用于钎焊锌电解阳极导电横梁的电阻炉及钎焊方法
【技术领域】
[0001]本发明属于焊接技术领域，涉及一种铜和铅异质金属复合的钎焊方法，特别涉及一种用于钎焊锌电解阳极导电横梁的电阻炉；本发明还涉及一种用该电阻炉钎焊锌电解阳极导电横梁的方法。
【背景技术】
[0002]目前，锌电解阳极导电横梁的制作方法为铜和铅双金属铸造。该项技术存在以下缺陷:1)由于铜和铅之间无法形成冶金结合。所以采用先在铜表面镀锡后再往嵌有铜排的铸模内注金属铅液，以实现铜与铅的接合。由于锡形成的铜/铝金属界面的接合力差、易开裂，导致接触电阻增大。2)阳极导电横梁在传输大电流时，产生温升。3)铜/铅结合面因存在大量面积间隙，在酸性气相介质作用下，极易形成氧化层，进一步加大了接触电阻，使得槽电压升高，影响了电流效率。4)铸造过程中因金属液过热，产生出大量铅蒸汽，对操作人员的职业健康和工作环境均有危害。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种用于钎焊锌电解阳极导电横梁的电阻炉，实现铜和铅的牢固结合。
[0004]本发明的另一个目的是提供一种用上述电阻炉钎焊锌电解阳极导电横梁的方法，避免增大接触电阻和产生温升。
[0005]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:一种用于钎焊锌电解阳极导电横梁的电阻炉，包括水平设置的U形的底座，底座上水平设置有U形的炉底，底座的底面上安装有轨道，轨道一端位于底座内，轨道另一端伸出底座外；轨道上设有可沿轨道往复移动的行进式炉车；炉底上设有炉体，该炉体内设有腔体，该腔体的侧壁上设有电炉丝，炉体朝向轨道伸出底座一端的侧壁上设有前炉门，使用时，将行进式炉车推入底座内，行进式炉车工作面与炉体的腔体构成一个空腔。
[0006]所述的炉体包括水平设置的U形的壳体，该壳体的开口端朝向轨道伸出底座的一端，并安装有前炉门，该壳体内、沿从壳体内壁到壳体中部的方向依次设有第一侧墙、保温层和第二侧墙；第二侧墙相对的两个侧壁上均设有电炉丝；壳体上、沿从下往上的方向依次设有隔板、第二保温层和上盖，使用时，行进式炉车推入底座内，行进式炉车的工作面、炉底、第二侧墙、前炉门和隔板围成空腔。
[0007]本发明所采用的另一个技术方案是:一种用上述电阻炉钎焊锌电解阳极导电横梁的方法，具体按以下步骤进行:
步骤1:制备铜板；制备长度大于铜板长度、宽度等于铜板宽度、厚度小于铜板厚度的第一铅板；制备长度与第一铅板长度相同、宽度与铜板厚度相同、厚度与铜板厚度相同的第二铅板；
步骤2:清理铜板、第一铅板和第二铅板焊接面上的氧化层，然后清洗该焊接面； 步骤3:采用电阻炉；使行进式炉车停放在位于底座外的轨道上，在行进式炉车的工作面上、按从下往上的顺序依次叠放第一铅板、铜板和另一块第一铅板，使得第一铅板的焊接面与铜板的焊接面相接触，然后，在第一铅板和铜板之间的缝隙内铺设钎料，接着在位于上方的第一铅板上盖上压板；
步骤4:打开前炉门，行进式炉车推入底座内，关闭前炉门；此时，行进式炉车工作面与炉体的腔体围成一个空腔，行进式炉车工作面上从下往上依次叠放的第一铅板、铜板和另一块第一铅板均位于该空腔内；启动电阻炉，空腔内的温度升至200±5°C，保温15±3min ;接着将温度升至280±5°C，保温15±3min ;然后，升温至315±5°C保温10 ±5min后，关闭电源、出炉空冷，得到半成品；
步骤5:取第二铅板，将第二铅板焊接在半成品的两侧面，再将铅板焊接在铜板露出的位置，使得铜板被完全密封在铅板内，即得锌电解阳极导电横梁。
