CN102947491A - 用于将剥离金属沉积片固定到一起的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于将剥离金属沉积片（1）固定到一起的方法和装置，剥离金属沉积片例如是从在诸如金属电解沉积或者金属电解精炼的电解工艺中用作电极的永久阴极的母板上剥离的剥离金属沉积半片。方法的特征在于，用于在设有至少一个搅拌摩擦点焊工具（4a和4b）的焊接工位（3）中接收剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）的步骤，和用于将在焊接工位（3）中接收的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）中的至少两个相邻的剥离金属沉积片（1）搅拌摩擦点焊到一起的步骤。
Description
技术领域
本发明涉及用于将剥离金属沉积片固定到一起的方法，剥离金属沉积片例如是从在诸如金属电解沉积或者金属电解精炼的电解工艺中用作电极的永久阴极的母板上剥离的金属沉积半片，正如在独立权利要求1的前序部分中所限定的。
本发明还涉及用于将剥离金属沉积片固定到一起的装置，剥离金属沉积片例如是从在诸如金属电解沉积或者金属电解精炼的电解工艺中用作电极的永久阴极的母板上剥离的金属沉积半片，正如独立权利要求11的前序部分中所限定的。
背景技术
许多金属例如铜、锌和镍的精炼包括电解工艺，其中，把有害杂质与要生产的金属分离。借助于电流把电解工艺中生产的金属集聚到永久阴极上。通常，在电解槽中执行电解工艺，电解槽装有包含硫酸的电解液，并且多个由某些导电材料制成并交替放置的板状阳极和阴极浸没在电解液中。在阳极和阴极的顶部边缘处设有吊耳或杆条，用于将阳极和阴极悬挂在电解槽边缘处并用于将阳极和阴极连接至电源电路。电解工艺中所用的阴极（即，母板）例如是由不锈钢、铝或者钛制成的。
在电解工艺之后，从电解槽移除阳极，并且把金属沉积物与母板分离，以用于进一步处理。为了将金属沉积物从阳极上分离，使用许多不同的工艺。例如，把金属沉积物从阳极板的一个边缘略微揭开，利用抓持部件抓住，并从阳极上撕开。另一种可能方法是利用切削刀片从阳极的表面上切下金属沉积物。
本发明涉及对已经从母板上分离的剥离金属沉积片（例如剥离金属沉积半片）进行处理。在剥离金属沉积片已经从母板上分离之后，可以将剥离金属沉积片彼此叠置以形成摞。文件CA 2,041,927中介绍了一种用于该目的的装置。在该文件CA 2,041,927中公开了，在把成对的剥离金属沉积片布置成摞之前，把每隔一对的剥离金属沉积片在100吨波纹成形压机中加工形成波纹，这样，在摞中，形成波纹的成对剥离金属沉积片和平的成对剥离金属沉积片交替布置。之后，把摞打包，并且围绕摞夹上钢制扎带。之后，对剥离金属沉积片的摞进行进一步加工，例如通过熔化并铸造剥离金属片的铜的铜产品。
公开文献JP2003-170232介绍了一种用于连接电解铜板的方法，包括将两个叠置的电解铜板设置在冲头和冲模之间的步骤。该方法还包括以下布置：将冲头压到两个叠置板上，把板插入到冲模中，并且同时使使两个板变形以使板相互塞紧到一起。
发明目的
本发明的目的是改进对剥离金属沉积片的处理，剥离金属沉积片例如是从在诸如金属电解沉积或者金属电解精炼的电解工艺中用作电极的永久阴极的母板上剥离的剥离金属沉积半片。
发明内容
本发明的方法的特征在于独立权利要求1的限定。
在从属权利要求2到10中限定了方法的优选实施例。
相应地，本发明的装置的特征在于独立权利要求11的限定。
在从属权利要求12到20中限定了装置的优选实施例。
本发明方法的特点在于，在设有至少一个搅拌摩擦点焊工具的焊接工位中接收剥离金属沉积片的堆垛的步骤，和将焊接工位中接收的剥离金属沉积片的堆垛中的至少两个相邻的剥离金属沉积片搅拌摩擦点焊到一起的焊接步骤。相应地，本发明的装置的特征在于接收剥离金属沉积片的堆垛的焊接工位。
本发明是基于通过搅拌点焊来将剥离金属沉积片固定到一起。这样能够在不添加材料的情况下将剥离金属沉积片固定到一起。
通过搅拌摩擦点焊而附连到一起的剥离金属沉积片的堆垛可以是由从一个永久阴极上分离的两个剥离金属沉积半片所构成的堆垛。替代地，剥离金属沉积片的堆垛可以包括多于两个的剥离金属沉积片。
附图说明
在下文中，将参照附图来更详细地描述本发明，其中：
图1显示了本发明的一优选实施例，其中，焊接工位设有形式为第一搅拌摩擦点焊工具的搅拌摩擦点焊工具，第一搅拌摩擦点焊工具具有可竖直移动的第一焊接销；
图2显示了本发明的一优选实施例，其中，焊接工位设有形式为两个第二搅拌摩擦点焊工具的搅拌摩擦点焊工具，两个第二搅拌摩擦点焊工具各自具有可水平移动的第二焊接销；
图3显示了图1中所示的实施例，设有用于支承搅拌摩擦点焊工具的支承器件，以及
图4显示了图2中所示的实施例，设有用于支承搅拌摩擦点焊工具的支承器件。
具体实施方式
本发明涉及用于将剥离金属沉积片1固定到一起的方法和装置，剥离金属沉积片例如是从在诸如金属电解沉积或者金属电解精炼的电解工艺中用作电极的永久阴极的母板上剥离的剥离金属沉积半片。
首先，将描述方法和方法的一些优选实施例及一些变例。
方法包括用于在设有至少一个搅拌摩擦点焊工具4a和4b的焊接工位3中接收剥离金属沉积片1的堆垛2的步骤。
