DE4317408A1 - Method for reducing contact resistances due to corrosion, on anode and cathode rails of electrolytic baths, and arrangement for implementing the method - Google Patents

Method for reducing contact resistances due to corrosion, on anode and cathode rails of electrolytic baths, and arrangement for implementing the method

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Abstract

The invention relates to a method for reducing electric contact resistances due to corrosion, on the anode and cathode rails of electrolytic baths. The parts attached to the rails as a rule consist of a material which is different from that of the rails. The aggressive ambient conditions close to electroplating baths cause corrosion and consequently an uncontrolled increase in the resistance at the junction of the materials. This is avoided, according to the invention, by a partial combination of corrosion-resistant material for the contacts (2), preferably alloy steel (high-grade steel) with a highly conductive material for the rails (1), preferably copper. A gas-tight junction (4) of materials is produced by press-fitting, welding, friction-welding, pulse welding or soldering (brazing). It thus eludes troublesome corrosion. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung von korrosionsbedingten Übergangs­ widerständen an Anoden- und Kathodenschienen elektrolytischer Bäder und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for reducing corrosion-related transition resistances on anode and cathode rails of electrolytic baths and an arrangement to carry out the procedure.

In elektrolytischen Bädern befinden sich Anoden- und Kathodenschienen. An den Anoden­ schienen sind die Anodenkörbe, Anodenplatten oder Anodenknüppel befestigt. An den Kathodenschienen die zu galvanisierende Ware.Anode and cathode rails are located in electrolytic baths. On the anodes The anode baskets, anode plates or anode sticks are attached to the rails. To the Cathode rails the goods to be electroplated.

Die Schienen sollten wegen der großen Galvanisierströme aus einem Werkstoff mit guter elektrischer Leitfähigkeit wie z. B. Kupfer hergestellt werden. Die an den Schienen befe­ stigten Teile bestehen an ihren Befestigungsstellen aus unterschiedlichen Werkstoffen, z. B. aus Messing, Titan oder Edelstahl. Die Befestigung erfolgt durch Klemmen, Schrauben oder auch nur durch das Eigengewicht der Teile. The rails should be made of a good material because of the large electroplating currents electrical conductivity such. B. copper can be produced. The befe on the rails Stigt parts consist of different materials at their attachment points, eg. B. made of brass, titanium or stainless steel. The attachment is done by clamps, screws or only because of the weight of the parts.  

Nachteilig ist hierbei, daß die genannten Werkstoffe unter Einfluß der aggressiven Umge­ bungsluft in der Galvanotechnik starker Korrosion unterliegen, insbesondere dann, wenn unterschiedliche Werkstoffe aufeinandertreffen. Selbst Klemmstellen werden unterwandert und korrodieren.The disadvantage here is that the materials mentioned under the influence of the aggressive reverse air in electroplating is subject to severe corrosion, especially if different materials meet. Even terminal points are infiltrated and corrode.

Die in der Praxis oft vorkommende Kombination von Kupfer und Titan ist davon besonders stark betroffen.The combination of copper and titanium that often occurs in practice is special strong affected.

Die Folge der Korrosion der Übergänge von einem der genannten Teile auf ein anderes sind größer werdende Übergangswiderstände für den Galvanisierstrom. Dies hat zur Folge, daß eine nicht vorherbestimmbare Verteilung der Teilströme auf den Anoden- und Kathoden­ schienen auftritt. Letztendlich werden die zu galvanisierenden Artikel auf einem Waren­ träger, d. h. auf der Kathodenschiene, mit ungleichmäßiger Schichtdicke galvanisiert. Selbst ein häufiges Reinigen löst dieses Problem nicht. Der Korrosionsvorgang wirkt sich bereits nach einem Tag wieder aus.The consequence of the corrosion of the transitions from one of the parts mentioned to another are increasing contact resistance for the electroplating current. This has the consequence that an unpredictable distribution of the partial currents on the anode and cathodes seemed to occur. Ultimately, the items to be electroplated are on one item carrier, d. H. on the cathode rail, galvanized with uneven layer thickness. Self frequent cleaning does not solve this problem. The corrosion process is already working out after a day.

