CN117206820B - 一种阳极钢爪竖直焊接修复生产系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阳极钢爪竖直焊接修复生产系统及方法，包括机架以及固定安装在机架顶部的输送线，沿输送线的输送方向依次设置上线工位、锯切工位、焊接工位以及下线工位，并在上线工位和下线工位之间安装有悬臂吊；所述上线工位由安装在机架上的夹持定位机构一以及安装在夹持定位机构一下方的移载顶升平台一组成；所述下线工位由安装在机架上的夹持定位机构二以及安装在夹持定位机构二下方的移载顶升平台二组成。本发明采用电阻热压力焊接技术，采用竖直焊接，焊接质量好并能提高工作效率，并且能将阳极钢爪自动焊接修复生产线融入阳极组装的流程之中，实现阳极组装的全流程自动化作业。
Description
技术领域
本发明涉及一种阳极钢爪竖直焊接修复生产系统及方法，属于铝电解阳极钢爪修复技术领域。
背景技术
阳极导杆组件作为电解铝的主要结构，是电流通路的关键环节，具有数量众多、易损的特点，是企业日常维修的重点。长期以来，铸造阳极钢爪经过短期使用后，需要依赖人工进行焊接修复后再次使用，其修复过程为：将废弃钢爪切除，再重新焊接新的圆钢棒上去。目前，阳极钢爪的修复主要依靠人工修复，由工人手持割炬（火焰枪）切除废旧钢爪，再由焊工将新的圆钢棒焊到钢梁上。由于焊接工艺限制和人工操作的不确定性，阳极钢爪在使用过程中压降高、容易脱落或开裂、使用寿命短，极大增加了企业的运营成本，同时也增加作业人员数量。
在现有技术中，公开号为“CN103846564A”的发明专利公开了“一种阳极导杆的钢爪修理方法”，该方法由下述步骤构成：首先，对横梁上的钢爪焊接面采用砂布打磨光滑；其次，将钢爪上的焊接面用砂布打磨光滑；再次，将钢爪焊接面上的圆周倒直角；最后进行全焊接。又有，专利号为“201911087358.1”、发明名称为“一种铝电解阳极导杆自动化修复环形生产线及修复方法”和专利号为“202010452997.X”、发明名称为“一种分流型铝电解阳极钢爪自动化修复生产线及修复方法”的发明专利申请，该技术使用了窄间隙深焊缝旋弧焊技术，其通过工装轨道小车在各工位之间的流转和自动化切割、焊接设备的配合，能够实现阳极钢爪的切割和自动焊接，提高焊接质量稳定性，降低劳动强度。
然而，以上现有技术中所使用的窄间隙深焊缝旋弧焊技术，其虽然在焊接质量、焊接成本上都有很大优势，但其造价高，对锯切面的加工精度要求高，焊枪的控制上要求较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阳极钢爪竖直焊接修复生产系统及方法，该生产线能融入阳极组装的流程之中，实现阳极组装的全流程自动化焊接，采用电阻热压力焊接技术，可以竖直焊接、焊接质量好并能提高工作效率。
本发明的技术方案：一种阳极钢爪竖直焊接修复生产系统，包括机架以及固定安装在机架顶部的输送线，沿输送线的输送方向依次设置上线工位、锯切工位、焊接工位以及下线工位；所述锯切工位由安装在机架上的夹持定位机构三以及安装在夹持定位机构三下方的锯切专机组成；所述焊接工位由钢梁顶升定位装置、平衡吊、料盘、焊接专机以及夹持定位机构四组成，所述夹持定位机构四安装在机架上，在夹持定位机构四的下方安装有焊接专机，在焊接专机远离T型立柱二的一侧设置有钢梁顶升定位装置，在钢梁顶升定位装置的旁边分别设置有平衡吊和料盘；所述焊接专机包括挤压头垫板，在挤压头垫板上连接有导电铜排，所述导电铜排外接电源，挤压头垫板上放置待焊钢棒，在待焊钢棒上方设有干式护套。
进一步，所述输送线为直线输送线，所述上线工位由安装在机架上的夹持定位机构二以及安装在夹持定位机构二下方的移载顶升平台二组成；所述下线工位由安装在机架上的夹持定位机构一以及安装在夹持定位机构一下方的移载顶升平台一组成；所述上线工位和下线工位均安装有轨道平板车。