方法包括焊接步骤，用于将在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的堆垛2中的至少两个相邻的剥离金属沉积片1搅拌摩擦点焊到一起。
搅拌摩擦点焊（FSSW）是例如WO93/10935中介绍的搅拌摩擦焊接（FSW）工艺的一种变例。
方法的一优选实施例包括使用传送器件5来接收剥离金属沉积片1以形成剥离金属沉积片1的堆垛2并且将剥离金属沉积片1的堆垛2传送至设有至少一个搅拌摩擦点焊工具4a和4b的焊接工位3。方法的该优选实施例包括借助于传送器件5来接收剥离金属沉积片1以形成剥离金属沉积片1的堆垛2的步骤。方法的该优选实施例包括借助于传送器件5将剥离金属沉积片1的堆垛2传送至设有至少一个搅拌摩擦点焊工具4a和4b的焊接工位3的步骤。
方法的另一优选实施例包括使用传送器件5来接收剥离金属沉积片1的堆垛2并且将剥离金属沉积片1的堆垛2传送至设有至少一个搅拌摩擦点焊工具4a和4b的焊接工位3。方法的该优选实施例包括借助于传送器件5来接收剥离金属沉积片1的堆垛2的步骤。方法的该优选实施例包括借助于传送器件5将剥离金属沉积片1的堆垛2传送至设有至少一个搅拌摩擦点焊工具4a和4b的焊接工位3的步骤。
方法的一优选实施例包括使用焊接工位3，该焊接工位3包括至少一个形式为第一搅拌摩擦点焊工具4a的搅拌摩擦点焊工具，该第一搅拌摩擦点焊工具4a包括第一焊接销6，该第一焊接销6可沿一方向移动，在该方向上，第一焊接销6可穿透在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的堆垛2中的至少两个相邻的剥离金属沉积片1，以通过搅拌摩擦点焊把在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的堆垛2中的至少两个相邻的剥离金属沉积片1附连到一起。在方法的该优选实施例中，焊接步骤包括借助于所述至少一个第一搅拌摩擦点焊工具4a的第一焊接销6来穿透在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的堆垛2中的至少两个相邻的剥离金属沉积片1，以通过搅拌摩擦点焊把在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的所述堆垛2中的所述至少两个相邻的剥离金属沉积片1附连到一起。在方法的该优选实施例中，焊接步骤优选而不是必须地包括借助于所述至少一个第一搅拌摩擦点焊工具4a的第一焊接销6来穿透在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的堆垛2中的至少两个最上面的剥离金属沉积片1，以通过搅拌摩擦点焊把在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的所述堆垛2中的至少两个最上面的剥离金属沉积片1附连到一起。在方法的该优选实施例中，焊接步骤优选但不是必须地包括在焊接步骤期间竖直地移动所述至少一个第一搅拌摩擦点焊工具4a的第一焊接销6。
方法的一优选实施例包括使用焊接工位3，该焊接工位3包括至少一个形式为第二搅拌摩擦点焊工具4b的搅拌摩擦点焊工具，第二搅拌摩擦点焊工具4b包括第二焊接销7，该第二焊接销7可相对于在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的堆垛2的边缘移动，以便第二焊接销7可以同时穿透在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的堆垛2的至少两个相邻的剥离金属沉积片的边缘的至少一部分，以通过搅拌摩擦点焊把在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的堆垛2的至少两个相邻的剥离金属沉积片1附连到一起。在方法的该优选实施例中，焊接步骤包括借助于所述至少一个第二搅拌摩擦点焊工具4b的第二焊接销7来同时穿透在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的堆垛2的至少两个相邻的剥离金属沉积片1的边缘的一部分，以通过搅拌摩擦点焊把在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的堆垛2中的至少两个相邻的剥离金属沉积片1附连到一起。在方法的该优选实施例中，焊接步骤优选但不是必须地包括在焊接步骤期间水平地移动所述至少一个第二搅拌摩擦点焊工具4b的第二焊接销7。
方法的一优选实施例包括使用焊接工位3，该焊接工位3包括定位器件8，用于将焊接工位3中的剥离金属沉积片1的堆垛2相对于所述至少一个搅拌摩擦点焊工具4a和4b定位在预定焊接位置。
方法的一优选实施例包括使用焊接工位3，该焊接工位3包括挤压器件9，用于把在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的堆垛2的剥离金属沉积片挤压到一起。方法的该优选实施例包括挤压步骤，用于当执行焊接步骤时把在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的堆垛2的剥离金属沉积片挤压到一起。
