專利名稱：電解鋁用電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電解鋁用電極，特別是鋼鋁結(jié)合的電解鋁用電極。
背景技術(shù)：
眾所周知，電解鋁在生產(chǎn)過(guò)程中要用到電極，電極的鋼板與鋁板的連接一般采用爆炸焊接方法進(jìn)行，然后將鋁材質(zhì)的導(dǎo)電桿用亞弧焊接的方法與鋁板連接在一起。要實(shí)現(xiàn)鋁材質(zhì)導(dǎo)電桿與鋼板的連接制造，至少要用上述兩種焊接方法，而且爆炸焊接方法會(huì)產(chǎn)生聲、光、氣的污染，且不安全；氬弧焊接的方法也存在著“鋁氣”污染問(wèn)題；而且上述兩種焊接方法的多道工序使得電極的生產(chǎn)效率低，制造成本高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)焊接方法帶來(lái)的聲、光、氣污染、不安全以及生產(chǎn)效率低，制造成本高的不足，本發(fā)明提供一種電解鋁用電極，它是用擠壓摩擦焊接方法一次性將鋼材與鋁材連接在一起。
本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種電解鋁用電極，其特征在于用下述方法制造1)在鋼板1一端的中心加工螺紋孔4并將口部加工成園角8，在鋼板1另一端的中心加工一個(gè)與螺紋孔4相通的排氣孔7；2)準(zhǔn)備鋁棒2，鋁棒2的直徑稍大于螺紋孔4的直徑，并平整端面；3)將鋼板1裝夾在擠壓摩擦焊機(jī)旋轉(zhuǎn)端有夾具里，鋁棒2裝夾在擠壓摩擦焊機(jī)移動(dòng)端的夾具里，在擠壓摩擦焊機(jī)的力能作用下，鋁棒2被擠入鋼板1的螺紋孔4中，該過(guò)程的工藝參數(shù)為主軸轉(zhuǎn)速n400～1200r/min；摩擦?xí)r間tm3～10秒；摩擦壓力Pm10～100MPa；頂鍛壓力Pd12～150MPa；保壓時(shí)間tw2秒。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，由于采用擠壓摩擦焊接方法完成鋁材質(zhì)導(dǎo)電桿與鋼板的連接，取代當(dāng)前電解鋁電極連接采用的爆炸焊接加氬弧焊接的制造方法，操作簡(jiǎn)便，無(wú)聲、光、氣的污染，工序少，效率高，安全可靠。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。


附圖是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1-鋼板，2-鋁棒，3、5、6-連接面，4-螺紋孔，7-排氣孔，8-園角。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1參照?qǐng)D1，在鋼板1一端的中心加工一個(gè)M20，深為20螺紋孔4；根據(jù)需要將鋁棒2按與螺紋孔4相匹配、大于螺紋孔4的直徑和適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度下好料，并平整端面。為了減少鋁棒2被擠入鋼板1螺紋孔4里的阻力，可將螺紋孔4口部加工成一定園角半徑的園角8，并在鋼板1另一端的中心加工一個(gè)很小的排氣孔7，與螺紋孔4的底部相通。將鋼板1裝夾在擠壓摩擦焊機(jī)旋轉(zhuǎn)端有夾具里，鋁棒2裝夾在擠壓摩擦焊機(jī)移動(dòng)端的夾具里，在摩擦焊機(jī)的力能作用下，鋁棒2被擠入鋼板1的螺紋孔4中，該過(guò)程的工藝參數(shù)為主軸轉(zhuǎn)速n400r/min；摩擦?xí)r間tm3秒；摩擦壓力Pm10MPa；頂鍛壓力Pd12MPa；保壓時(shí)間tw2秒。在擠壓摩擦焊機(jī)的力能作用下，鋼板1與鋁棒2連接面3、5、6附近的溫度將達(dá)到450℃，鋁棒2迅速達(dá)到塑性變形溫度，被擠入鋼板1的螺紋孔4里，其連接面3、5、6附近的鋼鋁都會(huì)產(chǎn)生不同強(qiáng)度的塑性變形、從而完成焊合連接。