In der Fachzeitschrift "Galvanotechnik" Band 81 (1990 Heft 3) Eugen G. Leuze Verlag D- 7968 Saulgau werden die korrosionsbedingten Fehler beim Galvanisieren auf den Seiten 1013 bis 1016 beschrieben. Der Übergang vom Galvanisiergut zu einem Halter aus Edelstahl sowie der Übergang von den üblichen Titananodenhaltern auf Edelstahl ist technisch gelöst. Siehe hierzu DGM G 91 09 067.9, das einen Halter aus Edelstahl für die Leiterplattentech­ nik beschreibt.In the trade journal "Galvanotechnik" volume 81 (1990 issue 3) Eugen G. Leuze Verlag D- 7968 Saulgau are the corrosion-related errors in the galvanizing on the sides 1013 to 1016. The transition from electroplating to a holder made of stainless steel and the transition from the usual titanium anode holders to stainless steel has been technically solved. See also DGM G 91 09 067.9, which is a holder made of stainless steel for the PCB technology nik describes.

DE-PS 42 02 408 löst das Problem des Überganges vom galvanotechnisch notwendigen Titan auf Edelstahl.DE-PS 42 02 408 solves the problem of the transition from electroplating titanium on stainless steel.

Die Erfahrung lehrt, daß die geschilderten Korrosionen bei einer Kontaktierung von Edel­ stahl mit Edelstahl nicht auftreten oder ganz wesentlich geringer sind. Nachteilig ist hier jedoch, daß die Anoden- und Kathodenschienen aus Edelstahl bei gleichem Querschnitt einen etwa 40 mal größeren elektrischen Widerstand aufweisen als Kupferschienen.Experience has shown that the corrosion described when contacting Edel steel with stainless steel does not occur or is significantly less. The disadvantage here however, that the anode and cathode rails made of stainless steel have the same cross section have about 40 times greater electrical resistance than copper bars.

Die dadurch verursachten hohen Spannungsabfälle entlang der Schienen haben weitere Qualitätsprobleme für das Galvanisiergut zur Folge. Auch eine Querschnittserhöhung zur Widerstandsreduzierung ist aus Kosten- und Gewichtsgründen nur sehr beschränkt möglich.The resulting high voltage drops along the rails have more Quality problems for the electroplating result. Also an increase in cross section for Resistance reduction is only possible to a very limited extent for reasons of cost and weight.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Vorteil einer Edelstahl - Edelstahl-Kontaktierung zu nutzen und gleichzeitig das Leitfähigkeitsproblem des Werkstoffes Edelstahl zu vermeiden.The object of the invention is to take advantage of a stainless steel - stainless steel contact use and at the same time to avoid the conductivity problem of the material stainless steel.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß eine partielle Kombination von korrosionsbeständigem Werkstoff für die Kontakte mit einem elektrisch hochleitfähigen Werkstoff für die Schienen verwendet wird und daß die Übergänge von einem Werkstoff auf den anderen durch Ein­ pressen gasdicht hergestellt oder durch Schweißen realisiert werden. Hierunter fallen beispielsweise Löten, Reibschweißen und Impulsschweißen.The problem is solved in that a partial combination of corrosion-resistant Material for the contacts with an electrically highly conductive material for the rails is used and that the transitions from one material to the other by one presses can be produced gas-tight or can be realized by welding. This includes for example soldering, friction welding and pulse welding.

