电解铜箔生箔机用钛阳极板的加工方法与流程

1.本发明属于电解铜箔技术领域，具体涉及一种电解铜箔生箔机用钛阳极板的加工方法。


背景技术：

2.在电解铜箔的生产过程中，通常以安装在弧形集电体上的涂层钛阳极为阳极，以钛制阴极辊为阴极，在cuso4-h2so4为主要成分的电解液中，通过直流电解，阴极辊旋转，阴极不断产出铜箔，并从旋转的阴极辊剥离，从而实现了铜箔的连续生产。
3.在电解生箔过程中，阳极基座由高精密度的数控设备加工而成，但是钛阳极通常由3～6mm的钛板组装而成，因为涂层工艺的原因，钛板内弧面(涂层面)不能进行加工作业，因此，国内加工钛板都是使用模具冲压成型后在钛板外弧面进行单排螺柱的焊接作业，而目前，国内背拉式钛阳极板采用摩擦焊接，焊接接头的热熔摩擦区域为焊接质量最差区域，该区域韧性和强度都较差，同时焊接只能是一个方向的外弧面单一焊接，精度差，由于钛阳极板吸氢吸氧后将导致焊接内弧面易发生突起变形的缺陷，最终将影响钛阳极板的导电性能，导致钛阳极板与具有较高精度的阳极基座出现不能完全接触的缺陷，从而影响铜箔的连续性和生产质量，因此，针对上述问题，有必要进行改进。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题：提供一种电解铜箔生箔机用钛阳极板的加工方法，通过优化导电螺柱焊接端的结构，采用焊接端设有铜棒和银片的结构，提高导电螺柱自身的导电性能，并利用弧形定位工装、焊接定位工装和立板组成的焊接工装对钛阳极板和导电螺柱可靠定位的同时提供惰性气体保护结构，保证钛阳极板和导电螺柱焊接位置可靠性的同时，提高焊接质量，避免钛阳极板吸氢吸氧而导致焊接内弧面发生突起变形的缺陷，提高钛阳极板质量和导电螺柱导电可靠性。
5.本发明采用的技术方案：电解铜箔生箔机用钛阳极板的加工方法，包括以下步骤：
6.1)在导电螺柱的焊接端底面上加工上端孔径小于下端孔径的阶梯孔，先将铜棒压装于阶梯孔上端的小孔内，再将银片装入阶梯孔下端的大孔内；
7.2)在钛阳极板外弧面上加工若干个槽底面为水平面的焊接槽；
8.3)将钛阳极板的内弧面朝下设置并定位于弧形定位工装上，所述弧形定位工装通过固定于两个长边侧的立板与焊接定位工装固定连接，并通过多个固定于焊接定位工装底面的压柱将钛阳极板抵紧固定；
9.4)在焊接定位工装上制有与焊接槽数量相同且位置对应的定位孔，导电螺柱的焊接端朝下设置并穿过定位孔伸入下方的焊接槽内；
10.5)弧形定位工装上制有与定位孔数量相同且位置对应的供气孔，若干个供气孔通过供气管与高纯度惰性气体气源连通，所述导电螺柱在钛阳极板外弧面上的焊接位置对应至钛阳极板内弧面上的位置在供气孔内惰性气体的保护下，采用手工焊接或者自动焊接利
用焊接定位工装上的若干个焊接作业孔对各导电螺柱与钛阳极板外弧面进行焊接固定作业。
11.上述步骤1)中，所述阶梯孔下端的大孔深度不大于银片的厚度。
12.上述步骤3)中，所述弧形定位工装上端面为与钛阳极板底面适配的弧形面，且弧形定位工装上端面制有与钛阳极板适配的弧形定位槽，所述弧形定位槽四角向外延伸有用于钛阳极板快速取出的圆弧槽。
13.进一步地，所述立板截面形状呈倒l形结构，且立板下端通过多个螺钉与弧形定位工装长边侧固定连接，所述焊接定位工装为长边侧制有定位口的长板，且立板上端与焊接定位工装对应侧的定位口适配，并通过多个螺钉将焊接定位工装与立板上端固定连接。
14.进一步地，所述焊接定位工装中轴线两侧均布有多个螺纹孔，所述压柱下端面为与钛阳极板外弧面适配的弧形面，所述压柱底面制有沉孔，且适配于沉孔内的沉头螺钉与螺纹孔适配连接后将压柱可拆式固定于焊接定位工装底面上。
15.上述步骤5)中，所述供气孔上端为喇叭孔而下端为等径孔，所述供气管的接头与供气孔下端的等径孔固连。
