一种Pb-Ag-RE合金阳极板焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种Pb‑Ag‑RE合金阳极板焊接方法，将Pb‑Ag‑RE合金的焊接表面用酒精或丙酮擦拭干净；将横梁和Pb‑Ag‑RE合金板对接起来并固定在搅拌摩擦焊接设备上；在搅拌摩擦焊接设备上设置搅拌摩擦焊接头的转速、行进速度和轴肩下移量；控制热输入大小，搅拌针沿着对接部分的间隙移动进行搅拌摩擦焊接，完成后得到Pb‑Ag‑RE合金阳极板,对Pb‑Ag‑RE合金阳极板冷却并打磨光滑。本发明专利技术通过优化搅拌摩擦焊的转速、行进速度、轴肩下压量工艺参数，严格控制热输入，可获得接头焊缝质量好、抗拉性能强和硬度高的Pb‑Ag‑RE合金阳极，并满足锌电解工业应用。

【技术实现步骤摘要】
一种Pb-Ag-RE合金阳极板焊接方法
本专利技术涉及湿法冶炼有色金属电解领域，具体涉及一种高性能Pb-Ag-RE合金阳极板焊接方法。
技术介绍
在锌电解技术中，铅合金阳极板焊接是制作锌电解阳极板的重要工艺，以往的铅合金阳极板焊接多采用熔焊工艺，存在工序多、效率低、可重复性差、焊缝缺陷多等问题。此外，由于铅沸点低，在传统熔焊过程中蒸发的铅易与空气中的氧化合，生成有毒的氧化物污染环境，对人体造成严重的伤害。因此，寻找一种合理的铅合金阳极板焊接方法是亟待解决的问题。搅拌摩擦焊是一种在机械力和摩擦热作用下的固相连接方法，被广泛应用于船舶、轨道车辆、航空航天、建筑、家电等领域，具有设备简单、控制容易、较易实现异种材料连接等优点。与传统弧焊焊接相比较，搅拌摩擦焊有明显的优越性，是一种高效、节能、环保型的新型连接技术。目前，搅拌摩擦焊多应用于铝及其合金、铜合金、镁合金、钛合金等材料的焊接。如CN108581175A(公开日：2018年09月28日)提出了一种带熔焊定位焊缝的铝合金搅拌摩擦焊方法，解决了接头组对间隙不易控制，搅拌摩擦焊焊接质量不稳定等问题；CN106041291A(公开日：2016年10月26日)提出一种铜带或铜合金带搅拌摩擦焊接方法，采用搅拌摩擦焊的方式对铜带或铜合金带进行点焊，这种冷焊接的方式不会对铜带或铜合金带产生氧化作用且焊接效果牢固。CN111730194A(公开日：2020年10月02日)提出一种中厚镁合金板搅拌摩擦焊方法，具有成本低廉、耗能较少、可操作性高等优点；CN107570859A(公开日：2018年01月12日)提出一种镁合金搅拌摩擦焊焊接工艺，可获得组织细小均匀的组织，接头力学性能良好，工艺简单，容易实现。在Pb-Ag-RE合金体系中，RE可以细化Pb、Ag合金的金粒，提高合金的硬度。CN103273192A(公开日：2013年09月04日)提出一种大面积锌电解阳极板焊接方法，将搅拌摩擦焊接技术应用到阳极铅板的制备上，并摸索出一些搅拌摩擦焊接工艺参数，但对于高硬度的Pb-Ag-RE合金体系并不适用。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种高性能Pb-Ag-RE合金阳极板焊接方法。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种Pb-Ag-RE合金阳极板焊接方法，包括如下步骤：S1、进行搅拌摩擦焊前，将焊接Pb-Ag-RE合金阳极板所需的横梁和Pb-Ag-RE合金板的焊接表面用酒精或丙酮擦拭干净；Pb-Ag-RE合金板由Pb-Ag-RE合金按设计要求制成；S2、将步骤S1处理的横梁和Pb-Ag-RE合金板对接起来构成Pb-Ag-RE合金阳极板的初步形状，并固定在搅拌摩擦焊接设备上，对接部位的间隙宽度为0.1-1.0mm；S3、在搅拌摩擦焊接设备上设置搅拌摩擦焊接头的转速、行进速度和轴肩下移量；搅拌摩擦焊接头的搅拌针直径为8-12mm、长度为10-15mm、倾角为1-5°、轴肩下移量为0.5-1.5mm、转速为800-1000r/min、行进速度为400-700mm/min；S4、控制热输入大小，搅拌针沿着对接部分的间隙移动进行搅拌摩擦焊接，完成后得到Pb-Ag-RE合金阳极板,对Pb-Ag-RE合金阳极板冷却并打磨光滑；所述热输入大小用n/v表征，n代表搅拌针的转速，v代表搅拌针的行进速度，热输入的范围为1.1-2.5r/mm。进一步地，步骤S1中，Pb-Ag-RE合金中包含有铅基，铅基中按质量百分比含有Ag0.6％-1％，RE0.01％-0.05％，余量为Pb。进一步地，步骤S1中，Pb-Ag-RE合金板的厚度为8-13mm。进一步地，步骤S1中，所述Pb-Ag-RE合金板为孔型板状结构和栅栏型板状结构中的任意一种。本专利技术的有益效果在于：(1)利用本专利技术焊接得到的Pb-Ag-RE合金阳极板接头焊缝质量好、抗拉性能强和硬度高，焊缝性能接近母材96％-97％，整体力学性能优异；(2)本专利技术方法适应性广，可应用于不同铅基Ag和RE含量的Pb-Ag-RE合金材料。(3)本专利技术方法热输速度快，温度控制好，焊件的尺寸精度高，焊接变形和焊后残余应力少。本专利技术通过优化搅拌摩擦焊的转速、行进速度、轴肩下移量等工艺参数，严格控制热输入，可获得接头焊缝质量好、抗拉性能强和硬度高的Pb-Ag-RE合金阳极，并满足锌电解工业应用。