FI84033C - Method of providing a good conductivity showing joint by friction welding and current conductor - Google Patents
Method of providing a good conductivity showing joint by friction welding and current conductor Download PDFInfo
- Publication number
- FI84033C FI84033C FI885941A FI885941A FI84033C FI 84033 C FI84033 C FI 84033C FI 885941 A FI885941 A FI 885941A FI 885941 A FI885941 A FI 885941A FI 84033 C FI84033 C FI 84033C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- rod
- metal
- pieces
- piece
- contact piece
- Prior art date
Links
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
8403384033
Menetelmä sähköä hyvin johtavan liitoksen aikaansaamiseksi kitkahitsaamalla ja virtajohdinA method of making a highly electrically conductive joint by friction welding and a power conductor
Keksinnön kohteena on menetelmä sähköä hyvin joh-5 tavan liitoksen aikaansaamiseksi metallisen kontaktikap-paleen ja metallisen muotovalmisteen välillä kitkahitsaamalla. Erityisesti keksintö liittyy metallien sähkökemiallisessa puhdistamisessa käytettävien virtajohtimien valmistukseen. Keksinnön kohteena on myös virtajohdin käytet-10 täväksi metallien sähkökemiallisessa puhdistamisessa, joka virtajohdin käsittää alumiinivaitäistä, sähköä hyvin johtavaa materiaalia olevan uran tai syvennyksen käsittävän tankomaisen virtakappaleen, johon on muodostettu kuparinen kontaktikappale, joka on hitsattu kiinni tankomaiseen vir-15 takappaleeseen. Muotovalmisteella tarkoitetaan tässä yhteydessä pääasiassa edelleen jalostettavaksi tarkoitettujen määrämuotoisten valmisteiden yleisnimeä.The invention relates to a method for providing a highly electrically conductive connection between a metallic contact piece and a metallic molded article by friction welding. In particular, the invention relates to the manufacture of current conductors for electrochemical cleaning of metals. The invention also relates to a power conductor for use in the electrochemical cleaning of metals, which conductor comprises a rod-shaped current body having a groove or recess of aluminum-conductive, electrically conductive material, in which a copper contact piece is welded to the rod-like current body. In this context, a formal preparation is mainly the generic name of standard preparations intended for further processing.
Eräissä teknisissä rakenteissa joudutaan ongelman eteen, jossa olisi tärkeä saada kontaktikappale kiinnite-20 tyksi uran tai syvennyksen käsittävään muotovalmisteeseen siten, että kontaktikappaleen ja muotovalmisteen väliin saadaan sähköä johtava liitos. Kiinnitysmenetelmänä voidaan käyttää juottamista, hitsausta, niittausta, jne. Kontaktikappaleen ja muotovalmisteen materiaali määrää usein 25 kiinnitysmenetelmän: juottaminen on monissa tapauksissa kiinnitysmenetelmänä hyvä, esimerkiksi liitettäessä kahta jaloa metallia olevaa kappaletta toisiinsa, mutta se ei sovellu esimerkiksi alumiinikappaleen liittämiseen kupari-kappaleeseen. Muilla tunnetuilla menetelmillä lopputulos 30 sähkönjohtavuuden ja liitoksen kestävyyden osalta voi olla sen verran epävarma, että luovutaan kokonaan liitoksen muodostamisesta ja valmistetaan haluttu tuote yhtenä kappaleena mahdollisista suurista raaka-ainekustannuksista huolimatta, mitä ratkaisua luonnollisesti tulisi välttää 35 siinä tapauksessa, että valmistettava tuote on suurikokoi- 84033 2 nen ja mahdollisesti vielä käytössä kuluva. Vaihtoehtoisesti valmistettava tuote muodostetaan kaksiosaiseksi (tai useampiosaiseksi) siten, että liitoskohta on liitoksen aikaansaamisen kannalta muodoltaan ja sijainniltaan "help-5 po". Tämäkin ratkaisu on lopputuloksen kannalta kallis siinä tapauksessa, että valmistettava tuote on suurikokoinen ja se joudutaan uusimaan tietyin aikavälein.In some technical constructions, there is a problem where it would be important to attach the contact piece to a molded article having a groove or recess so as to provide an electrically conductive connection between the contact piece and the molded article. Soldering, welding, riveting, etc. can be used as the fastening method. The material of the contact piece and the molded article often dictates the fastening method: soldering is good in many cases as a fastening method, for example by joining two precious metal pieces together, but not by joining a copper body. With other known methods, the result 30 in terms of electrical conductivity and joint durability may be so uncertain that the joint is completely abandoned and the desired product is made in one piece, despite possible high raw material costs, which solution should naturally be avoided 35 84033 2 nen and possibly still in use. Alternatively, the product to be manufactured is formed in two parts (or more parts) so that the point of connection is "help-5 po" in terms of making the connection. This solution is also expensive in terms of the end result in the event that the product to be manufactured is large in size and has to be renewed at certain intervals.