16.上述步骤5)中，采用手工焊接或者自动焊接对各导电螺柱与钛阳极板外弧面进行焊接固定作业时，焊接电流120～130a且焊接速度为0。7m/min，所述惰性气体为氩气，且氩气保护的气体流量为15l/min。若干个所述焊接槽按照相邻两行的焊接槽交错分布的方式设置多行，或者若干个所述焊接槽按照矩阵分布方式设置，若干个所述焊接槽内焊接的导电螺柱的水平间距为90～110mm，且垂直方向相邻的两个导电螺柱的垂直距离为90～120mm。
17.进一步地，所述钛阳极板长边距最近的导电螺柱中心的距离和钛阳极板短边距最近的导电螺柱的距离均不超过150mm。
18.进一步地，所述焊接定位工装上板面四角均固定有吊环。
19.本发明与现有技术相比的优点：
20.1、本技术方案通过优化导电螺柱焊接端的结构，采用焊接端设有铜棒和银片的结构，提高导电螺柱自身的导电性能；
21.2、本技术方案利用弧形定位工装、焊接定位工装和立板组成的焊接工装对钛阳极板和导电螺柱可靠定位的同时提供惰性气体保护结构，保证钛阳极板和导电螺柱焊接位置可靠性的同时，解决了导电螺柱与钛阳极板接触位置因焊接缺陷而产生导电性差的问题，提高焊接质量，避免钛阳极板吸氢吸氧而导致焊接内弧面发生突起变形的缺陷，提高钛阳极板质量和导电螺柱导电可靠性；
22.3、本技术方案通过增加导电螺柱的数量，并优化若干个导电螺柱的分布，有利于降低钛阳极板厚度的同时，降低材料成本；
23.4、本技术方案采用钛阳极板长边距最近的导电螺柱中心的距离和钛阳极板短边距最近的导电螺柱的距离均不超过150mm的尺寸，可保证钛阳极板边沿处位于最边上的导电螺柱形成的拉力分布范围内，从而降低钛阳极板边沿翘边的风险。
附图说明
24.图1为本发明焊接定位工装与弧形定位工装将钛阳极板和导电螺柱定位后的结构
示意图；
25.图2为本发明焊接定位工装底面朝上设置时的平面结构示意图；
26.图3为本发明弧形定位工装的平面结构示意图；
27.图4为本发明钛阳极板与导电螺柱焊接后的俯视图；
28.图5为本发明钛阳极板与导电螺柱焊接后的侧视图。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的图1-5，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
31.电解铜箔生箔机用钛阳极板的加工方法,如图1-5所示，包括以下步骤：
32.1)在导电螺柱3的焊接端底面上加工上端孔径小于下端孔径的阶梯孔4，先将铜棒5压装于阶梯孔4上端的小孔内，再将银片6装入阶梯孔4下端的大孔内；具体的，所述阶梯孔4下端的大孔深度不大于银片6的厚度；通过优化导电螺柱3焊接端的结构，采用焊接端设有铜棒5和银片6的结构，提高导电螺柱3自身的导电性能；
33.2)在钛阳极板1外弧面上加工若干个槽底面为水平面的焊接槽2，用于导电螺柱3下端与钛阳极板1焊接后保证导电螺柱3垂直，便于导电螺柱3后期与其它零件的安装；焊接槽2的设置，有利于堆焊，保证焊接质量；
34.3)将钛阳极板1的内弧面朝下设置并定位于弧形定位工装7上，所述弧形定位工装7通过固定于两个长边侧的立板8与焊接定位工装9固定连接，并通过多个固定于焊接定位工装9底面的压柱11将钛阳极板1抵紧固定；弧形定位工装7通过立板8与焊接定位工装9的连接，通过弧形定位工装7底面的压柱11抵于钛阳极板1外弧面上，保证钛阳极板1定位可靠性，且压柱11底面为与钛阳极板1外弧面适配的弧形结构，避免压柱11作用于钛阳极板1上的应力集中而导致钛阳极板1变形的问题，保证钛阳极板1质量；
