CN219568023U - 一种钛合金熔炼自耗电极 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电极熔炼领域，具体涉及一种钛合金熔炼自耗电极，至少包括两段电极，相邻的两段电极位于上方的电极为上电极，位于下方的电极为下电极，下电极的顶面设有焊后凹槽，上电极的底部插入到焊后凹槽中，焊后凹槽的内部和上电极的底部之间有焊液凝固部。本方案解决了上电极和下电极焊接时焊液向四周流动而造成的上电极和下电极焊接处焊接不牢的问题。

Description

一种钛合金熔炼自耗电极

技术领域

本实用新型涉及电极熔炼领域，具体涉及一种钛合金熔炼自耗电极。

背景技术

现有技术中将钛合金熔炼成铸锭是将钛合金电极放入到坩埚中进行熔炼。坩埚中的电极有多段焊接而成，其中自耗电极焊接在辅助电极的下方，自耗电极和辅助电极的焊接称为头部焊接，当需要多个自耗电极熔炼成一个铸锭时，需要将多个自耗电极焊接在一起，多个自耗电极的焊接称为中部焊接。

在进行中部焊接时，相邻的焊接的两段电极分别命名为上电极和下电极，焊接方法为：将下电极竖向放入到坩埚中，将上电极也竖向放入到坩埚中，这样上电极位于下电极的上方，上电极的底部和下电极的顶部接触，焊接时，上电极的底部和下电极的顶部的相互接触部分熔化为焊液，焊液凝固后，从而将上电极底部和下电极顶部焊接在一起。

但是，焊接熔化的焊液会在下电极的顶部向四周流动，并且由于焊接是在坩埚内进行，焊接的位置距离坩埚口部较远，光线较差，不易观察焊接的效果，不易对焊接进行操控，从而容易出现焊空的现象，进而影响焊接的稳定牢固程度，这样在后续操作或者正式熔炼过程中，下电极有可能从上电极上发生掉落，影响了整个熔炼的过程，使得熔炼的铸锭不合格，而钛合金材质比较贵，下电极发生掉落后使得铸锭生产的不合格，铸锭只能降级使用，损失较大。

另外，焊液从下电极的顶部向四周流动到下电极的侧壁上而形成较大量的焊瘤，这增大了后续对焊瘤的检查和清理的工作量，增加了工作成本。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种钛合金熔炼自耗电极，以解决上电极和下电极焊接容易出现焊空、焊接不牢的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种钛合金熔炼自耗电极，至少包括两段电极，相邻的两段电极中位于上方的电极为上电极，位于下方的电极为下电极，下电极的顶面设有焊后凹槽，上电极的底部插入到焊后凹槽中，焊后凹槽的内部和上电极的底部之间有焊液凝固部。

本方案中在焊接前，下电极的顶部设有凹槽，凹槽为在下电极的顶部切削加工而成，焊前凹槽为凹槽焊接前的名称，焊后凹槽为凹槽经历过焊接过程后的名称，二者统称为凹槽。焊接时，将上电极的底部插入到下电极的焊前凹槽中。焊接时，上电极的底部和下电极的顶部发生部分熔化而产生焊液，由于凹槽内壁会受热发生部分熔化形成焊液，因此焊接后形成的焊后凹槽会相比焊前凹槽内部空间大一点。本方案中保护的结构为上、下电极焊接后焊液凝固后的最后的成品的结构形态。

本方案的原理及优点是：焊接前，将上电极的底部插入到下电极的焊前凹槽中，焊接时，焊接熔化的焊液会存留在凹槽中，焊液在凹槽的限位下不会向四周流动，从而使得上电极的底部和下电极的顶部能够有足够的焊液接触，下、上电极的焊接处为满焊的状态，避免了焊空的问题，使得上、下电极焊接的较为牢固稳定，减少了焊接的缺陷，提升了焊接的质量，上、下电极不易发生脱落的现象。同时，焊液在凹槽中很少向四周流动而在下电极的表面上形成焊瘤，使得下电极的表面焊瘤少，减少了后期检测焊瘤以及清理焊瘤的工作量。