[0008]本发明钎焊方法将异质金属钎焊技术应用于锌电解阳极导电横梁的制备，得到铜和铅复合锌电解阳极导电横梁，解决了铜/铅异质金属间面与面的冶金结合问题。具有如下优点:
1)焊接温度低，无金属铅熔化过程，故无铅蒸汽释放，清洁环保；能明显改善操作人员的职业健康和工作环境。(焊接温度315±5°C，铅的熔点327°C，可产生铅蒸汽的温度大于400 0C ο)
2)制得的导电横梁的铜/铅界面可实现冶金结合的显著特征，在18个月的使用期内，铜/铅界面无开裂，进而克服了酸蒸气沿铜/铅界面间隙，对导电横梁中铜排的腐蚀。
[0009]3)制得的导电横梁的铜/铅间无接触电阻，可减少无效电耗，降低直流电单耗。
【附图说明】
[0010]图1是本发明钎焊方法使用的电阻保温炉的结构示意图。
[0011]图2是图1的左视图。
[0012]图中:1.上盖，2.第一保温层，3.耐火材料制成的隔板，4.第一侧墙，5.第二保温层，6.第二侧墙，7.电炉丝，8.炉底，9.底座，10.行进式炉车，11.轨道，12.垫砖，13.下垫板，14.工件，15.上压板，16.前炉门，17.热电偶。
[0013]具体实施方法
下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0014]如图1和图2所示，本发明电阻炉，包括水平设置的U形的底座9，底座9上水平设置有U形的炉底8，底座9的底面上安装有轨道11，轨道11的一端位于底座9内，轨道11的另一端伸出底座9外；轨道11上设有可沿轨道11往复移动的行进式炉车10 ;炉底8上水平设置有U形的壳体，该壳体的开口端朝向轨道11伸出底座9的一端，并安装有前炉门16，该壳体内、沿从壳体内壁到壳体中部的方向依次设有第一侧墙4、保温层5和第二侧墙6 ;第一侧墙4、第二保温层5和第二侧墙6均为水平设置的U形结构，第二侧墙6相对的两个侧壁上均设有电炉丝7;壳体上、沿从下往上的方向依次设有隔板3、第二保温层2和上盖1，上盖I上竖直设有热电偶17，热电偶17的上端伸出上盖I外，热电偶17的下端依次穿过上盖1、第二保温层2和隔板3伸入第二侧墙6相对的两侧壁之间。
[0015]上盖1、隔板3、第一侧墙4和第二侧墙6均采用耐火材料制成；第一保温层3和第二保温层5均采用岩棉制成。
[0016]采用现有双金属铸造方法生产锌电解阳极导电横梁时，由于铜和铅之间难以形成冶金结合，金属界面的接合力差、易开裂，导致接触电阻增大，在传输大电流时，产生温升；同时，铜/铅结合面存在大量面积间隙，在酸性气相介质作用下，极易形成氧化层，进一步加大了接触电阻，使得槽电压升高，影响了电流效率。为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种将钎焊技术应用于制备锌电解阳极导电横梁的钎焊方法，具体按以下步骤进行:
步骤1:制备长度1230mm、宽度80mm、厚度10 mm的纯铜板，制备长度1240mm、宽度80mm、厚度5mm的第一铅板，制备长度1240mm、宽度10mm、厚度1mm的第二铅板，第一铅板和第二铅板均为纯铅冷轧板；
步骤2:清理铜板两个焊接面上的氧化层，清理第一铅板和第二铅板焊接面上的氧化层，然后用工业乙醇清洗清理后的焊接面；
步骤3:采用上述电阻炉；使行进式炉车10停放在于位于底座9外的轨道11上，在行进式炉车10的工作面上放置垫砖12，垫砖12上放置下垫板13，然后，在下垫板13上、按从下往上的顺序依次叠放第一铅板、铜板和另一块第一铅板，使得第一铅板的焊接面与铜板的焊接面相接触，且第一铅板的焊接面和铜板的焊接面均水平设置，该铜板和两块