进一步，所述输送线为环形输送线，所述上线工位由安装在机架上的夹持定位机构二以及安装在夹持定位机构二下方的移载顶升平台二组成；所述下线工位由安装在机架上的夹持定位机构一以及安装在夹持定位机构一下方的移载顶升平台一组成；在上线工位和下线工位之间安装有悬臂吊。
进一步，所述夹持定位机构一、夹持定位机构二、夹持定位机构三和夹持定位机构四结构相同，均由夹臂一、铰接头、主动齿轮、夹臂二、固定铰支座、夹臂液压缸和从动齿轮，所述夹臂一和夹臂二转动连接在机架上，在夹臂一上固定安装有主动齿轮和铰接头，在夹臂二上固定安装有从动齿轮，且主动齿轮和从动齿轮啮合，在机架上还固定安装有固定铰支座，在固定铰支座上铰链连接有夹臂液压缸，所述夹臂一上的铰接头与夹臂液压缸的伸缩杆铰链连接。
进一步，所述移载顶升平台一和移载顶升平台二结构相同，均包括导杆夹爪一、导杆夹爪二、夹爪液压缸一、夹爪液压缸二、升降平台、升降液压缸、剪式支撑架、滑轨一、滑动板以及底座一，所述底座一固定安装在地面上，在底座一上固定安装有滑轨一，在滑轨一上滑动连接有滑动板，在滑动板上固定安装有升降液压缸和剪式支撑架，所述升降液压缸的伸缩杆与剪式支撑架的活动部传动连接，在剪式支撑架的顶部固定安装有升降平台，在升降平台台面中部开设有凹槽，在凹槽的两侧对称地转动连接有导杆夹爪一和导杆夹爪二，在导杆夹爪一和导杆夹爪二后侧分别安装了夹爪液压缸一和夹爪液压缸二，所述夹爪液压缸一和夹爪液压缸二的伸缩杆分别与导杆夹爪一和导杆夹爪二传动连接。
进一步，所述焊接专机包括焊机底座，在焊机底座上固定安装有纵向轨道，在纵向轨道上滑动连接有纵向滑板，同时在焊机底座上固定安装有纵向液压缸，所述纵向液压缸的伸缩杆与纵向滑板传动连接，在纵向滑板上平行地固定安装有两根横向滑轨，在两根横向滑轨之间转动连接有丝杠，在丝杠的端部固定安装有横向电机，所述横向电机的输出轴与丝杠的端部传动连接，在横向滑轨上滑动连接有横向滑板，在横向滑板的底部固定连接有与丝杠螺纹连接的丝杠螺母，在横向滑板四个角落焊接有四个桶状深孔，横向滑板上方为承重板，承重板的四个角落固定安装有四个弹性导向柱，四个弹性导向柱置于四个桶状深孔中，在四个弹性导向柱的顶部固定连接有承重板，在承重板上方固定安装有挤压液压缸的缸体，在挤压液压缸的顶杆上固定连接有连接法兰，在连接法兰上放置有挤压头垫板，在连接法兰和挤压头垫板之间放置有绝缘板，在挤压头垫板上连接有导电铜排，所述导电铜排外接电源；在纵向滑板上方安装有T型立柱一和T型立柱二，在T型立柱一和T型立柱二底部分别固定连接有上压头一和上压头二。
进一步，所述T型立柱一和T型立柱二前侧之间固定安装有收尘吸嘴，且收尘吸嘴与外部的吸尘管道连接；所述挤压头垫板的中央开设有圆形凹槽，圆形凹槽与待焊钢棒相适配。
进一步，所述钢梁顶升定位装置包括机架二、支撑液压缸、支撑安装板、导向柱和支撑下压头，所述机架二固定在地面上，在机架二上部固定安装有支撑安装板，在支撑安装板上固定安装了支撑液压缸，支撑液压缸的伸缩杆穿过支撑安装板的底部后与活动架固定连接，在活动架上对称地固定安装有两个支撑下压头，所述支撑安装板底部的四个角落固定连接有四根导向柱，所述活动架同时与四根导向柱滑动配合。
一种阳极钢爪竖直焊接修复生产系统的生产方法，将阳极导杆组四在上线工位装入输送线后，沿输送线到锯切工位进行锯切，锯切完成的阳极导杆组四通过输送线运送至焊接工位，由夹持定位机构四对阳极导杆组四抱紧定位，将待焊钢棒搬运至焊接专机的挤压头垫板上，将待焊钢棒运行至阳极导杆组四的待焊钢梁的待焊位置，在待焊钢棒上套上干式护套，干式护套内填充导热剂，调整待焊钢棒的高度，使待焊钢棒与待焊钢梁接触后，对待焊钢棒与待焊钢梁进行通电，导热剂通电后升温熔化，干式护套与待焊钢棒组成的空腔形成熔池，导热剂熔化后在熔池空间内形成高温浅层渣液，高温浅层渣液将待焊钢棒和待焊钢梁的端面加热至1200℃～1300℃的微熔状态，挤压液压缸向上施加大压力，在大压力的作用下，待焊钢棒与待焊钢梁两端面冶金结合，焊接完成后，各设备撤出离开，夹持定位机构四松开；阳极导杆组四由输送线运送至下线工位下线。