實(shí)施例2參照?qǐng)D1，在鋼板1一端的中心加工一個(gè)M40，深為25mm螺紋孔4；根據(jù)需要將鋁棒2按與螺紋孔4相匹配、大于螺紋孔4的直徑和適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度下好料，并平整端面。為了減少鋁棒2被擠入鋼板1螺紋孔4里的阻力，可將螺紋孔4口部加工成一定園角半徑的園角8，并在鋼板1另一端的中心加工一個(gè)很小的排氣孔7，與螺紋孔4的底部相通。將鋼板1裝夾在擠壓摩擦焊機(jī)旋轉(zhuǎn)端有夾具里，鋁棒2裝夾在擠壓摩擦焊機(jī)移動(dòng)端的夾具里，在摩擦焊機(jī)的力能作用下，鋁棒2被擠入鋼板1的螺紋孔4中，該過(guò)程的工藝參數(shù)為主軸轉(zhuǎn)速n800r/min；摩擦?xí)r間tm7秒；摩擦壓力Pm70MPa；頂鍛壓力Pd100MPa；保壓時(shí)間tw2秒。在擠壓摩擦焊機(jī)的力能作用下，鋼板1與鋁棒2連接面3、5、6附近的溫度將達(dá)到500℃，鋁棒2迅速達(dá)到塑性變形溫度，被擠入鋼板1的螺紋孔4里，其連接面3、5、6附近的鋼鋁都會(huì)產(chǎn)生不同程度的塑性變形、從而完成焊合連接。
實(shí)施例3參照?qǐng)D1，在鋼板1一端的中心加工一個(gè)M60，深為30mm螺紋孔4；根據(jù)需要將鋁棒2按與螺紋孔4相匹配、大于螺紋孔4的直徑和適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度下好料，并平整端面。為了減少鋁棒2被擠入鋼板1螺紋孔4里的阻力，可將螺紋孔4口部加工成一定園角半徑的園角8，并在鋼板1另一端的中心加工一個(gè)很小的排氣孔7，與螺紋孔4的底部相通。將鋼板1裝夾在擠壓摩擦焊機(jī)旋轉(zhuǎn)端的夾具里，鋁棒2裝夾在擠壓摩擦焊機(jī)移動(dòng)端的夾具里，在摩擦焊機(jī)的力能作用下，鋁棒2被擠入鋼板1的螺紋孔4中，該過(guò)程的工藝參數(shù)為主軸轉(zhuǎn)速n1200r/min；摩擦?xí)r間tm10秒；摩擦壓力Pm100MPa；頂鍛壓力Pd150MPa；保壓時(shí)間tw2秒。在擠壓摩擦焊機(jī)的力能作用下，鋼板1與鋁棒2連接面3、5、6附近的溫度將達(dá)到450～550℃，鋁棒2迅速達(dá)到塑性變形溫度，被擠入鋼板1的螺紋孔4里，其連接面3、5、6附近的鋼鋁都會(huì)產(chǎn)生不同程度的塑性變形、從而完成焊合連接。
經(jīng)上述擠壓摩擦焊接后的鋼鋁電極毛坯，再根據(jù)用戶的不同要求將鋁棒2的非焊接端銑成方形或矩形截面。
經(jīng)測(cè)試，用擠壓摩擦焊接方法制造電解鋁用電極的鋼鋁接頭，其承載能力可達(dá)到700～900kN。
權(quán)利要求
1.一種鋼鋁結(jié)合的電解鋁用電極，其特征在于用下述方法制造1)在鋼板(1)一端的中心加工螺紋孔(4)并將口部加工成園角(8)，在鋼板(1)另一端的中心加工一個(gè)與螺紋孔(4)相通的排氣孔(7)；2)準(zhǔn)備鋁棒(2)，鋁棒(2)的直徑稍大于螺紋孔(4)的直徑，并平整端面；3)將鋼板(1)裝夾在擠壓摩擦焊機(jī)旋轉(zhuǎn)端的夾具里，鋁棒(2)裝夾在擠壓摩擦焊機(jī)移動(dòng)端的夾具里，在摩擦焊機(jī)的力能作用下，鋁棒(2)被擠入鋼板(1)的螺紋孔(4)中，該過(guò)程的工藝參數(shù)為主軸轉(zhuǎn)速n400～1200r/min；摩擦?xí)r間tm3～10秒；摩擦壓力Pm10～100MPa；頂鍛壓力Pd12～150MPa；保壓時(shí)間tw2秒。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電解鋁用電極，用下述方法制造先在鋼板(1)一端的中心加工螺紋孔(4)并將口部加工成圓角(8)，在鋼板(1)另一端的中心加工一個(gè)與螺紋孔(4)相通的排氣孔(7)；準(zhǔn)備鋁棒(2)，鋁棒(2)的直徑稍大于螺紋孔(4)的直徑，并平整端面；將鋼板(1)裝夾在擠壓摩擦焊機(jī)旋轉(zhuǎn)端的夾具里，鋁棒(2)裝夾在擠壓摩擦焊機(jī)移動(dòng)端的夾具里，在摩擦焊機(jī)的力能作用下，鋁棒(2)被擠入鋼板(1)的螺紋孔(4)中，該過(guò)程的工藝參數(shù)為主軸轉(zhuǎn)速n400～1200r/min；摩擦?xí)r間tm3～10秒；摩擦壓力Pm10～100MPa；頂鍛壓力Pd12～150MPa；保壓時(shí)間tw2秒。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)方法簡(jiǎn)便，無(wú)聲、光、氣的污染，工序少，效率高，安全可靠。
文檔編號(hào)C25C3/12GK1624204SQ200410073190
公開(kāi)日2005年6月8日 申請(qǐng)日期2004年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月25日
發(fā)明者唐才榮, 李淼泉 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)