CN109434342A - 一种阳极钢爪焊接系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种阳极钢爪焊接系统。阳极钢爪焊接系统包括：熔焊变压器、控制器、三维运动机构、自耗电极板、结晶器、化渣变压器、坩埚、碳棒升降机构和碳棒。将爪腿及横梁放置在下结晶器的预设位置后，控制器控制滑动门型架运动，使上结晶器和下结晶器匹配对接，焊接口到达预设位置。然后控制器控制三维运动机构运动带动自耗电极板穿设在对应的焊接口，且自耗电极板与焊接口的底部及内壁均存在间隙。控制器控制碳棒升降机构运动带动碳棒运动，使坩埚中盛放的固态助熔剂熔化。将熔化后的液态助熔剂倒入焊接口即可完成阳极钢爪的自动焊接，焊接效率高，焊接质量好，能够有效降低焊接成本，避免人工焊接中由于个体操作差异带来的焊接质量问题。
Description
技术领域
本发明涉及阳极钢爪领域，特别是涉及一种阳极钢爪焊接系统。
背景技术
电解铝业生产中的阳极钢爪是铸件产品，铸件产品的电极压降高，能耗高，钢质硬度差，导致其寿命短，极易损坏。现有技术中，损坏的钢爪主要采用人工焊接，效率低，焊接面积小，对工人的身体健康危害较大，环境污染高。
发明内容
本发明的目的是提供一种阳极钢爪焊接系统，焊接效率高，焊接质量好，能够有效降低焊接成本，避免人工焊接中由于个体操作差异带来的焊接质量问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种阳极钢爪焊接系统，所述焊接系统包括：熔焊变压器、控制器、三维运动机构、结晶器、化渣变压器、坩埚和碳棒升降机构，其中，
所述碳棒升降机构对应所述坩埚的开口部设置，碳棒设于所述碳棒升降机构，所述碳棒升降机构与所述控制器连接，所述控制器控制所述碳棒升降机构运动以带动所述碳棒进行升降运动，所述碳棒与所述化渣变压器的正极连接，所述坩埚与所述化渣变压器的负极连接，所述坩埚用于盛放固态助熔剂；
自耗电极板设置在所述三维运动机构上，所述自耗电极板与所述熔焊变压器的正极连接，所述结晶器与所述熔焊变压器的负极连接，所述三维运动机构与所述控制器连接；
所述结晶器包括上结晶器和下结晶器，所述上结晶器开设有贯穿的焊接口，所述上结晶器固定在滑动门型架上，所述滑动门型架与所述控制器连接，所述控制器控制所述滑动门型架运动，带动所述上结晶器运动以使所述焊接口到达预设位置，所述下结晶器包括若干弧形支撑槽，在每个所述弧形支撑槽的一个开口端设置有支撑部，所述弧形支撑槽用于容纳待焊接钢爪的爪腿，所述支撑部用于放置待焊接钢爪的横梁；
所述控制器控制所述三维运动机构运动，以带动所述自耗电极板穿设于对应的所述焊接口，所述自耗电极板与所述焊接口的底部及所述焊接口的内壁均存在间隙。
可选的，所述焊接系统包括翻转机构，所述翻转机构与所述控制器连接，所述坩埚设于所述翻转机构。
可选的，所述焊接系统还包括助熔剂接收器和多个助熔剂导流管，所述助熔剂接收器对应所述坩埚设置，所述助熔剂导流管均与所述助熔剂接收器连通，每一所述焊接口均与一个所述助熔剂导流管连通。
可选的，所述焊接系统还包括电磁阀，所述电磁阀与所述控制器连接，在每个所述助熔剂导流管上设置有一个所述电磁阀。
可选的，所述控制器为可编程逻辑控制器。
可选的，所述焊接系统还包括电流互感器和电流变送器，所述电流互感器与所述自耗电极板连接，所述电流互感器用于检测所述自耗电极板上的实时熔焊电流，所述电流变送器分别与所述电流互感器和所述控制器连接，所述控制器根据所述实时熔焊电流和期望熔焊电流的差值控制所述自耗电极的运动方向和运动速度。
可选的，所述焊接系统还包括报警器，所述报警器与所述控制器连接，当所述实时熔焊电流大于熔焊电流阈值时，所述控制器控制所述报警器发出报警信息。