35.具体的，所述弧形定位工装7上端面为与钛阳极板1底面适配的弧形面，且弧形定位工装7上端面制有与钛阳极板1适配的弧形定位槽18，所述弧形定位槽18四角向外延伸有用于钛阳极板1快速取出的圆弧槽19；具体的，所述立板8截面形状呈倒l形结构，且立板8下端通过多个螺钉与弧形定位工装7长边侧固定连接，所述焊接定位工装9为长边侧制有定位口的长板，且立板8上端与焊接定位工装9对应侧的定位口适配，并通过多个螺钉将焊接定位工装9与立板8上端固定连接；具体的，所述焊接定位工装9中轴线两侧均布有多个螺纹孔14，所述压柱11下端面为与钛阳极板1外弧面适配的弧形面，所述压柱11底面制有沉孔15，且适配于沉孔15内的沉头螺钉16与螺纹孔14适配连接后将压柱11可拆式固定于焊接定位工装9底面上；
36.4)在焊接定位工装9上制有与焊接槽2数量相同且位置对应的定位孔10，导电螺柱3的焊接端朝下设置并穿过定位孔10伸入下方的焊接槽2内，定位孔10可保证导电螺柱3刚好位于焊接槽2的中间位置，为导电螺柱3在焊接槽2内的焊接提供精准定位；
37.5)弧形定位工装7上制有与定位孔10数量相同且位置对应的供气孔13，若干个供气孔13通过供气管与高纯度惰性气体气源连通，所述导电螺柱3在钛阳极板1外弧面上的焊接位置对应至钛阳极板1内弧面上的位置在供气孔13内惰性气体的保护下，采用手工焊接或者自动焊接利用焊接定位工装9上的若干个焊接作业孔12对各导电螺柱3与钛阳极板1外弧面进行焊接固定作业；具体的，采用手工焊接或者自动焊接对各导电螺柱3与钛阳极板1外弧面进行焊接固定作业时，焊接电流120～130a且焊接速度为0。7m/min，所述惰性气体为氩气，且氩气保护的气体流量为15l/min。
38.若干个所述焊接槽2按照相邻两行的焊接槽2交错分布的方式设置多行，或者若干个所述焊接槽2按照矩阵分布方式设置，若干个所述焊接槽2内焊接的导电螺柱3的水平间距为100mm，且垂直方向相邻的两个导电螺柱2的垂直距离为110mm；具体的，所述钛阳极板1长边距最近的导电螺柱3中心的距离和钛阳极板1短边距最近的导电螺柱3的距离均不超过150mm；通过增加导电螺柱的数量，并优化若干个导电螺柱3的分布，有利于降低钛阳极板1厚度的同时，降低材料成本；采用钛阳极板1长边距最近的导电螺柱3中心的距离和钛阳极板1短边距最近的导电螺柱3的距离均不超过150mm的尺寸，可保证钛阳极板1边沿处位于最边上的导电螺柱3形成的拉力分布范围内，从而降低钛阳极板1边沿翘边的风险。
39.导电螺柱3与钛阳极板1焊接完成后，为了方便焊接定位工装9起吊移除，特在所述焊接定位工装9上板面四角均固定有吊环17。
40.本技术方案利用弧形定位工装7、焊接定位工装9和立板8组成的焊接工装对钛阳极板1和导电螺柱3可靠定位的同时提供惰性气体保护结构，保证钛阳极板1和导电螺柱3焊接位置可靠性的同时，解决了导电螺柱3与钛阳极板1接触位置因焊接缺陷而产生导电性差的问题，提高焊接质量，避免钛阳极板1吸氢吸氧而导致焊接内弧面发生突起变形的缺陷，提高钛阳极板1质量和导电螺柱3导电可靠性。
41.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
42.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.电解铜箔生箔机用钛阳极板的加工方法，其特征在于包括以下步骤：1)在导电螺柱(3)的焊接端底面上加工上端孔径小于下端孔径的阶梯孔(4)，先将铜棒(5)压装于阶梯孔(4)上端的小孔内，再将银片(6)装入阶梯孔(4)下端的大孔内；2)在钛阳极板(1)外弧面上加工若干个槽底面为水平面的焊接槽(2)；3)将钛阳极板(1)的内弧面朝下设置并定位于弧形定位工装(7)上，所述弧形定位工装(7)通过固定于两个长边侧的立板(8)与焊接定位工装(9)固定连接，并通过多个固定于焊接定位工装(9)底面的压柱(11)将钛阳极板(1)抵紧固定；4)在焊接定位工装(9)上制有与焊接槽(2)数量相同且位置对应的定位孔(10)，导电螺柱(3)的焊接端朝下设置并穿过定位孔(10)伸入下方的焊接槽(2)内；5)弧形定位工装(7)上制有与定位孔(10)数量相同且位置对应的供气孔(13)，若干个供气孔(13)通过供气管与高纯度惰性气体气源连通，所述导电螺柱(3)在钛阳极板(1)外弧面上的焊接位置对应至钛阳极板(1)内弧面上的位置在供气孔(13)内惰性气体的保护下，采用手工焊接或者自动焊接利用焊接定位工装(9)上的若干个焊接作业孔(12)对各导电螺柱(3)与钛阳极板(1)外弧面进行焊接固定作业。