进一步，按重量计，所述导热剂由CaO 40-48份;Al2O3 18-25份;SiO2 15-20份;MgO2 4-6份;TiO2 5-7份;以及Na2O 3-4份组成。
由于采用上述技术方案，本发明的优点在于：本发明采用电阻热压力焊接技术，并根据焊机技术特性，采用竖直焊接，竖直焊接能减少对阳极导杆的吊装、翻转等操作，提高了焊接效率。此外，竖直焊接状态与阳极组装车间具有相同的工作状态，后续能将阳极钢爪自动焊接修复生产线融入阳极组装的流程之中，实现阳极组装的全流程自动化作业。本发明的电阻热压力焊接技术可以竖直焊接，而且更适合于钢爪，采用的导热剂是利用低电压大电流把导热剂完全熔化，然后利用熔化后的导热剂形成的大截面渣池，利用渣池热量传导至待焊钢棒表面和待焊横梁表面，持续2-5分钟，使待焊钢棒表面与待焊钢梁表面形成深度5mm左右的高温待熔化层，表层温度1200-1300摄氏度。利用50吨压力使两个接触面挤压产生塑性变形，使其产生固固结合，实现原子间之间的结合。待焊钢棒表面积为φ1400-φ200mm。和现有的埋弧焊不同，埋弧焊适用于焊丝和直径小于20mm的可熔金属，通过电弧产生热量把焊丝和可熔金属熔化，钢水填充至需要焊接的位置。埋弧焊采用的埋弧焊剂包括气体释放剂、高熔点化合物和低熔点化合物，主要是以熔化焊丝和可熔金属为主，也和本发明导热剂不同，本发明导热剂在低电压30V、电流3000A、时间3分钟内只起加热作用，目的和效果和埋弧焊剂相比均不相同。
本发明的电阻热压力焊接技术，重要的工艺因素是渣成分及电参数。合理选择渣成分配比极为重要。对实施例1-3的导热剂组分配比进行渣池通电熔化温度实验，结果见下表：
本发明的渣池相当于一个“电阻元件”，电流通过渣池析出电阻热，变电能为热能，以使渣池温度甚至能达到 1750℃以上的温度，使得待焊钢棒与待焊钢梁实现冶金结合。
附图说明
图1是本发明实施例1（环形输送线）的结构示意图的俯视图。
图2是下线工位和上线工位的结构示意图。
图3是夹持定位机构的结构示意图。
图4是移载顶升平台结构示意图。
图5是锯切工位和焊接工位的结构示意图。
图6是焊接专机的结构示意图。
图7是钢梁顶升定位装置的结构示意图。
图8是焊接专机的工作原理图；
图9是本发明实施例2（直线输送线）的结构示意图的立体图。
附图标记说明：1-输送线，2-锯切工位，3-焊接工位，4-下线工位， 5-上线工位，6-悬臂吊，7-机架，8-钟罩锁扣一，9-阳极导杆组一，10-夹持定位机构一，11-移载顶升平台一，12-钟罩锁扣二，13-阳极导杆组二，14-夹持定位机构二，15-移载顶升平台二，16-夹臂一，17-铰接头，18-主动齿轮，19-夹臂二，20-固定铰支座，21-夹臂液压缸，22-从动齿轮，23-导杆夹爪一，24-导杆夹爪二，25-夹爪液压缸一，26-夹爪液压缸二，27-升降平台，28-升降液压缸，29-剪式支撑架，30-滑轨一，31-滑动板，32-底座一，33-夹持定位机构三，34-阳极导杆组三，35-锯切专机，36-钢梁顶升定位装置，37-平衡吊，38-料盘，39-焊接专机，40-夹持定位机构四，41-阳极导杆组四，42-钟罩锁扣四，43-T型立柱一，44-上压头一，45-纵向滑板，46-横向滑轨，47-横向电机，48-丝杠，49-横向滑板，50-弹性导向柱，51-承重板，52-挤压头垫板，53-连接法兰，54-挤压液压缸，55-待焊钢棒，56-焊机底座，57-纵向液压缸，58-收尘吸嘴，59-T型立柱二，60-上压头二，61-钟罩锁扣三，62-干式护套，63-高温浅层渣液，64-待焊钢梁，65-导电铜排，66-机架二，67-支撑液压缸，68-支撑安装板，69-导向柱，70-支撑下压头，71-叉车。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