Die Kombination beider Werkstoffe erfolgt auf den Schienen nur an den Kontakten. Das an den Schienen befestigte Galvanisiergut und die Anoden sind an Haltevorrichtungen befestigt, die aus dem gleichen Werkstoff bestehen wie der Kontaktwerkstoff, vorzugsweise Edelstahl.The combination of both materials takes place on the rails only on the contacts. That on electroplated material attached to the rails and the anodes attached to holding devices, which consist of the same material as the contact material, preferably stainless steel.

Der schlecht leitende Werkstoff Edelstahl ist also nur auf einer sehr kurzen Teilstrecke der Kathoden- bzw. Anodenschienen elektrisch wirksam, für den Spannungsabfall also ver­ nachlässigbar. Die Kontaktgabe erfolgt über gleiche korrosionsbeständige Werkstoffe, d. h. über Edelstahl. An der Grenzschicht, z. B. Kupfer - Edelstahl, kann wegen der dauerhaften gasdichten Einpressung oder Schweißstelle kein Korrosionsangriff erfolgen. Andererseits gibt es bei Schienen aus Kupfer keine Leitfähigkeitsprobleme.The poorly conductive material stainless steel is therefore only on a very short section Cathode or anode rails electrically effective, so ver for the voltage drop negligent. Contact is made using the same corrosion-resistant materials, i.e. H. about stainless steel. At the boundary layer, e.g. B. copper - stainless steel, because of the permanent gas-tight press-in or welding point there is no corrosion attack. On the other hand there there are no conductivity problems with copper rails.

Der Übergang vom Galvanisiergut zu einem Halter aus Edelstahl sowie der Übergang von den üblichen Titananodenhaltern auf Edelstahl ist technisch gelöst. Siehe hierzu das deutsche Gebrauchsmuster G 91 09 067.9, das einen Halter aus Edelstahl für die Leiterplattentechnik beschreibt.The transition from electroplating to a stainless steel holder and the transition from The usual titanium anode holders on stainless steel are technically solved. See the German Utility model G 91 09 067.9, which is a stainless steel holder for printed circuit board technology describes.

Das deutsche Patent 42 024 08 löst das Problem des Überganges vom galvanotechnisch notwendigen Titan auf Edelstahl.German patent 42 024 08 solves the problem of the transition from electroplating necessary titanium on stainless steel.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail using the exemplary embodiments shown in FIGS . 1 to 5.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 den grundsätzlichen Übergang von einem Werkstoff auf einen anderen. Fig. 1 shows the basic transition from one material to another.

Fig. 2 desgleichen für eine Schraubbefestigung, Fig. 2 likewise for a screw fastening,

Fig. 3 eine erste Anwendung der Erfindung, Fig. 3 shows a first application of the invention,

Fig. 4 eine weitere Anwendung, Fig. 4 shows a further application,

Fig. 5 einen weiteren Übergang von einem Werkstoff auf einen anderen. Fig. 5 shows a further transition from one material to another.

Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Übergang von einer hochleitfähigen Schiene 1, z. B. aus Kupfer, auf einen Kontakt 2, hier ein Einsatzteil, das aus korrosionsbeständigem Werk­ stoff besteht. Dieser Kontakt hat die Kontaktfläche 3 für den Übergang auf ein anderes Teil aus dem gleichem Werkstoff. Am Umfang 4 wird durch Einpressen eine dauerhafte und gasdichte Verbindung beider Werkstoffe erzielt. Sie ist damit korrosionsbeständig und gewährleistet auch einen sehr niedrigen und dauerhaft gleichen elektrischen Übergangs­ widerstand. Fig. 1 shows the basic transition from a highly conductive rail 1 , z. B. made of copper, on a contact 2 , here an insert that consists of corrosion-resistant material. This contact has the contact surface 3 for the transition to another part made of the same material. On the circumference 4 , a permanent and gas-tight connection of both materials is achieved by pressing. It is therefore corrosion-resistant and also ensures a very low and permanently identical electrical contact resistance.