可选的，所述焊接系统还包括壳体升降机构和绝缘壳体，所述壳体升降机构与所述控制器连接，所述绝缘壳体与所述壳体升降机构连接，所述绝缘壳体与所述焊接口匹配，所述控制器控制所述壳体升降机构运动以使所述绝缘壳体套设于对应的所述焊接口内。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的阳极钢爪焊接系统包括：熔焊变压器、控制器、三维运动机构、自耗电极板、结晶器、化渣变压器、坩埚、碳棒升降机构和碳棒。将待焊接阳极钢爪的爪腿及横梁放置在下结晶器的预设位置后，控制器控制滑动门型架运动，带动上结晶器运动，使上结晶器和下结晶器匹配对接，焊接口到达预设位置。然后控制器控制三维运动机构运动，以带动自耗电极板穿设在对应的焊接口中，且确保自耗电极板与焊接口的底部及内壁均存在间隙。在此基础上，控制器控制碳棒升降机构运动以带动碳棒进行升降运动，使坩埚中盛放的固态助熔剂熔化。将熔化后的液态助熔剂倒入焊接口即可完成阳极钢爪的自动焊接，焊接效率高，焊接质量好，能够有效降低焊接成本，避免人工焊接中由于个体操作差异带来的焊接质量问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种阳极钢爪焊接系统的三维图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
本发明的目的是提供一种阳极钢爪焊接系统，焊接效率高，焊接质量好，能够有效降低焊接成本，避免人工焊接中由于个体操作差异带来的焊接质量问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的一种阳极钢爪焊接系统的三维图。如图1所示，一种阳极钢爪焊接系统，所述焊接系统包括：熔焊变压器1、控制器(图中未示出)、三维运动机构、结晶器、化渣变压器2、坩埚3和碳棒升降机构4。本实施例中，控制器为可编程逻辑控制器PLC。
所述碳棒升降机构4对应所述坩埚3的开口部设置，碳棒5设于所述碳棒升降机构4上，所述碳棒升降机构4与所述控制器连接，所述控制器控制所述碳棒升降机构4运动以带动所述碳棒5进行升降运动，所述碳棒5与所述化渣变压器2的正极连接，所述坩埚3与所述化渣变压器2的负极连接，所述坩埚3用于盛放固态助熔剂。
自耗电极板设置在所述三维运动机构上，所述自耗电极板与所述熔焊变压器1的正极连接，所述结晶器与所述熔焊变压器1的负极连接，所述三维运动机构与所述控制器连接。自耗电极板选用厚度范围为10-14mm、宽度范围为80-130mm、长度不能超过1500mm碳钢板作为自耗电极。
所述结晶器包括上结晶器61和下结晶器62，所述上结晶器61开设有贯穿的焊接口611，所述上结晶器61固定在滑动门型架7上，所述滑动门型架7与所述控制器连接，所述控制器控制所述滑动门型架7运动，带动所述上结晶器61运动，使上结晶器61和下结晶器62匹配对接，所述焊接口611到达预设位置。所述下结晶器62包括若干弧形支撑槽621，在每个所述弧形支撑槽621的一个开口端设置有支撑部622，所述弧形支撑槽621用于容纳待焊接钢爪的爪腿，各个爪腿应该在同一中心线上，误差不得超出±1mm，所述支撑部622用于放置待焊接钢爪的横梁。
所述控制器控制所述三维运动机构运动，以带动所述自耗电极板穿设于对应的所述焊接口611，所述自耗电极板与所述焊接口611的底部及所述焊接口611的内壁均存在间隙，以避免由于自耗电极板与上结晶器接触而导致熔焊变压器正负极短路。自耗电极板和上结晶器底部的间隙范围为20-25mm，自耗电极板和焊接口内壁要留有8-10mm的间隙。
为了便于操作，本实施例提供的焊接系统还设置有壳体升降机构和绝缘壳体，所述壳体升降机构与所述控制器连接，所述绝缘壳体与所述壳体升降机构连接，所述绝缘壳体与所述焊接口匹配，所述控制器控制所述壳体升降机构运动以使所述绝缘壳体套设于对应的所述焊接口内。
进一步地，所述焊接系统包括翻转机构8、助熔剂接收器、多个助熔剂导流管和多个电磁阀。所述翻转机构8与所述控制器连接，所述坩埚设于所述翻转机构。所述助熔剂接收器对应所述坩埚设置，所述助熔剂导流管均与所述助熔剂接收器连通，每一所述焊接口均与一个所述助熔剂导流管连通。所述电磁阀与所述控制器连接，在每个所述助熔剂导流管上设置有一个所述电磁阀。坩埚中的固态助熔剂熔化后，控制器控制翻转机构执行翻转动作，将坩埚中熔化后的液态助熔剂倒入助熔剂接收器中，然后通过助熔剂导流管将其引流导入对应的焊接口内进行熔焊。