方法的一优选实施例包括使用焊接工位3，该焊接工位3包括止动器件10，在执行焊接步骤时，可以利用至少一个搅拌摩擦点焊工具4a和4b将焊接工位3中的剥离金属沉积片1的堆垛2中的剥离金属沉积片1挤压到该止动器件10上。方法的该优选实施例包括挤压步骤，用于在执行焊接步骤时借助于所述至少一个搅拌摩擦点焊工具4a和4b将剥离金属沉积片1的堆垛2挤压到止动器件10上来把焊接工位3中的剥离金属沉积片1的堆垛2中的剥离金属沉积片1挤压到一起。
方法的一优选实施例包括把从一个永久阴极上剥离下来的两个剥离金属沉积半片形成剥离金属沉积片1的堆垛2。
接下来，将描述装置和装置的一些优选实施例和一些变例。
装置包括焊接工位3，用于接收剥离金属沉积片1的堆垛2。焊接工位3设有至少一个搅拌摩擦点焊工具4a和4b，用于把在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的堆垛2中的至少两个相邻的剥离金属沉积片1搅拌摩擦点焊到一起。
搅拌摩擦点焊（FSSW）是例如WO93/10935中所介绍的搅拌摩擦焊接（FSW）工艺的一种变例。
装置的一优选实施例包括传送器件5，用来接收剥离金属沉积片1以形成剥离金属沉积片1的堆垛2，并且将剥离金属沉积片1的堆垛2传送至设有至少一个搅拌摩擦点焊工具4a和4b的焊接工位3。
装置的另一优选实施例包括传送器件5，用来接收剥离金属沉积片1的堆垛2，并且将剥离金属沉积片1的堆垛2传送至设有至少一个搅拌摩擦点焊工具4a和4b的焊接工位3。
在装置的一优选实施例中，焊接工位3包括至少一个形式为第一搅拌摩擦点焊工具4a的搅拌摩擦点焊工具4a和4b，第一搅拌摩擦点焊工具4a包括第一焊接销6，该第一焊接销6可在一方向上移动，在该方向上，第一焊接销6可以穿透在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的堆垛2中的至少两个相邻的剥离金属沉积片1，以通过搅拌摩擦点焊把在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的堆垛2中的所述至少两个相邻的剥离金属沉积片1附连到一起。在装置的该优选实施例中，第一搅拌摩擦点焊工具4a优选但不是必须地配置用于把在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的堆垛2中的至少两个最上面的剥离金属沉积片1搅拌摩擦点焊到一起。在装置的该优选实施例中，第一焊接销6优选但不是必须地是可竖直地移动的。
在装置的一优选实施例中，焊接工位3包括至少一个形式为第二搅拌摩擦点焊工具4b的搅拌摩擦点焊工具，第二搅拌摩擦点焊工具4b包括第二焊接销7，该第二焊接销7可相对于在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的堆垛2的边缘移动，以便第二焊接销7可以同时地至少部分地穿透在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的堆垛2中的至少两个相邻的剥离金属沉积片的边缘，以通过搅拌摩擦点焊把在焊接工位3中接收的剥离金属沉积片1的堆垛2中的所述至少两个相邻的剥离金属沉积片1附连到一起。在装置的该优选实施例中，第二焊接销7优选但不是必须是可竖直地移动的。
在装置的一优选实施例中，焊接工位3包括定位器件8，用于把焊接工位3中的剥离金属沉积片1的堆垛2相对于所述至少一个搅拌摩擦点焊工具4a和4b定位在预定焊接位置。
在装置的一优选实施例中，焊接工位3包括挤压器件9，用于将焊接工位3中的剥离金属沉积片1的堆垛2中的剥离金属沉积片1挤压到一起。
在装置的一优选实施例中，焊接工位3包括止动器件10，可以利用至少一个搅拌摩擦点焊工具4a和4b将焊接工位3中的剥离金属沉积片1的堆垛2中的剥离金属沉积片1挤压在该止动器件10上。
在装置的一优选实施例中，传送器件5配置用来形成由从一个永久阴极上剥离的两个剥离金属沉积片1构成的剥离金属沉积片1的堆垛2。
图3和4另外显示了用于支承搅拌摩擦点焊工具4a和4b的支承器件11。
对本领域技术人员显而易见的是，随着技术的进步，可以用多种方式来实施本发明的基本思想。因此，本发明及其实施例不限于上述实例，而是可以在权利要求的范围内变化。
Claims (20)
1.一种用于将剥离金属沉积片（1）固定到一起的方法，该剥离金属沉积片例如是从在诸如金属电解沉积或者金属电解精炼的电解工艺中用作电极的永久阴极的母板上剥离的剥离金属沉积半片，
其特征在于，
用于在设有至少一个搅拌摩擦点焊工具（4a和4b）的焊接工位（3）中接收剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）的步骤，和
用于将在焊接工位（3）中接收的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）中的至少两个相邻的剥离金属沉积片（1）搅拌摩擦点焊到一起的焊接步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
使用传送器件（5），接收剥离金属沉积片（1）以形成剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）和/或接收剥离金属沉积片（1）的堆垛（2），并将剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）传送至设有至少一个搅拌摩擦点焊工具（4a和4b）的焊接工位（3），