参见图1、2及图5，本发明的一种阳极钢爪竖直焊接修复生产系统，包括机架7以及固定安装在机架7顶部的输送线1，所述输送线1为环形输送线，沿输送线1的输送方向依次设置上线工位5、锯切工位2、焊接工位3以及下线工位4，并在上线工位5和下线工位4之间安装有悬臂吊6，悬臂吊6可用于阳极导杆组的吊运；所述上线工位5由安装在机架7上的夹持定位机构一10以及安装在夹持定位机构一10下方的移载顶升平台一11组成；所述下线工位4由安装在机架7上的夹持定位机构二14以及安装在夹持定位机构二14下方的移载顶升平台二15组成；所述锯切工位2由安装在机架7上的夹持定位机构三33以及安装在夹持定位机构三33下方的锯切专机35组成；所述焊接工位3由钢梁顶升定位装置36、平衡吊37、料盘38、焊接专机39以及夹持定位机构四40组成，所述夹持定位机构四40安装在机架7上，在夹持定位机构四40的下方安装有焊接专机39，在焊接专机39远离T型立柱二59的一侧安装有钢梁顶升定位装置36，在钢梁顶升定位装置36的旁边分别设置有平衡吊37和料盘38。料盘38为根据待焊钢棒55尺寸设计的标准化上料载体，能方便地使用平衡吊37或搬运机器人将待焊钢棒55搬运至焊接专机39上；所述焊接专机39包括挤压头垫板52，在挤压头垫板52上连接有导电铜排65，所述导电铜排65外接电源，挤压头垫板52上放置待焊钢棒55，在待焊钢棒55上方设有干式护套62。
参见图3，所述夹持定位机构一10、夹持定位机构二14、夹持定位机构三33和夹持定位机构四40结构相同，均由夹臂一16、铰接头17、主动齿轮18、夹臂二19、固定铰支座20、夹臂液压缸21和从动齿轮22，所述夹臂一16和夹臂二19转动连接在机架7上，在夹臂一16上固定安装有主动齿轮18和铰接头17，在夹臂二19上固定安装有从动齿轮22，且主动齿轮18和从动齿轮22啮合，在机架7上还固定安装有固定铰支座20，在固定铰支座20上铰链连接有夹臂液压缸21，所述夹臂一16上的铰接头17与夹臂液压缸21的伸缩杆铰链连接。
夹持定位机构在工作时，夹臂液压缸21的伸缩杆伸出，通过铰接头17带动夹臂一16向内旋转，同时主动齿轮18带动从动齿轮22，与从动齿轮22相连的夹臂二19也向内旋转，从而实现对阳极导杆组的夹持。
参见图4，所述移载顶升平台一11和移载顶升平台二15结构相同，均包括导杆夹爪一23、导杆夹爪二24、夹爪液压缸一25、夹爪液压缸二26、升降平台27、升降液压缸28、剪式支撑架29、滑轨一30、滑动板31以及底座一32，所述底座一32固定安装在地面上，在底座一32上固定安装有滑轨一30，在滑轨一30上滑动连接有滑动板31，在滑动板31上固定安装有升降液压缸28和剪式支撑架29，所述升降液压缸28的伸缩杆与剪式支撑架29的活动部传动连接，在剪式支撑架29的顶部固定安装有升降平台27，在升降平台27台面中部开设有凹槽，在凹槽的两侧对称地转动连接有导杆夹爪一23和导杆夹爪二24，在导杆夹爪一23和导杆夹爪二24后侧分别安装了夹爪液压缸一25和夹爪液压缸二26，所述夹爪液压缸一25和夹爪液压缸二26的伸缩杆分别与导杆夹爪一23和导杆夹爪二24传动连接。
移载顶升平台中，剪式支撑架29作为支撑结构，升降液压缸作为动力结构。移载顶升平台可实现对阳极导杆组一9的夹持移载和顶升，以协助阳极导杆组的上线和下线。上线时，滑动板31沿底座一32上的滑轨运行至线外，由悬臂吊6将阳极导杆组一9吊运至升降平台27台面中部凹槽中，导杆夹爪一23和导杆夹爪二24将阳极导杆组一9夹紧，滑动板31沿底座一32上的滑轨运行至输送线1内，升降液压缸28和剪式支撑架29将升降平台27及阳极导杆组一9向上顶升，顶升后，夹持定位机构一10将阳极导杆组一9夹紧定位后，由钟罩锁扣一8将阳极导杆组一9吊好后，导杆夹爪一23和导杆夹爪二24松开，升降平台27下降，夹持定位机构一10松开，完成上线作业。下线时，首先由夹持定位机构二14将修复完成的阳极导杆组二13夹紧定位后，升降平台27上升，使阳极导杆组二13的钢爪部分进入升降平台27台面中部的凹槽中，钟罩锁扣二12释放阳极导杆组二13，导杆夹爪一23和导杆夹爪二24夹紧阳极导杆组二13，升降平台27下降，滑动板31沿底座一32上的滑轨运行至线外，由悬臂吊6将阳极导杆组二13吊离移载顶升平台二15。