Edellä mainitut ongelmat syntyvät esimerkiksi silloin, kun halutaan valmistaa metallien sähkökemiallisessa 10 puhdistamisessa käytettäviä virtajohtimia. Metallien sähkökemiallisessa puhdistuksessa käytetään suuria altaita, joissa on puhdistettavalle metallille soveltuvaa elektrolyyttiä. Altaissa on vuorotellen anodi- ja katodielektro-deja välimatkan päässä toisistaan. Katodielektrodit ήπιοί 5 dostuvat sähköä hyvin johtavista tangoista tai senkaltai sista virtajohtimista, joihin on kiinnitetty katodilevy. Mainituilla tangoilla kannatetaan samalla katodilevyjä altaassa. Katodielektrodit on sähköisesti kytketty toisiinsa sähköä hyvin johtavilla virtakiskoilla, niin sano-20 tuilla kokoojakiskoilla, joiden päällä virtajohtimet lepäävät irrotettavasta. Anodielektrodit yhdistyvät myös toisiinsa kokoojakiskon avulla. Puhdistusprosessissa sähköä johdetaan yleensä anodina toimivaan elektrodiin, jolloin sähkövirta kulkee anodilta elektrolyytin kautta kato-25 dina toimivalle elektrodille tehden elektrodien välissä metallin puhdistustyön, eli kuljettaen puhdistettavaa metallia olevia hiukkasia katodilevylle, johon hiukkaset pelkistyvät puhtaaksi metalliksi. Sähkövirta jatkaa elektrolyytin kautta kulkuaan katodilta edelleen seuraavan 30 altaan anodille jne. Kooltaan nämä katodeissa ja mahdollisesti anodeissa käytetyt tankomaiset virtajohtimet ovat suuria: niiden pituus on toista metriä. Prosessin taloudellisen toiminnan kannalta virtajohtimilta vaaditaan hyvää sähkönjohtavuutta, ja kohdissa, joissa virtajohtimet 35 lepäävät irrotettavasti vasten mainittua kokoojakiskoa, 3 84033 virtajohtimien kytkemiseksi sähköisesti toisiinsa, kosketuksen on oltava hyvä ja sähkönjohtavuuden hyvä. Mikäli virtajohtimen ja kokoojatangon välinen sähkönjohtavuus on huono, sähkökemiallinen puhdistusprosessi toimii puutteel-5 lisesti tai ei lainkaan. Sähköjohtimissa yleisesti käytettävistä metalleista alumiinilla on suuri taipumus muodostaa pinnalleen oksidikerrostumaa, joka johtaa huonosti sähköä, mistä syystä kokoojatanko on yleensä kuparinen ja virtajohtimen kokoojatangon kanssa kosketukseen tulevassa 10 päässä on kuparinen kontaktipala, joka käytössä asettuu vasten kokoojatankoa.The above-mentioned problems arise, for example, when it is desired to manufacture current conductors for electrochemical cleaning of metals. Electrochemical cleaning of metals uses large tanks with an electrolyte suitable for the metal to be cleaned. The basins have alternating anode and cathode electrodes spaced apart. Cathode electrodes ήπιοί 5 consist of highly conductive rods or similar conductors to which a cathode plate is attached. At the same time, said rods support cathode plates in the pool. The cathode electrodes are electrically connected to each other by conductive busbars, so-called busbars, on which the current conductors rest from the detachable one. The anode electrodes are also connected to each other by means of a busbar. In the cleaning process, electricity is generally conducted to the electrode acting as an anode, whereby an electric current passes from the anode through the electrolyte to the cathode electrode, performing metal cleaning work between the electrodes, i.e. transporting the particles to be cleaned to the cathode plate. The electric current continues to flow through the electrolyte from the cathode to the anode of the next 30 basins, etc. The size of these rod-shaped current conductors used in the cathodes and possibly in the anodes is large: they are another meter in length. For the economic operation of the process, good electrical conductivity is required of the power conductors, and at the points where the power conductors 35 rest releasably against said busbar, 3 84033 to electrically connect the power conductors to each other, the contact must be good and the electrical conductivity good. If the electrical conductivity between the power cord and the manifold is poor, the electrochemical cleaning process will be defective or non-existent. Of the metals commonly used in electrical conductors, aluminum has a high tendency to form an oxide layer on its surface which conducts electricity poorly, which is why the manifold is generally copper and has a copper contact piece at the end in contact with the manifold.