优选的，作为一种改进，焊液凝固部的顶部低于焊后凹槽的顶部。由此，上电极和下电极焊接后，熔化的焊液没有从凹槽中溢出，可避免焊液从凹槽流出而在下电极上形成焊瘤的情况。最后焊接后的产品所展现的形状就为焊液凝固部的顶部低于焊后凹槽的顶部。由此，通过本方案，可减少焊液外溢，减少下电极顶部焊瘤的生成，进一步可减少对下电极顶部焊瘤的清理工作量。

优选的，作为一种改进，焊后凹槽顶部开口的形状为圆形。焊接过程中，是上电极的底面以及凹槽的底面先开始熔化，而凹槽的顶部通常不会熔化，焊后凹槽的顶部形状不受影响，因此焊后凹槽的顶部形状就是焊前凹槽的形状，将其设置为圆形，相比方形、菱形或者其他多边形，上电极和下电极二者装配时，无需对上电极和下电极进行旋转对中，更容易使上电极的底部插入到焊前凹槽中。

优选的，作为一种改进，焊后凹槽的底部设有容纳槽，焊液凝固部向下延伸到容纳槽中。

由此，在焊接前，先在下电极焊前凹槽的底部加工出容纳槽，这样焊接时焊液熔化后进入到容纳槽中，容纳槽对焊液进行容纳，可使得焊液的液面降低，焊液不会向上从凹槽中溢出，使得最后的焊液凝固部的顶部低于焊后凹槽的顶部。同时，焊液凝固部延伸到容纳槽中，焊液凝固部与容纳槽的内壁接触，提高了焊液凝固部与下电极的接触面积，焊液凝固部和下电极连接较为牢固。

优选的，作为一种改进，上电极的底部具有第一倒角。第一倒角的设置使得上电极插入到下电极的焊前凹槽中更加容易。

优选的，作为一种改进，焊后凹槽的顶部具有第二倒角。第二倒角的设置使得上电极插入到下电极的焊前凹槽中更加容易。

优选的，作为一种改进，容纳槽的数量为一个，且位于焊后凹槽的中部。由此，容纳槽的数量为一个，且位于凹槽的中部，便于容纳槽的加工。同时这样容纳槽位于凹槽中居中设置，相比容纳槽在焊后凹槽中偏心设置，这样焊液凝固部在凹槽中能够均匀分布，受力均匀。

优选的，作为一种改进，焊后凹槽的内壁设有多个第一凸块，所述上电极底部的侧壁上设有多个第二凸块，第一凸块和第二凸块交错分布设置，焊液凝固部延伸至第一凸块和第二凸块之间。

由此，在焊接前，先在上电极的底部加工多个第二凸块，下电极焊前凹槽内加工出多个第一凸块，这样将上电极插入到焊前凹槽中后，第一凸块和第二凸块交错分布设置。

焊接时，焊液流动到第一凸块和第二凸块之间，焊液凝固后而使得焊液凝固部位于第一凸块和第二凸块之间，焊液凝固部与第一凸块接触，焊液凝固部与第二凸块接触，这样增加了焊液凝固部与上电极、焊液凝固部与下电极之间的接触面积，使得上电极和下电极焊接的更加牢固。

优选的，作为一种改进，上电极和下电极均为圆柱状。

优选的，作为一种改进，第一凸块和第二凸块的数量均为三个。

附图说明

图1为实施例1中上电极和下电极焊接前的结构示意图。

图2为实施例1中上电极和下电极焊接后的结构示意图。

图3为实施例2中上电极和下电极焊接前的结构示意图。

图4为实施例3中下电极焊接前的俯视图。

图5为实施例3中上电极底部的俯视剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：上电极1、下电极2、焊前凹槽3、焊液凝固部4、容纳槽12、第一凸块13、第二凸块14、第一倒角15、第二倒角16。