参见图5，所述锯切工位2包括夹持定位机构三33和锯切专机35，锯切专机35采用现有的普通锯床，在锯切专机35下方安装有升降机构和横向滑动机构，使得锯切专机35能实现上下方向和横向进给运行。在工作时，阳极导杆组三34运输至锯切工位2后，由夹持定位机构三33将阳极导杆组三34抱紧，锯切专机35上升至待切除位置，完成锯切废旧钢棒，锯切完成后锯切专机35下降至原始高度，夹持定位机构三33松开阳极导杆组三34，阳极导杆组三34继续向焊接工位3运输。
参见图6，所述焊接专机39包括焊机底座56，在焊机底座56上固定安装有纵向轨道，在纵向轨道上滑动连接有纵向滑板45，同时在焊机底座56上固定安装有纵向液压缸57，所述纵向液压缸57的伸缩杆与纵向滑板45传动连接，在纵向滑板45上平行地固定安装有两根横向滑轨46，在两根横向滑轨46之间转动连接有丝杠48，在丝杠48的端部固定安装有横向电机47，所述横向电机47的输出轴与丝杠48的端部传动连接，在横向滑轨46上滑动连接有横向滑板49，在横向滑板49的底部固定连接有与丝杠48螺纹连接的丝杠螺母，在横向滑板49四个角落焊接有四个桶状深孔，横向滑板49上方为承重板51，承重板51的四个角落固定安装有四个弹性导向柱50，四个弹性导向柱50置于四个桶状深孔中，在四个弹性导向柱50的顶部固定连接有承重板51，在承重板51上方固定安装有挤压液压缸54的缸体，在挤压液压缸54的顶杆上固定连接有连接法兰53，在连接法兰53上放置有挤压头垫板52，在连接法兰53和挤压头垫板52之间放置有绝缘板，在挤压头垫板52上连接有导电铜排65，所述导电铜排65外接电源；在纵向滑板45上方安装有T型立柱一43和T型立柱二59，在T型立柱一43和T型立柱二59底部分别固定连接有上压头一44和上压头二60。
所述T型立柱一43和T型立柱二59前侧之间固定安装有收尘吸嘴58，且收尘吸嘴58与外部的吸尘管道连接，这样便可通过收尘吸嘴58吸收焊接时产生的烟尘。所述挤压头垫板52的中央开设有圆形凹槽，圆形凹槽与待焊钢棒55相适配，能将待焊钢棒55放入其中，使待焊钢棒55保持稳定。
参见图8，焊接专机39运行时，待焊钢棒55上方的干式护套62内填充上导热剂，将待焊钢棒55放置在挤压头垫板52的凹槽中，利用纵向滑板45和横向滑板49将待焊钢棒55运行至待焊钢梁64的待焊位置，利用挤压液压缸54调整待焊钢棒55的高度，使待焊钢棒55与待焊钢梁64接触后，对待焊钢棒55与待焊钢梁64进行通电，导热剂通电后快速升温熔化，熔化后的导热剂在熔池空间内形成高温浅层渣液63，高温浅层渣液63将待焊钢棒55和待焊钢梁64的端面快速加热至1200℃～1300℃的微熔状态，挤压液压缸54向上施加大压力，在大压力的作用下，待焊钢棒55与待焊钢梁64两端面塑性结合从而达到冶金结合的效果。
在焊接过程中，由于上压头一44和上压头二60无法与待焊钢棒55在同一直线，使得力矩不平衡，为平衡力矩，增加了钢梁顶升定位装置36。
参见图7，所述钢梁顶升定位装置36包括机架二66、支撑液压缸67、支撑安装板68、导向柱69和支撑下压头70，所述机架二66固定在地面上，在机架二66上部固定安装有支撑安装板68，在支撑安装板68上固定安装了支撑液压缸67，支撑液压缸67的伸缩杆穿过支撑安装板68的底部后与活动架固定连接，在活动架上对称地固定安装有两个支撑下压头70。所述支撑安装板68底部的四个角落固定连接有四根导向柱69，所述活动架同时与四根导向柱69滑动配合，从而保证活动架上下移动时更加稳定，提高活动架上的支撑下压头70的定位精度。
本发明的工作原理：