Am unteren Kontakt 2 ist als Ausführungsbeispiel ein zusätzlicher Rändel 5 angebracht. Er vergrößert die Verbindungsfläche und reduziert somit den Übergangswiderstand.An additional knurl 5 is attached to the lower contact 2 as an exemplary embodiment. It increases the connection area and thus reduces the contact resistance.

Fig. 2 zeigt den grundsätzlichen Übergang von einem Werkstoff auf den anderen für eine Schraubverbindung. Hier ist der Kontakt 6, ein Einsatzteil mit einer Bohrung 7, in die hochleitfähige Schiene 8 eingepreßt. Der Kontakt 6 kann auch gerändelt sein. Fig. 2 shows the basic transition from one material to the other for a screw connection. Here is the contact 6 , an insert part with a bore 7 , pressed into the highly conductive rail 8 . The contact 6 can also be knurled.

Die Scheibe 9 deckt die Bohrung 10 der Schiene ab. Dabei bewirkt ein Spalt 11, daß bei Andruck der Scheibe 9 durch Verschraubung keine Kraft in Pfeilrichtung 12 auf den Kontakt 6 ausgeübt wird.The disc 9 covers the bore 10 of the rail. A gap 11 has the effect that when the disc 9 is pressed by screwing, no force is exerted on the contact 6 in the direction of the arrow 12 .

Fig. 3 zeigt in Vorder- und Seitenansicht ein Anwendungsbeispiel der Vorrichtung nach Fig. 1. Zwei parallele Anodenschienen 13 aus Kupfer tragen an ihren Ober- und Unter­ seiten eine Vielzahl der eingepreßten Edelstahl-Kontakte 2. Damit stehen korrosions­ beständige Kontaktflächen 3 zur Stromleitung über die Edelstahltraversen 14 und von dort zu den daran befestigten Anodenkörben, die hier nicht dargestellt sind, zur Verfügung. Den Kontaktdruck stellen das Eigengewicht der Anodenkörbe sowie die Spannschrauben 15 her. Fig. 3 shows a front and side view of an application example of the device according to Fig. 1. Two parallel anode rails 13 made of copper carry on their top and bottom sides a variety of pressed stainless steel contacts 2nd This provides corrosion-resistant contact surfaces 3 for power conduction via the stainless steel cross members 14 and from there to the anode baskets attached to them, which are not shown here. The contact pressure creates the dead weight of the anode baskets and the clamping screws 15 .

Fig. 4 zeigt in der Seitenansicht ein Anwendungsbeispiel der Vorrichtung nach Fig. 2 für einen Warenträger 16 mit Edelstahlklammern zur Befestigung von plattenförmigem Galvanisiergut, wie z. B. Leiterplatten. Dargestellt ist nur eine Klammer 17 mit zwei Schraubbefestigungen 18. Der Warenträger 16 besteht aus Kupfer. Der Kontakt 6 stellt den Übergang vom Kupfer zu Edelstahl her. In diesem Beispiel ist 19 die korrosions­ beständige Kontaktfläche. Fig. 4 shows a side view of an application example of the device according to Fig. 2 for a goods carrier 16 with stainless steel clips for fastening plate-shaped electroplating such. B. printed circuit boards. Only one bracket 17 with two screw fastenings 18 is shown . The goods carrier 16 is made of copper. Contact 6 creates the transition from copper to stainless steel. In this example 19 is the corrosion resistant contact area.