借助于传送器件（5)来接收剥离金属沉积片（1）以形成剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）的步骤和/或借助于传送器件（5）来接收剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）的步骤，以及
借助于传送器件（5）来将剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）传送至设置有至少一个搅拌摩擦点焊工具（4a和4b）的焊接工位（3）的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
使用焊接工位（3），该焊接工位（3）包括至少一个形式为第一搅拌摩擦点焊工具（4a）的搅拌摩擦点焊工具，第一搅拌摩擦点焊工具包括第一焊接销（6），该第一焊接销（6）能在一方向上移动，在该方向上，第一焊接销（6）能穿透在焊接工位（3）中接收的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）中的至少两个相邻的剥离金属沉积片（1），以通过搅拌摩擦点焊把在焊接工位（3）中接收的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）中的至少两个相邻的剥离金属沉积片（1）附连到一起，和
所述焊接步骤包括借助于所述至少一个第一搅拌摩擦点焊工具（4a）的第一焊接销（6）来穿透在焊接工位（3）中接收的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）中的至少两个相邻的剥离金属沉积片（1），以通过搅拌摩擦点焊把剥离金属沉积片（1）的所述堆垛（2）中的所述至少两个相邻的剥离金属沉积片（1）附连到一起。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述焊接步骤包括借助于所述至少一个第一搅拌摩擦点焊工具（4a）的第一焊接销（6）来穿透在焊接工位（3）中接收的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）中的至少两个最上面的剥离金属沉积片（1），以通过搅拌摩擦点焊把剥离金属沉积片（1）的所述堆垛（2）中至少两个最上面的剥离金属沉积片（1）附连到一起。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，竖直地移动所述至少一个第一搅拌摩擦点焊工具（4a）的第一焊接销（6）。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的方法，其特征在于，
使用焊接工位（3），该焊接工位包括至少一个形式为第二搅拌摩擦点焊工具（4b）的搅拌摩擦点焊工具，第二搅拌摩擦点焊工具包括第二焊接销（7），第二焊接销能相对于在焊接工位（3）中接收的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）的边缘移动，以便第二焊接销（7）能同时至少部分地穿透在焊接工位（3）中接收的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）中的至少两个相邻的剥离金属沉积片（1）的边缘，以通过搅拌摩擦点焊把在焊接工位（3）中接收的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）中的至少两个相邻的剥离金属沉积片（1）附连到一起，以及
所述焊接步骤包括借助于所述至少一个第二搅拌摩擦点焊工具（4b）的第二焊接销（7）来同时至少部分地穿透在焊接工位（3）中接收的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）中的至少两个相邻的剥离金属沉积片（1）的边缘，以通过搅拌摩擦点焊把在焊接工位（3）中接收的剥离金属沉积片（1）的所述堆垛（2）中的所述至少两个相邻的剥离金属沉积片（1）附连到一起。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，水平地移动所述至少一个第二搅拌摩擦点焊工具（4b）的第二焊接销（7）。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的方法，其特征在于，使用焊接工位（3），该焊接工位包括定位器件（8），用于将焊接工位（3）中的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）相对于所述至少一个搅拌摩擦点焊工具（4a和4b）定位在预定焊接位置。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的方法，其特征在于，
使用焊接工位（3），该焊接工位包括挤压器件（9），用于将在焊接工位（3）中接收的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）中的剥离金属沉积片（1）挤压（夹紧）到一起，以及
