阳极导杆和阳极导杆的制作方法与流程

本发明涉及铝电解生产中的铝导杆焊接修复领域，具体涉及一种阳极导杆和阳极导杆的制作方法

背景技术：

在铝电解生产中，阳极导杆主要起导电以及悬挂阳极的作用。相关技术中的阳极导杆上的铝铝焊接面经常出现焊接面断裂的问题。因此，阳极导杆的结构有待改进。

技术实现要素：

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

阳极导杆主要由铝导杆、爆炸焊块及钢爪组成。残极返回阳极组装生产中，在电解质清理、残极压脱、铁环压脱设备上，阳极导杆的铝铝焊接面需同时承受水平方向和竖直方向的复合力。所以，焊接面除了需要良好的导电性能之外，还应有良好的力学性能。

相关技术中的焊接方法为水平叠加焊接，焊缝严密，导电性能良好，能承受较好的水平力，但是竖直方向的作用力完全由焊缝之间的拉力承受，所以容易造成焊缝断裂。

有鉴于此，发明人对该焊接方法进行了改进，在保留原有水平叠加焊接方法的基础上增加了纵向焊接，在保证良好导电性能的同时提高了阳极导杆上的铝铝焊接面的强度，使焊接面能承受较大的竖向作用力以及横向作用力，有效改善了焊接面断裂的问题。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出了一种阳极导杆，所述阳极导杆的强度增强，能够承受的水平方向以及竖直方向的作用力增强，明显减少了阳极导杆在铝电解生产使用中、阳极组装生产过程中以及运输过程中焊接面易断裂的现象，延长了导杆焊接面的使用寿命，同时导电性能增强，降低了压降。

本发明还提出了一种阳极导杆的制作方法。

根据本发明实施例的阳极导杆，包括：钢爪；爆炸焊块，所述爆炸焊块设在所述钢爪的上表面上；铝导杆，所述铝导杆设在所述爆炸焊块的上表面上，所述铝导杆的下端面的水平投影位于所述爆炸焊块的上表面的水平投影内；焊层，所述焊层包括多个横向焊接层和纵向焊接层，多个所述横向焊接层和所述纵向焊接层沿所述铝导杆的径向层叠设置且所述纵向焊接层设在外侧，所述纵向焊接层包括多个沿所述铝导杆的周向分布的纵向焊接缝，每个所述纵向焊接缝的两端分别与所述铝导杆和所述爆炸焊块相连。

根据本发明实施例的阳极导杆的强度增强，能够承受水平方向以及竖直方向上的较大作用力，延长了导杆焊接面的使用寿命，节约了人工以及材料成本，提高了生产力，同时导电性能增强，降低了压降。

另外，根据本发明上述实施例的阳极导杆还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述纵向焊接层覆盖所述横向焊接层的外侧面。

根据本发明的一些实施例，所述铝导杆的下边沿切边设置，以与所述爆炸焊块配合形成环形凹槽，所述焊层设在所述环形凹槽内。

根据本发明的一些实施例，所述环形凹槽的轴向截面形成为三角形。

根据本发明的一些实施例，在沿所述铝导杆的径向向外的方向上，多个所述横向焊接层所包含的横向焊接缝的数量递增。

根据本发明的一些实施例，所述纵向焊接层向上且向内倾斜延伸。

根据本发明实施例的阳极导杆的制作方法，包括以下步骤：S1：提供钢爪、爆炸焊块和铝导杆；S2：将所述爆炸焊块安装在所述钢爪的上表面上，并将所述铝导杆放置在所述爆炸焊块的上表面上；S3：沿所述铝导杆的周向对所述铝导杆和所述爆炸焊块进行多处点焊，以实现所述铝导杆与所述爆炸焊块的初步固定；S4：沿所述铝导杆的周向对所述铝导杆和所述爆炸焊块进行横向焊接，所述横向焊接进行多次，以使所述铝导杆和所述爆炸焊块的连接处形成沿所述铝导杆的径向层叠设置且沿所述铝导杆的周向延伸的多个横向焊接层；S5：沿所述铝导杆的周向对所述铝导杆和所述爆炸焊块进行纵向焊接，以使所述横向焊接层上形成纵向焊接层。

根据本发明的一些实施例，在所述步骤S1中，对所述铝导杆的下边沿进行切边处理，以使所述铝导杆和所述爆炸焊块之间形成环形凹槽，在所述环形凹槽内进行点焊、横向焊接以及纵向焊接。

根据本发明的一些实施例，所述纵向焊接层的纵向焊接缝向上且向内倾斜延伸。

根据本发明的一些实施例，在所述步骤S3中，在每处点焊处设置两个点焊点。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的阳极导杆的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的阳极导杆的部分结构剖视图；

图3是根据本发明实施例的阳极导杆的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的阳极导杆的制作方法的流程图。

附图标记：

阳极导杆100；

钢爪10；爆炸焊块20；铝导杆30；

焊层40；横向焊接层41；横向焊接缝411；纵向焊接层42；纵向焊接缝421。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