一种阳极钢爪竖直焊接修复生产系统的生产方法，将阳极导杆组四41在上线工位5装入输送线1后，沿输送线1到锯切工位2进行锯切，锯切完成的阳极导杆组四41通过输送线1运送至焊接工位3，由夹持定位机构四40对阳极导杆组四41抱紧定位，将待焊钢棒55搬运至焊接专机39的挤压头垫板52上，将待焊钢棒55运行至阳极导杆组四41的待焊钢梁64的待焊位置，在待焊钢棒55上套上干式护套62，干式护套62内填充导热剂，调整待焊钢棒55的高度，使待焊钢棒55与待焊钢梁64接触后，对待焊钢棒55与待焊钢梁64进行通电，导热剂通电后升温熔化，干式护套62与待焊钢棒55组成的空腔形成熔池，熔化后的导热剂在熔池空间内形成高温浅层渣液63，高温浅层渣液63将待焊钢棒55和待焊钢梁64的端面加热至1200℃～1300℃的微熔状态，挤压液压缸54向上施加大压力，在大压力的作用下，待焊钢棒55与待焊钢梁64两端面冶金结合，焊接完成后，各设备撤出离开，夹持定位机构四40松开；阳极导杆组四41由输送线1运送至下线工位4下线。
按重量计，所述导热剂由CaO 40份;Al2O3 18份;SiO2 15份;MgO2 4份;TiO2 5份;以及Na2O 3份组成。
焊接工位3在运行时，将锯切完成的阳极导杆组四41通过输送线1运送至焊接工位3，由夹持定位机构四40对阳极导杆组四41抱紧定位，由钢梁顶升定位装置36的支撑下压头70将阳极导杆组四41托起，并利用支撑液压缸67将阳极导杆组四41调整至合适高度。将实现备料完成的料盘38放置焊接工位3中，使用平衡吊37或搬运机器人将待焊钢棒55从料盘38搬运至焊接专机39上的挤压头垫板52的凹槽中，利用纵向滑板45和横向滑板49将待焊钢棒55运行至待焊钢梁64的待焊位置，利用挤压液压缸54调整待焊钢棒55的高度，使待焊钢棒55与待焊钢梁64接触后，对待焊钢棒55与待焊钢梁64进行通电，导热剂通电后快速升温熔化，导热剂形成高温浅层渣液63，干式护套62与待焊钢棒55组成的空腔形成熔池，在熔池空间内形成高温浅层渣液63，高温浅层渣夜63通电电流达到2800A左右时，渣液温度为1750℃左右，高温浅层渣液63将待焊钢棒55和待焊钢梁64的端面通过导热剂的电阻热快速加热至1200℃～1300℃的微熔状态，挤压液压缸54向上施加大压力，在大压力的作用下，待焊钢棒55与待焊钢梁64两端面塑性结合从而达到冶金结合的效果。焊接完成后，各设备撤出离开，夹持定位机构四40松开。阳极导杆组由输送线1运送至下线工位4下线。以φ160mm的待焊钢棒55和宽度80mm的待焊钢梁64为例，加热时间为3分钟。
以上为以环形输送线进行描述的阳极钢爪竖直焊接修复生产系统，除了环形输送线外，本发明的形式还可以为直线输送线式，直线线输送线式生产线具有运输距离短、占地空间少等特点。阳极导杆组运输方式可以采用悬链运输及电动葫芦运输。下面介绍直线输送线式阳极钢爪竖直焊接修复生产系统的特征。
实施例2
参见图9，直线输送线式阳极钢爪竖直焊接修复生产系统同样包括上线工位5、锯切工位2、焊接工位3和下线工位4，其中锯切工位2和焊接工位3与前述环形输送线形式相同，不在此赘述。上线工位5、下线工位4和输送方式与前述环形输送线形式存在差异。主要差异为：阳极导杆组输送方式采用电动葫芦，能实现升降作业，因此在上线工位5和下线工位4所采用的移载设备选用轨道平板车，从而省去了将阳极导杆组向上顶升的环节，能有效降低设备成本。为提高上线效率，采用了专用阳极导杆组托盘，一次能实现多组阳极导杆上线或下线（图中为三组），在线下将阳极导杆组吊运至专用托盘中，再用叉车71叉至轨道平板车上即可。
本实施例中，按重量计，所述导热剂由CaO 48份;Al2O3 25份;SiO2 20份;MgO2 6份;TiO2 7份;以及Na2O 4份组成。焊接方法同实施例1。
实施例3
本实施例中，生产系统和方法同实施例1，按重量计，导热剂由CaO 45份;Al2O3 20份;SiO2 18份;MgO2 5份;TiO2 6份;以及Na2O 4份组成。
导热剂制备方法如下：
1.按照石灰粉300℃烘烤3小时，得到CaO粉；
2.按照上述比例，将各原料混合均匀；
3.使用化渣炉进行熔化，完成熔化后倒出至金属模具内冷却；
4.冷却后使用破碎机进行破碎，粒度小于1mm，得到导热剂。
实施例4
本实施例中，导热剂由以下原料按重量份配比制成：石灰粉 1千克；氧化铝粉0.5千克；氧化镁粉0.1千克；氧化钛粉0.13千克；氧化镁粉0.1千克；氧化钠粉0.1千克。