实施例1

基本如附图1-图2所示：一种钛合金熔炼自耗电极，至少包括两段电极，通常为两段电极。本实施例以两段电极的焊接为例进行说明：两段电极分别为上电极1和下电极2，上电极1位于下电极2的上方，结合图2所示，上电极1和下电极2焊接后的结构为：下电极2的顶面设有焊后凹槽，上电极1的底部插入到焊后凹槽中，焊后凹槽的内部和上电极1的底部之间有焊液凝固部4，焊液凝固部4为熔化的金属焊液凝固形成的结构。

本实施例中，结合图1所示，在焊接之前，下电极2的顶部设有凹槽，此时在焊接步骤之前，故将凹槽称为焊前凹槽3。本实施例中的焊前凹槽3为车削加工而成。焊后凹槽和焊前凹槽3均为同一个部位，统称为凹槽。

焊接前，将下电极2放置于坩埚中，上电极1的底部对准焊前凹槽3，并放入到焊前凹槽3中，然后进行焊接，焊接过程中上电极1的底部先发生熔化，焊前凹槽3的底部以及内侧壁偏下部位也会在热量传递作用下发生熔化，熔化的金属液为焊液，焊液在凹槽侧壁的限位下不会向四周流动，焊液位于凹槽中，焊液位于凹槽的内壁和上电极1底部之间，从而使得上电极1的底部和下电极2的顶部具有较多的焊液接触，待焊液凝固后形成焊液凝固部4(如图2所示)，这样焊液凝固部4、上电极1底部和下电极2底部接触面积较多，从而实现了将上电极1和下电极2牢固的焊接在一起。结合图2所示，焊前凹槽3经过焊接熔化过程后，凹槽的内壁部分部位发生熔化而变得不平整，同时凹槽的内壁也会因熔化而变大，故焊后形成的焊后凹槽大于焊前凹槽3。

结合图2所示，本实施例中的焊液凝固部4的顶部高于焊后凹槽的顶部。

本实施例中焊接前上电极1的底面和焊前凹槽3的形状均为圆形，上电极1底面直径小于焊前凹槽3的直径，这样上电极1的底部插入到焊前凹槽3过程中，相比采用其他形状，无需进行旋转对中，上电极1的底部可顺利插入到焊前凹槽3中。当然，在其他实施方式中，焊后凹槽的形状也可为其他形状，例如方形、多边形等。焊接后，由于是上电极1的底面以及凹槽的底面先开始熔化，而凹槽的顶部通常不熔化，故焊接后，焊后凹槽的顶部形状不受影响，仍为圆形。

另外，本实施例中的上电极1和下电极2均为圆柱状，当然在其他实施方式中，也可为其他形状，例如棱柱形。上电极1或者下电极2的材料均包括有海绵钛或者钛合金。

实施例2

实施例1的图2中，焊液凝固部4的顶部从焊后凹槽的顶部向外伸出，也就是焊液从焊后凹槽的顶部溢出，虽然相比之前，通过设置凹槽使得焊液溢出的量明显减少，但是仍有少量溢出的焊液也会在下电极2的顶部形成焊瘤，也需要人工对焊瘤进行清理。

为此，结合图3所示，结合图3所示，焊接前，下电极2焊前凹槽3底部中部设有一个容纳槽12，容纳槽12也为车削而成。容纳槽12为一个且在焊前凹槽3中居中设置，是便于加工的需要。将上电极1插入到焊前凹槽3中后，焊前凹槽3底部的容纳槽12没有被填充。焊接时，焊液可向下流入到容纳槽12中，容纳槽12对焊液进行一部分容纳，从而能够避免焊液从凹槽的顶部溢出，这样最后加工而成的成品是：焊液凝固部4向下延伸到容纳槽12中，焊液凝固部4的顶部低于焊后凹槽的顶部，这样进一步减少了下电极2顶部的焊瘤，无需人工对焊瘤进行清理。