优选地，所述焊接系统还包括电流互感器、电流变送器和报警器，所述电流互感器与所述自耗电极板连接，所述电流互感器用于检测所述自耗电极板上的实时熔焊电流，所述电流变送器分别与所述电流互感器和所述控制器连接，所述控制器根据所述实时熔焊电流和期望熔焊电流的差值控制所述自耗电极的运动方向和运动速度。本实施例中，所述控制器采用PID控制方法输出控制矢量给变频器，变频器控制自耗电极的运动方向和运动速度，提调节熔焊电流使其达到期望值2500A。报警器与所述控制器连接，当所述实时熔焊电流大于熔焊电流阈值时，所述控制器控制所述报警器发出报警信息。
如图1所示，所述三维运动机构包括熔焊伸缩装置91、熔焊升降装置91和可移动小车。所述焊接系统包括立柱系统10，立柱系统10、平台11、熔焊结晶器系统12、导杆托架13、走梯14、半圆工作台15、熔焊操作柜16、防护围栏17、液压系统操作柜18、配电柜19、工具箱20、护栏21、冷却塔22、水箱23、化渣系统24、变压器配电箱25和除尘器26。其中，熔焊结晶器系统12包括上结晶器和下结晶器。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种阳极钢爪焊接系统，其特征在于，所述焊接系统包括：熔焊变压器、控制器、三维运动机构、结晶器、化渣变压器、坩埚和碳棒升降机构，其中，
所述碳棒升降机构对应所述坩埚的开口部设置，碳棒设于所述碳棒升降机构，所述碳棒升降机构与所述控制器连接，所述控制器控制所述碳棒升降机构运动以带动所述碳棒进行升降运动，所述碳棒与所述化渣变压器的正极连接，所述坩埚与所述化渣变压器的负极连接，所述坩埚用于盛放固态助熔剂；
自耗电极板设置在所述三维运动机构上，所述自耗电极板与所述熔焊变压器的正极连接，所述结晶器与所述熔焊变压器的负极连接，所述三维运动机构与所述控制器连接；
所述结晶器包括上结晶器和下结晶器，所述上结晶器开设有贯穿的焊接口，所述上结晶器固定在滑动门型架上，所述滑动门型架与所述控制器连接，所述控制器控制所述滑动门型架运动，带动所述上结晶器运动以使所述焊接口到达预设位置，所述下结晶器包括若干弧形支撑槽，在每个所述弧形支撑槽的一个开口端设置有支撑部，所述弧形支撑槽用于容纳待焊接钢爪的爪腿，所述支撑部用于放置待焊接钢爪的横梁；
所述控制器控制所述三维运动机构运动，以带动所述自耗电极板穿设于对应的所述焊接口，所述自耗电极板与所述焊接口的底部及所述焊接口的内壁均存在间隙。
2.根据权利要求1所述的一种阳极钢爪焊接系统，其特征在于，所述焊接系统包括翻转机构，所述翻转机构与所述控制器连接，所述坩埚设于所述翻转机构。
3.根据权利要求2所述的一种阳极钢爪焊接系统，其特征在于，所述焊接系统还包括助熔剂接收器和多个助熔剂导流管，所述助熔剂接收器对应所述坩埚设置，所述助熔剂导流管均与所述助熔剂接收器连通，每一所述焊接口均与一个所述助熔剂导流管连通。
4.根据权利要求3所述的一种阳极钢爪焊接系统，其特征在于，所述焊接系统还包括电磁阀，所述电磁阀与所述控制器连接，在每个所述助熔剂导流管上设置有一个所述电磁阀。
5.根据权利要求1所述的一种阳极钢爪焊接系统，其特征在于，所述控制器为可编程逻辑控制器。
6.根据权利要求5所述的一种阳极钢爪焊接系统，其特征在于，所述焊接系统还包括电流互感器和电流变送器，所述电流互感器与所述自耗电极板连接，所述电流互感器用于检测所述自耗电极板上的实时熔焊电流，所述电流变送器分别与所述电流互感器和所述控制器连接，所述控制器根据所述实时熔焊电流和期望熔焊电流的差值控制所述自耗电极的运动方向和运动速度。
7.根据权利要求6所述的一种阳极钢爪焊接系统，其特征在于，所述焊接系统还包括报警器，所述报警器与所述控制器连接，当所述实时熔焊电流大于熔焊电流阈值时，所述控制器控制所述报警器发出报警信息。
8.根据权利要求1所述的一种阳极钢爪焊接系统，其特征在于，所述焊接系统还包括壳体升降机构和绝缘壳体，所述壳体升降机构与所述控制器连接，所述绝缘壳体与所述壳体升降机构连接，所述绝缘壳体与所述焊接口匹配，所述控制器控制所述壳体升降机构运动以使所述绝缘壳体套设于对应的所述焊接口内。
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