下面结合附图详细描述根据本发明实施例的阳极导杆100和阳极导杆100的制作方法。

参照图1至图3所示，根据本发明实施例的阳极导杆100可包括钢爪10、爆炸焊块20、铝导杆30和焊层40。

爆炸焊块20设在钢爪10的上表面上，铝导杆30设在爆炸焊块20的上表面上，铝导杆30下端面的水平投影位于爆炸焊块20的上表面的水平投影内，也就是说，铝导杆30的下端面没有将爆炸焊块20的上表面完全覆盖住，爆炸焊块20的上表面的外露部分可以利于进行后续焊接操作。

焊层40包括多个横向焊接层41和纵向焊接层42，多个横向焊接层41和纵向焊接层42沿铝导杆30的径向层叠设置，并且纵向焊接层42设在外侧，也就是说，纵向焊接层42设在横向焊接层41的外侧面上。这里，横向焊接层41和纵向焊接层42可以理解为在进行焊接操作时，每条焊接缝分别是沿着横向和纵向进行的。横向焊接层41包括沿铝导杆30的周向延伸的横向焊接缝411，纵向焊接层42可包括多个沿铝导杆30的周向分布的纵向焊接缝421，每个纵向焊接缝421的两端分别与铝导杆30和爆炸焊块20相连，即每个纵向焊接缝421的上端与铝导杆30相连，每个纵向焊接缝421的下端与爆炸焊块20相连。

由此，焊层40可以形成为横向焊接缝411和纵向焊接缝421的交叉连接结构，横向焊接缝411可以承受较大的水平作用力，纵向焊接缝421可以承受较大的竖直作用力，并且横向焊接缝411位于内侧，纵向焊接缝421位于外侧，更符合实际受力要求，使铝导杆30和爆炸焊块20之间的连接强度显著增强，阳极导杆100不易发生损坏，同时，焊层40的导电能力增强。

根据本发明实施例的阳极导杆100，通过设置横向焊接层41和纵向焊接层42，使得阳极导杆100在竖直方向上的受力显著增强，同时在水平方向上的受力也得到加强，明显减少了阳极导杆100在铝电解生产使用中、阳极组装生产过程中以及运输过程中焊接面易断裂的现象，延长了导杆焊接面的使用寿命，有效的节约了人工、材料成本，大幅提高了生产力，同时，导电性能增强，降低了压降。

在本发明的一些较优选的实施例中，纵向焊接层42可覆盖横向焊接层41的外侧面。也就是说，焊层40的外侧面即为纵向焊接层42的外侧面，纵向焊接层42包括沿铝导杆30的周向分布的多个纵向焊接缝421，如图3所示，任意两个相邻的纵向焊接缝421之间没有间隙，相互连接在一起，使纵向焊接层42可以形成一个整体。由此，可以进一步提高焊层40的强度以及导电性能，阳极导杆100的耐蚀性增强。

如图2所示，铝导杆30的下边沿可切边设置，也就是说，铝导杆30的下端的外周沿可削去一个角。此时，当铝导杆30放置在爆炸焊块20上时，铝导杆30与爆炸焊块20之间可以限定出一个环形凹槽，焊层40可设在环形凹槽内。由此，不仅可以方便进行焊接操作，而且焊层40可以形成为内嵌结构，可以进一步增强连接效果，同时可以使阳极导杆100的外形较为美观。

根据铝导杆30的下边沿的切边的不同，环形凹槽的形状也会相应不同，在本发明中，对于环形凹槽的形状不做特殊限制，例如，如图2所示，环形凹槽的轴向截面可形成为三角形。由此，最终形成的焊层40的截面形状也大致形成为三角形并且可嵌设在铝导杆30和爆炸焊块20之间，连接强度较高。

在沿铝导杆30的径向向外的方向上，多个横向焊接层41所包含的横向焊接缝411的数量递增。具体地，一个横向焊接层41可包括多个横向接接缝411，多个横向焊接缝411沿竖向分布，其中，位于最内侧的横向焊接层41所包含的横向焊接缝411的数量可为一个，位于最外侧的横向焊接层41所包含的横向焊接缝411的数量最多。

例如，如图2所示，在本发明的一个具体示例中，横向焊接层41可包括三个，位于内侧的横向焊接层41可包括一个沿铝导杆30的周向延伸的横向焊接缝411，位于中间的横向焊接层41可包括两个沿铝导杆30的周向延伸并且沿铝导杆30的轴向层叠设置的横向焊接缝411，位于外侧的横向焊接层41可包括三个沿铝导杆30的周向延伸并且沿铝导杆30的轴向层叠设置的横向焊接缝411。

由此，可以较好地保证每层横向焊接层41均能够将铝导杆30和爆炸焊块20较牢固地连接在一起，并且每个横向焊接缝411的尺寸较为均衡，能够较好的保证焊接质量，并且该种焊接结构与三角形的结构匹配性更好，阳极导杆100的整体强度较高。

如图2和图3所示，纵向焊接层42可向上并且向内倾斜延伸。这里，向内指的是朝向铝导杆30的轴线的方向，与远离铝导杆30的外周面的方向相反。也就是说，纵向焊接层42相对于竖直方向倾斜设置。由此，整个焊层40与爆炸焊块20的连接面积较大，连接强度较高，并且与阳极导杆100的连接效果较好，同时方便焊接操作。