结合图3所示，本实施例中上电极1的底部设有第一倒角15，下电极2焊前凹槽3的顶部设有第二倒角16，第一倒角15和第二倒角16相互配合，第一倒角15和第二倒角16均为环形。这样，在光线不好的环境中，将上电极1插入到下电极2的焊前凹槽3中时，通过第一倒角15和第二倒角16的配合，使得上电极1更容易插入到下电极2的焊前凹槽3中。

当然，在其他实施方式中，第一倒角15和第二倒角16也可不同时设置，可以择一设置。

在其他实施方式中，第一倒角15和第二倒角16也可不必与容纳槽12同时设置。

实施例3

结合图4和图5所示，焊接前，焊前凹槽的内壁上设有三个第一凸块13，上电极1的底部的外侧壁上设有三个第二凸块14，第一凸块13和第二凸块14均为切削而成。第二凸块14长度小于相邻两个第一凸块13的之间的间隙距离。

焊接时，将上电极1插入到焊前凹槽3中后，第一凸块13和第二凸块14交错分布设置，焊接时，焊液流动到第一凸块13和第二凸块14之间，焊液凝固后而使得焊液凝固部4位于第一凸块13和第二凸块14之间，焊液凝固部4与第一凸块13接触，焊液凝固部4与第二凸块14接触，这样增加了焊液凝固部4与上电极1、焊液凝固部4与下电极2之间的接触面积，使得上电极1和下电极2焊接的更加牢固。

焊接时，第一凸块13和第二凸块14不会完全熔化消失，第一凸块13和第二凸块14的体积相比之前的体积减小，但仍会存在，因此焊接后的自耗电极的结构为：焊后凹槽的内壁设有三个第一凸块13，上电极1底部的侧壁上设有三个第二凸块14，第一凸块13和第二凸块14交错分布设置，焊液凝固部4位于第一凸块13和第二凸块14之间。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种钛合金熔炼自耗电极，至少包括两段电极，相邻的两段电极中位于上方的电极为上电极，位于下方的电极为下电极，其特征在于：所述下电极的顶面有焊后凹槽，所述上电极的底部插入到焊后凹槽中，焊后凹槽的内部和上电极的底部之间有焊液凝固部。

2.根据权利要求1所述的一种钛合金熔炼自耗电极，其特征在于：所述焊液凝固部的顶部低于焊后凹槽的顶部。

3.根据权利要求2所述的一种钛合金熔炼自耗电极，其特征在于：所述焊后凹槽顶部开口的形状为圆形。

4.根据权利要求2所述的一种钛合金熔炼自耗电极，其特征在于：所述焊后凹槽的底部设有容纳槽，所述焊液凝固部向下延伸到容纳槽中。

5.根据权利要求1所述的一种钛合金熔炼自耗电极，其特征在于：所述上电极的底部具有第一倒角。

6.根据权利要求1所述的一种钛合金熔炼自耗电极，其特征在于：所述焊后凹槽的顶部具有第二倒角。

7.根据权利要求4所述的一种钛合金熔炼自耗电极，其特征在于：所述容纳槽的数量为一个，且位于焊后凹槽的中部。

8.根据权利要求1所述的一种钛合金熔炼自耗电极，其特征在于：所述焊后凹槽的内壁设有多个第一凸块，所述上电极底部的侧壁上设有多个第二凸块，第一凸块和第二凸块交错分布设置，焊液凝固部延伸至第一凸块和第二凸块之间。

9.根据权利要求1-3任一所述的一种钛合金熔炼自耗电极，其特征在于：所述上电极和下电极均为圆柱状。

10.根据权利要求8所述的一种钛合金熔炼自耗电极，其特征在于：所述第一凸块和第二凸块的数量均为三个。