Claims (8)
1.一种阳极钢爪竖直焊接修复生产系统，包括机架（7）以及固定安装在机架（7）顶部的输送线（1），其特征在于：沿输送线（1）的输送方向依次设置上线工位（5）、锯切工位（2）、焊接工位（3）以及下线工位（4）；所述锯切工位（2）由安装在机架（7）上的夹持定位机构三（33）以及安装在夹持定位机构三（33）下方的锯切专机（35）组成；所述焊接工位（3）由钢梁顶升定位装置（36）、平衡吊（37）、料盘（38）、焊接专机（39）以及夹持定位机构四（40）组成，所述夹持定位机构四（40）安装在机架（7）上，在夹持定位机构四（40）的下方安装有焊接专机（39），在焊接专机（39）远离T型立柱二（59）的一侧设置有钢梁顶升定位装置（36），在钢梁顶升定位装置（36）的旁边分别设置有平衡吊（37）和料盘（38）；所述焊接专机（39）包括挤压头垫板（52），在挤压头垫板（52）上连接有导电铜排（65），所述导电铜排（65）外接电源，挤压头垫板（52）上放置待焊钢棒（55），在待焊钢棒（55）上方设有干式护套（62）；所述焊接专机（39）包括焊机底座（56），在焊机底座（56）上固定安装有纵向轨道，在纵向轨道上滑动连接有纵向滑板（45），同时在焊机底座（56）上固定安装有纵向液压缸（57），所述纵向液压缸（57）的伸缩杆与纵向滑板（45）传动连接，在纵向滑板（45）上平行地固定安装有两根横向滑轨（46），在两根横向滑轨（46）之间转动连接有丝杠（48），在丝杠（48）的端部固定安装有横向电机（47），所述横向电机（47）的输出轴与丝杠（48）的端部传动连接，在横向滑轨（46）上滑动连接有横向滑板（49），在横向滑板（49）的底部固定连接有与丝杠（48）螺纹连接的丝杠螺母，在横向滑板（49）四个角落焊接有四个桶状深孔，横向滑板（49）上方为承重板（51），承重板（51）的四个角落固定安装有四个弹性导向柱（50），四个弹性导向柱（50）置于四个桶状深孔中，在四个弹性导向柱（50）的顶部固定连接有承重板（51），在承重板（51）上方固定安装有挤压液压缸（54）的缸体，在挤压液压缸（54）的顶杆上固定连接有连接法兰（53），在连接法兰（53）上放置有挤压头垫板（52），在连接法兰（53）和挤压头垫板（52）之间放置有绝缘板，在挤压头垫板（52）上连接有导电铜排（65），所述导电铜排（65）外接电源；在纵向滑板（45）上方安装有T型立柱一（43）和T型立柱二（59），在T型立柱一（43）和T型立柱二（59）底部分别固定连接有上压头一（44）和上压头二（60）。
2.根据权利要求1所述的一种阳极钢爪竖直焊接修复生产系统，其特征在于：所述输送线（1）为直线输送线，所述上线工位（5）由安装在机架（7）上的夹持定位机构二（14）以及安装在夹持定位机构二（14）下方的移载顶升平台二（15）组成；所述下线工位（4）由安装在机架（7）上的夹持定位机构一（10）以及安装在夹持定位机构一（10）下方的移载顶升平台一（11）组成；所述上线工位（5）和下线工位（4）均安装有轨道平板车。
3.根据权利要求1所述的一种阳极钢爪竖直焊接修复生产系统，其特征在于：所述输送线（1）为环形输送线，所述上线工位（5）由安装在机架（7）上的夹持定位机构二（14）以及安装在夹持定位机构二（14）下方的移载顶升平台二（15）组成；所述下线工位（4）由安装在机架（7）上的夹持定位机构一（10）以及安装在夹持定位机构一（10）下方的移载顶升平台一（11）组成；在上线工位（5）和下线工位（4）之间安装有悬臂吊（6）。