附图说明图1为本专利技术各实施例的方法流程图。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围并不限于本实施例。实施例1本实施例提供一种Pb-Ag-RE合金阳极板焊接方法，如图1所示，包括如下步骤：1、选择10mm厚的Pb-Ag-RE合金按设计需要制作成Pb-Ag-RE合金板，Pb-Ag-RE合金的铅基中Ag的含量0.7％、RE的含量0.02％，余量为Pb。将横梁和Pb-Ag-RE合金板的焊接处使用酒精或丙酮擦拭干净，使其油污检测合格。需要说明的是，横梁外层为Pb-Ag-RE合金，内层为铜材质。2、然后将横梁和Pb-Ag-RE合金板对接起来构成Pb-Ag-RE合金阳极的初步形状，并固定在搅拌摩擦焊接设备上，对接部位的间隙宽度为0.5mm。搅拌摩擦焊接头的搅拌针直径10mm、长度12mm、倾角3°、轴肩下移量1mm。3、通过搅拌摩擦焊接头对横梁和Pb-Ag-RE合金板的对接部位进行搅拌摩擦焊接，控制搅拌针转速850r/min、行进速度500mm/min，热输入量1.7r/mm，并沿着对接部位的间隙进行移动形成焊缝。4、焊接完成后冷却至室温，并用砂轮打磨光滑。实施例2本实施例提供一种Pb-Ag-RE合金阳极板焊接方法，包括如下步骤：1、选择10mm厚的Pb-Ag-RE合金按设计需要制作成Pb-Ag-RE合金板，Pb-Ag-RE合金的铅基中Ag的含量0.8％、RE的含量0.03％，余量为Pb。将横梁和Pb-Ag-RE合金板焊接处使用酒精或丙酮擦拭干净，使其油污检测合格。2、然后将横梁和Pb-Ag-RE合金板对接起来构成Pb-Ag-RE合金阳极的初步形状，并固定在搅拌摩擦焊接设备上，对接部位的间隙宽度为0.5mm。搅拌摩擦焊接头的搅拌针直径10mm、长度12mm、倾角3°、轴肩下移量0.8mm。3、通过搅拌摩擦焊接头对横梁和Pb-Ag-RE合金板的对接部位进行搅拌摩擦焊接，控制搅拌针转速900r/min、行进速度550mm/min，热输入量1.6r/mm，并沿着对接部位的间隙进行移动形成焊缝。4、焊接完成后冷却至室温，并用砂轮打磨光滑。实施例3本实施例提供一种Pb-Ag-RE合金阳极板焊接方法，包括如下步骤：1、选择10mm厚的Pb-Ag-RE合金按设计需要制作成Pb-Ag-RE合金板，其中Pb-Ag-RE合金的铅基中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Pb-Ag-RE合金阳极板焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、进行搅拌摩擦焊前，将焊接Pb-Ag-RE合金阳极板所需的横梁和Pb-Ag-RE合金板的焊接表面用酒精或丙酮擦拭干净；Pb-Ag-RE合金板由Pb-Ag-RE合金按设计要求制成；/nS2、将步骤S1处理的横梁和Pb-Ag-RE合金板对接起来构成Pb-Ag-RE合金阳极板的初步形状，并固定在搅拌摩擦焊接设备上，对接部位的间隙宽度为0.1-1.0mm；/nS3、在搅拌摩擦焊接设备上设置搅拌摩擦焊接头的转速、行进速度和轴肩下移量；搅拌摩擦焊接头的搅拌针直径为8-12mm、长度为10-15mm、倾角为1-5°、轴肩下移量为0.5-1.5mm、转速为800-1000r/min、行进速度为400-700mm/min；/nS4、控制热输入大小，搅拌针沿着对接部分的间隙移动进行搅拌摩擦焊接，完成后得到Pb-Ag-RE合金阳极板,对Pb-Ag-RE合金阳极板冷却并打磨光滑；所述热输入大小用n/v表征，n代表搅拌针的转速，v代表搅拌针的行进速度，热输入的范围为1.1-2.5r/mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种Pb-Ag-RE合金阳极板焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、进行搅拌摩擦焊前，将焊接Pb-Ag-RE合金阳极板所需的横梁和Pb-Ag-RE合金板的焊接表面用酒精或丙酮擦拭干净；Pb-Ag-RE合金板由Pb-Ag-RE合金按设计要求制成；
S2、将步骤S1处理的横梁和Pb-Ag-RE合金板对接起来构成Pb-Ag-RE合金阳极板的初步形状，并固定在搅拌摩擦焊接设备上，对接部位的间隙宽度为0.1-1.0mm；
S3、在搅拌摩擦焊接设备上设置搅拌摩擦焊接头的转速、行进速度和轴肩下移量；搅拌摩擦焊接头的搅拌针直径为8-12mm、长度为10-15mm、倾角为1-5°、轴肩下移量为0.5-1.5mm、转速为800-1000r/min、行进速度为400-700mm/min；
S4、...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱茂兰，郭忠诚，李月婵，黄惠，谢安，姜春海，
申请(专利权)人：厦门理工学院，昆明理工恒达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35