用于在所述焊接步骤期间将在焊接工位（3）中接收的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）中的剥离金属沉积片（1）挤压到一起的挤压步骤。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的方法，其特征在于，仅用从一个永久阴极上分离的两个剥离金属沉积半片（）形成剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）。
11.一种用于将剥离金属沉积片（1）固定到一起的装置，剥离金属沉积片例如是从在诸如金属电解沉积或者金属电解精炼的电解工艺中用作电极的永久阴极的母板上剥离的剥离金属沉积半片，
其特征在于，
焊接工位（3），用于接收剥离金属沉积片（1）的堆垛（2），以及
焊接工位（3）设有至少一个搅拌摩擦点焊工具（4a和4b），用于将在焊接工位（3）中接收的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）中的至少两个相邻的剥离金属沉积片（1）搅拌摩擦点焊到一起。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，该装置包括传送器件（5），其用于接收剥离金属沉积片（1）以形成剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）或者用于接收剥离金属沉积片（1）的堆垛（2），并且用于将剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）传送至设有至少一个搅拌摩擦点焊工具（4a和4b）的焊接工位（3）。
13.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述装置的焊接工位（3）包括至少一个形式为第一搅拌摩擦点焊工具（4a）的搅拌摩擦点焊工具，第一搅拌摩擦点焊工具包括第一焊接销（6），第一焊接销（6）能在一方向上移动，在该方向上，第一焊接销（6）能穿透在焊接工位（3）中接收的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）中的至少两个相邻的剥离金属沉积片（1），以通过搅拌摩擦点焊把在焊接工位（3）中接收的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）中的所述至少两个相邻的剥离金属沉积片（1）附连到一起。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，第一搅拌摩擦点焊工具（4a）配置用于将在焊接工位（3）中接收的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）中的至少两个最上面的剥离金属沉积片（1）搅拌摩擦点焊到一起。
15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，第一焊接销（6）能竖直地移动。
16.根据权利要求11到15中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置的焊接工位（3）包括至少一个形式为第二搅拌摩擦点焊工具（4b）的搅拌摩擦点焊工具，第二搅拌摩擦点焊工具包括第二焊接销（7），第二焊接销（7）能相对于在焊接工位（3）中接收的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）的边缘移动，以便第二焊接销（7）能同时至少部分地穿透剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）中的至少两个相邻的剥离金属沉积片（1）的边缘，以通过搅拌摩擦点焊把在焊接工位（3）中接收的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）中的所述至少两个相邻的剥离金属沉积片（1）附连到一起。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，第二焊接销（7）能水平地移动。
18.根据权利要求11到17中任一项所述的装置，其特征在于，焊接工位（3）包括定位器件（8），用于把焊接工位（3）中的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）相对于所述至少一个搅拌摩擦点焊工具（4a和4b）定位在预定焊接位置。
19.根据权利要求11到18中任一项所述的装置，其特征在于，焊接工位（3）包括挤压器件（9），用于将焊接工位（3）中的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）中的剥离金属沉积片挤压到一起。
20.根据权利要求11到19中任一项所述的装置，其特征在于，传送器件（5）配置用于形成仅由从一个永久阴极上分离的两个剥离金属沉积半片（）组成的剥离金属沉积片（1）的堆垛（2）。
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