4.根据权利要求2或3所述的一种阳极钢爪竖直焊接修复生产系统，其特征在于：所述夹持定位机构一（10）、夹持定位机构二（14）、夹持定位机构三（33）和夹持定位机构四（40）结构相同，均由夹臂一（16）、铰接头（17）、主动齿轮（18）、夹臂二（19）、固定铰支座（20）、夹臂液压缸（21）和从动齿轮（22），所述夹臂一（16）和夹臂二（19）转动连接在机架（7）上，在夹臂一（16）上固定安装有主动齿轮（18）和铰接头（17），在夹臂二（19）上固定安装有从动齿轮（22），且主动齿轮（18）和从动齿轮（22）啮合，在机架（7）上还固定安装有固定铰支座（20），在固定铰支座（20）上铰链连接有夹臂液压缸（21），所述夹臂一（16）上的铰接头（17）与夹臂液压缸（21）的伸缩杆铰链连接。
5.根据权利要求2所述的一种阳极钢爪竖直焊接修复生产系统，其特征在于：所述移载顶升平台一（11）和移载顶升平台二（15）结构相同，均包括导杆夹爪一（23）、导杆夹爪二（24）、夹爪液压缸一（25）、夹爪液压缸二（26）、升降平台（27）、升降液压缸（28）、剪式支撑架（29）、滑轨一（30）、滑动板（31）以及底座一（32），所述底座一（32）固定安装在地面上，在底座一（32）上固定安装有滑轨一（30），在滑轨一（30）上滑动连接有滑动板（31），在滑动板（31）上固定安装有升降液压缸（28）和剪式支撑架（29），所述升降液压缸（28）的伸缩杆与剪式支撑架（29）的活动部传动连接，在剪式支撑架（29）的顶部固定安装有升降平台（27），在升降平台（27）台面中部开设有凹槽，在凹槽的两侧对称地转动连接有导杆夹爪一（23）和导杆夹爪二（24），在导杆夹爪一（23）和导杆夹爪二（24）后侧分别安装了夹爪液压缸一（25）和夹爪液压缸二（26），所述夹爪液压缸一（25）和夹爪液压缸二（26）的伸缩杆分别与导杆夹爪一（23）和导杆夹爪二（24）传动连接。
6.根据权利要求5所述的一种阳极钢爪竖直焊接修复生产系统，其特征在于：所述T型立柱一（43）和T型立柱二（59）前侧之间固定安装有收尘吸嘴（58），且收尘吸嘴（58）与外部的吸尘管道连接；所述挤压头垫板（52）的中央开设有圆形凹槽，圆形凹槽与待焊钢棒（55）相适配。
7.根据权利要求1所述的一种阳极钢爪竖直焊接修复生产系统，其特征在于：所述钢梁顶升定位装置（36）包括机架二（66）、支撑液压缸（67）、支撑安装板（68）、导向柱（69）和支撑下压头（70），所述机架二（66）固定在地面上，在机架二（66）上部固定安装有支撑安装板（68），在支撑安装板（68）上固定安装了支撑液压缸（67），支撑液压缸（67）的伸缩杆穿过支撑安装板（68）的底部后与活动架固定连接，在活动架上对称地固定安装有两个支撑下压头（70），所述支撑安装板（68）底部的四个角落固定连接有四根导向柱（69），所述活动架同时与四根导向柱（69）滑动配合。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种阳极钢爪竖直焊接修复生产系统的生产方法，其特征在于：将阳极导杆组四（41）在上线工位（5）装入输送线（1）后，沿输送线（1）到锯切工位（2）进行锯切，锯切完成的阳极导杆组四（41）通过输送线（1）运送至焊接工位（3），由夹持定位机构四（40）对阳极导杆组四（41）抱紧定位，将待焊钢棒（55）搬运至焊接专机（39）的挤压头垫板（52）上，将待焊钢棒（55）运行至阳极导杆组四（41）的待焊钢梁（64）的待焊位置，在待焊钢棒（55）上套上干式护套（62），干式护套（62）内填充导热剂，调整待焊钢棒（55）的高度，使待焊钢棒（55）与待焊钢梁（64）接触后，对待焊钢棒（55）与待焊钢梁（64）进行通电，导热剂通电后升温熔化，干式护套（62）与待焊钢棒（55）组成的空腔形成熔池，导热剂熔化后在熔池空间内形成高温浅层渣液（63），高温浅层渣液（63）将待焊钢棒（55）和待焊钢梁（64）的端面加热至1200℃～1300℃的微熔状态，挤压液压缸（54）向上施加大压力，在大压力的作用下，待焊钢棒（55）与待焊钢梁（64）两端面冶金结合，焊接完成后，各设备撤出离开，夹持定位机构四（40）松开；阳极导杆组四（41）由输送线（1）运送至下线工位（4）下线。
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