2.根据权利要求1所述的电解铜箔生箔机用钛阳极板的加工方法，其特征在于：上述步骤1)中，所述阶梯孔(4)下端的大孔深度不大于银片(6)的厚度。3.根据权利要求1所述的电解铜箔生箔机用钛阳极板的加工方法，其特征在于：上述步骤3)中，所述弧形定位工装(7)上端面为与钛阳极板(1)底面适配的弧形面，且弧形定位工装(7)上端面制有与钛阳极板(1)适配的弧形定位槽(18)，所述弧形定位槽(18)四角向外延伸有用于钛阳极板(1)快速取出的圆弧槽(19)。4.根据权利要求3所述的电解铜箔生箔机用钛阳极板的加工方法，其特征在于：所述立板(8)截面形状呈倒l形结构，且立板(8)下端通过多个螺钉与弧形定位工装(7)长边侧固定连接，所述焊接定位工装(9)为长边侧制有定位口的长板，且立板(8)上端与焊接定位工装(9)对应侧的定位口适配，并通过多个螺钉将焊接定位工装(9)与立板(8)上端固定连接。5.根据权利要求4所述的电解铜箔生箔机用钛阳极板的加工方法，其特征在于：所述焊接定位工装(9)中轴线两侧均布有多个螺纹孔(14)，所述压柱(11)下端面为与钛阳极板(1)外弧面适配的弧形面，所述压柱(11)底面制有沉孔(15)，且适配于沉孔(15)内的沉头螺钉(16)与螺纹孔(14)适配连接后将压柱(11)可拆式固定于焊接定位工装(9)底面上。6.根据权利要求1所述的电解铜箔生箔机用钛阳极板的加工方法，其特征在于：上述步骤5)中，所述供气孔(13)上端为喇叭孔而下端为等径孔，所述供气管的接头与供气孔(13)下端的等径孔固连。7.根据权利要求1所述的电解铜箔生箔机用钛阳极板的加工方法，其特征在于：上述步骤5)中，采用手工焊接或者自动焊接对各导电螺柱(3)与钛阳极板(1)外弧面进行焊接固定作业时，焊接电流120～130a且焊接速度为0。7m/min，所述惰性气体为氩气，且氩气保护的气体流量为15l/min。8.根据权利要求1所述的电解铜箔生箔机用钛阳极板的加工方法，其特征在于：若干个所述焊接槽(2)按照相邻两行的焊接槽(2)交错分布的方式设置多行，或者若干个所述焊接槽(2)按照矩阵分布方式设置，若干个所述焊接槽(2)内焊接的导电螺柱(3)的水平间距为90～110mm，且垂直方向相邻的两个导电螺柱(2)的垂直距离为90～120mm。
9.根据权利要求1所述的电解铜箔生箔机用钛阳极板的加工方法，其特征在于：所述钛阳极板(1)长边距最近的导电螺柱(3)中心的距离和钛阳极板(1)短边距最近的导电螺柱(3)的距离均不超过150mm。10.根据权利要求1-9任一项所述的电解铜箔生箔机用钛阳极板的加工方法，其特征在于：所述焊接定位工装(9)上板面四角均固定有吊环(17)。

技术总结
提供一种电解铜箔生箔机用钛阳极板的加工方法，通过优化导电螺柱焊接端的结构，采用焊接端设有铜棒和银片的结构，提高导电螺柱自身的导电性能，并利用弧形定位工装、焊接定位工装和立板组成的焊接工装对钛阳极板和导电螺柱可靠定位的同时提供惰性气体保护结构，解决了导电螺柱与钛阳极板接触位置因焊接缺陷而产生导电性差的问题，保证钛阳极板和导电螺柱焊接位置可靠性的同时，提高焊接质量，避免钛阳极板吸氢吸氧而导致焊接内弧面发生突起变形的缺陷，提高钛阳极板质量和导电螺柱导电可靠性。可靠性。可靠性。


技术研发人员：全德镐 金泰镇 吕成根 蒲超 李炫東 郑城助 白啦啦
受保护的技术使用者：人科机械设备（陕西）有限公司
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/8/24