以每天修复焊接50钢爪头为例，包括钢爪切割，钢棒切割，钢爪焊接等需要30个人分两班倒才能完成。每个电焊工焊接完成一个钢爪头需要1小时左右的时间，因此人工浪费很大，效率很低。

熔铸焊再生钢爪技术的主要缺点如下：

a.耗时长。这种方法焊接一个钢爪头连装带卸需要60分钟左右的时间，耗时太长。

b.耗电量大。这种方法焊接一个钢爪头耗电300多度，每度电按0.45元计算，仅电费一项需要135元钱，成本太高。

c.焊接成功率低。这种方法修复的钢爪由于焊接面熔合难度大，不易控制，使用后极易脱落，返修率高。

d..效率低：一台这样的机器需5到6人看护。8小时只能修复7到8个钢爪，效率极低。

因此由于以上主要缺陷，这种设备进入市场后，很快被各企业淘汰闲置，转而采用人工焊接的方法修复焊接。

阳极钢爪的修复焊接在电解铝行业中由于没有出现比较先进可靠的焊接设备，而普遍采用人工电弧焊焊接修复的方法维持着生产。这种方法修复的钢爪使用寿命短，重复修复量大，材料消耗量大，人工机械消耗大，钢爪运转量大等缺点成为各电解铝企业烦不胜烦的头痛事，而且多年来得不到很好的解决，这严重制约了企业的技术革新和发展。因此我们发明阳极钢爪快速修复焊机就是为了能很好的解决以上问题，为企业的发展增添活力。