Auf die Kontaktflächen 3, 19 aller Ausführungen wirken das Eigengewicht der befestigten Teile und/oder Spannkräfte in Richtung des Pfeiles 22. Ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindungen kann nicht erfolgen, weil diese Kräfte aufgrund ihrer Richtungen die Über­ gangsstelle beider Werkstoffe sichern.The dead weight of the attached parts and / or clamping forces act on the contact surfaces 3 , 19 of all versions in the direction of the arrow 22 . The connections cannot be unintentionally loosened because these forces secure the transition point of both materials due to their directions.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel entsprechend der Fig. 1. Hier wird die partielle Kombination beider Werkstoffe durch Löten, Schweißen, Reibschweißen oder Impuls­ schweißen gebildet. Der Kontakt 20 besteht wieder aus Edelstahl. Er wird an seiner Fläche 21 auf die Schiene 1 geschweißt. Die Kontaktflächen 3 sind die Übergangs­ stellen zu den an den Schienen zu befestigenden Teilen. Fig. 5 shows an embodiment corresponding to FIG. 1. Here, the partial combination of both materials is formed by soldering, welding, friction welding or pulse welding. The contact 20 is again made of stainless steel. It is welded to the rail 1 on its surface 21 . The contact surfaces 3 are the transition points to the parts to be fastened to the rails.

Claims (6)

1. Verfahren zur Reduzierung von korrosionsbedingten elektrischen Übergangswider­ ständen der Kontaktstellen zwischen Anoden- und Kathodenschienen elektrolytischer Bäder und den an den Schienen befestigten Teilen wie Werkstückhaltern, Gestellen, Anodenhaltern und Anodenkörben, dadurch gekennzeichnet, daß eine partielle Kombination von korrosionsbeständigem Werkstoff für die Kontakte mit einem elek­ trisch hochleitfähigen Werkstoff für die Schienen verwendet und daß der Übergang von einem Werkstoff auf den anderen gasdicht durch Einpressen, Löten, Schweißen, Reibschweißen oder Impulsschweißen hergestellt wird.1. A method for reducing corrosion-related electrical contact resistance stands the contact points between anode and cathode rails of electrolytic baths and the parts attached to the rails such as workpiece holders, racks, anode holders and anode baskets, characterized in that a partial combination of corrosion-resistant material for the contacts with a elec trically highly conductive material used for the rails and that the transition from one material to the other gas-tight by pressing, soldering, welding, friction welding or pulse welding is made. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsfläche der beiden zu verbindenden Werkstoffe durch eine Rändelung 5 am Kontakt (2, 6) zur Reduzierung des Übergangswiderstandes vergrößert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the contact surface of the two materials to be connected is increased by knurling 5 on the contact ( 2 , 6 ) to reduce the contact resistance. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Kräfte, die auf die Kontaktflächen (3, 19) wirken, die Verbindung beider Werkstoffe unterstützen und ein unbeabsichtigtes Lösen verhindern.3. The method according to claim 1, characterized in that the mechanical forces acting on the contact surfaces ( 3 , 19 ) support the connection of the two materials and prevent unintentional loosening. 4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich an einer Schiene (1) an zwei gegen­ überliegenden Seiten eine Vielzahl von jeweils zwei Kontakten (2) aus Edelstahl befinden, deren Kontaktflächen (3) zur Aufnahme von Befestigungsteilen für Anodenkörbe dienen.4. Arrangement for performing the method according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that there are on a rail ( 1 ) on two opposite sides, a plurality of two contacts ( 2 ) made of stainless steel, the contact surfaces ( 3 ) serve to accommodate fastening parts for anode baskets. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der eingepreßten Kontakte ebene Kontakte (20) angeschweißt, reibgeschweißt, impulsgeschweißt oder angelötet sind. 5. Arrangement according to claim 4, characterized in that instead of the pressed contacts flat contacts ( 20 ) are welded, friction welded, pulse welded or soldered. 6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich in einer Schiene (16) Bohrungen befin­ den, die eingepreßte Kontakte (6) mit einer Mittelbohrung aufnehmen, durch welche mittels einer Schraube (18) Klammern (17) zur Leiterplattenbefestigung an der Schiene (16) angeschraubt sind.6. Arrangement for performing the method according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that there are bores in a rail ( 16 ) which receive the pressed-in contacts ( 6 ) with a central bore, through which by means of a screw ( 18 ) Brackets ( 17 ) for fastening the circuit board to the rail ( 16 ) are screwed on.
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