電解鋁導桿鋼-鋁連接工藝及設備研究.pdf

1、傳統(tǒng)的鋁電解槽陽極導電裝置是由鋁導桿、鋁-鋼爆炸焊片和鋼爪通過焊接而成的。在實際生產(chǎn)過程中，由于工況條件惡劣，經(jīng)常會出現(xiàn)開裂問題，影響生產(chǎn)。另外，傳統(tǒng)導電裝置受導電面積的影響，能耗高。針對以上問題，我們提出對傳統(tǒng)導電裝置進行改進，取消爆炸焊片，采用摩擦焊接技術實現(xiàn)鋁導桿與鋼爪的連接。并在此基礎上設計開發(fā)專用摩擦焊機，在電解鋁行業(yè)進行推廣。
　　 本文對Φ100mm的純鋁與Φ100mm的鑄鋼進行摩擦焊接試驗。對接頭進行了力學性能分

2、析(包括室溫拉伸試驗、高溫拉伸試驗和沖擊試驗)、顯微分析(包括金相組織觀察、電子探針分析、掃描電鏡分析、接頭硬度分析和X射線分析)和接頭電阻率測定。結果表明：在選定工藝參數(shù)條件下，接頭成形良好，力學性能高于鋁母材。焊縫結合面凹凸不平，近縫區(qū)的晶粒組織扭轉變形，界面元素相互擴散，形成過渡層。通過對模擬試樣電阻率測定，與爆炸焊相比，節(jié)能效果明顯。
　　 根據(jù)摩擦焊機的設計要求，結合前期焊接試驗的情況，擬定出了鋁導桿與鋼爪摩擦焊專機的

3、設計參數(shù)。摩擦焊機分為主機系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三部分。本文首先對主機結構中的一些主要參數(shù)進行了計算，給出了移動夾具和旋轉夾具的結構簡圖，并且介紹了定相位機構的工作原理。然后在液壓系統(tǒng)中，選定了電液比例閥，給出了液壓系統(tǒng)的原理圖。在控制系統(tǒng)中，采用工業(yè)控制計算機(IPC)與可編程控制器(PLC)相結合的控制模式，共同完成對系統(tǒng)的閉環(huán)控制過程，詳細介紹了控制系統(tǒng)的工藝流程以及PLC的外部接線圖。
　　 最后應用DEFORM軟件對