在本发明的一些具体实施方式中，横向焊接层41的内侧可设有多个点焊点。也就是说，在进行横向焊接之前可首先对铝导杆30和爆炸焊块20进行多处点焊操作，使得铝导杆30和爆炸焊块20可实现初步固定，然后再进行后续的横向焊接和纵向焊接操作，使得焊层40可以形成由内到外的点焊点、横向焊接层41和纵向焊层40的结构，焊接结构较强并且阳极导杆100的制作精确度较高。

可选地，焊层40可以为铝焊层，铝焊层与铝导杆30以及爆炸焊块20匹配性好，融合度高，可以进一步提高连接强度，并且导电性能好。

下面对根据本发明实施例的阳极导杆的制作方法进行描述。如图4所示，根据本发明实施例的阳极导杆的制作方法可包括以下步骤：

S1：提供钢爪、爆炸焊块和铝导杆。

S2：将爆炸焊块安装在钢爪的上表面上，并将铝导杆放置在爆炸焊块的上表面上。

S3：沿铝导杆的周向对铝导杆和爆炸焊块进行多处点焊，以实现铝导杆与爆炸焊块的初步固定。

S4：沿铝导杆的周向对铝导杆和爆炸焊块进行横向焊接，横向焊接进行多次，以使铝导杆和爆炸焊块的连接处形成沿铝导杆的径向层叠设置且沿铝导杆的周向延伸的多个横向焊接层。

S5：沿铝导杆的周向对铝导杆和爆炸焊块进行纵向焊接，以使横向焊接层上形成纵向焊接层。

具体而言，首先提供构成阳极导杆的部件：钢爪、爆炸焊块和铝导杆，然后先将钢爪和爆炸焊块进行连接，然后再将爆炸焊块与铝导杆进行连接，其中，对于钢爪与爆炸焊块的连接方式不做特殊限制，钢爪可以与爆炸焊块采用焊接方式进行连接。在进行铝导杆和爆炸焊块的连接操作时，可首先对放置在爆炸焊块上的铝导杆进行点焊操作，使爆炸焊块与铝导杆实现初步固定，避免铝导杆在后续操作时与爆炸焊块发生移位，影响最终阳极导杆的质量。

初步固定操作完成后可依次进行横向焊接和纵向焊接操作，在进行横向焊接操作时，横向焊接可进行多次，使铝导杆和爆炸焊块可通过多个横向焊接层实现连接，连接较牢固。经过纵向焊接之后的铝导杆和爆炸焊块可通过横向焊接层和纵向焊接层以及点焊点实现连接，焊层结构紧密，连接强度较高并且导电性较强，阳极导杆的强度和导电性能好。

根据本发明实施例的阳极导杆的制作方法，通过依次进行点焊、横向焊接和纵向焊接操作，使铝导杆和爆炸焊块的连接处可以形成具有点焊、横向焊接层和纵向焊接层的焊层，焊层结构强度较高并且导电性提高，在水平方向以及竖直方向均能承力能力增强，强度较高，不易损坏。

在本发明的一些实施例中，在步骤S1中，可对铝导杆的下边沿进行切边处理，以使铝导杆和爆炸焊块之间形成环形凹槽，点焊、横向焊接以及纵向焊接可在环形凹槽内进行。由此，形成的焊层可以内嵌在铝导杆和爆炸焊块之间，可以进一步提高连接强度。

根据本发明实施例的阳极导杆100可采用根据本发明实施例的阳极导杆的制作方法制作形成。在本发明的一个具体示例中，阳极导杆100按照如下操作进行制作：首先将钢爪10与爆炸焊块20进行焊接，然后将焊好爆炸焊块20的钢爪10校正后(爆炸焊块20的上表面与水平面平行)，再将铝导杆30与钢爪10上的爆炸焊块20校正(铝导杆30与爆炸焊块20接触面贴紧，铝导杆30在爆炸焊块20的中心，并且铝导杆30的各个侧面与爆炸焊块20垂直)。

接着可进行焊接操作，具体地，首先用焊机先在焊面A处点焊两点，再在对面的C处点焊两点，然后分别在B处和D处点焊两点(A处、B处、C处和D处沿铝导杆30的周向依次且均匀地间隔开，即在周向上相差90度)其中，A处与C处相对，B处与D处相对)，按之前的顺序焊接第一个横向焊接层41，之后即可按顺时针或逆时针完成第二个横向焊接层41和第三个横向焊接层41，最后再在外面焊接一层垂直于前一层的纵向焊接层42，使前一层横向焊接层41与纵向焊接层42交错的熔接在一起，这就增强了其力学性能，制作形成的阳极导杆100强度高且制作误差小，质量较高。

综上所述，根据本发明实施例的阳极导杆的制作方法，通过对焊接结构以及焊接顺序等焊接方法的改变，使阳极导杆的导电性及力学性能都得以提升，达到延长阳极导杆使用寿命的目的。

根据本发明实施例的阳极导杆的其他构成以及制作方法的其它操作对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触；术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。