Katodilevyt ovat usein alumiinisia, jolloin niihin on helppo kiinnittää hitsaamalla alumiinista valmistettu virtajohdin. Virtajohtimeen kiinnitettävä kontaktipala on 15 valmistettu kuparista. Mainittu järjestely on siitä syystä edullinen, että kupariin verrattuna suhteellisen halpaa alumiinia voidaan käyttää valtaosassa elektrodia. Kuparisen kontaktipalan liittämiseksi alumiinijohtimeen on käytetty erilaisia menetelmiä, kuten räjähdyshitsausta, pu-20 ristushitsausta, elektronisuihkuhitsausta, laserhitsausta jne. Kaikilla mainituilla menetelmillä on omat haittatekijänsä, joita ovat esimerkiksi oksidikerrosten jääminen liitospintojen väliin, mekaanisesti heikot liitokset, hitsausliitoksen vaikea kontrolloitavuus, josta johtuu var-25 sinkin puristusdiffuusiohitsauksessa syntyvä epätasainen liitoksen laatu: liitos repeilee tai liitos vääntyilee ja sen sähkönjohtavuus on huono tehden puhdistettavan metallin saostumisen epätasaiseksi ja nostaen sähkönkulutusta. Räjähdyshitsaukseen liittyy myös meluhaitta. Virtajohtimen 30 valmistus on tullut suhteellisen kalliiksi osittain mainittujen ongelmien johdosta ja osittain siitä syystä, että kontaktipalana on jouduttu käyttämään suhteellisen suurikokoista kappaletta päämäärän ollessa tällöin, että se olisi mahdollisimman helposti kiinnitettävissä alumiini-35 seen virtajohtimeen perinteisin menetelmin. Yhteenvetona 4 84033 voidaan todeta, että alumiinin ja kuparin liittäminen toisiinsa virtajohtimissa on ollut ongelmallista ja teknisesti epävarmaa tuloksen suhteen. Esillä olevan keksinnön taloudellinen merkitys sovellettuna mainittuihin virtajoh-5 timiin on merkittävä, koska metallien sähkökemiallisessa puhdistuslaitoksessa käytettävien katodielektrodien lukumäärä on useita tuhansia ja ne kuluvat käytössä, koska ne ovat alttiita saostusaltaissa käytettäville syövyttäville aineille. Myös kokoojakiskon ja elektrodeissa käytettävien 10 virtajohtimien kosketuskohdassa tapahtuva kipinöinti lyhentää virtajohtimien käyttöikää. Edelleen syntyy mekaanisia vaurioita eri työvaiheiden aikana, jotka lyhentävät virtajohtimien käyttöikää.Cathode plates are often made of aluminum, making it easy to attach to them by welding a power cord made of aluminum. The contact piece to be attached to the power cord is made of copper. Said arrangement is therefore advantageous in that relatively cheap aluminum can be used in the majority of the electrode compared to copper. Various methods have been used to connect the copper contact piece to the aluminum conductor, such as blast welding, pu-20 cross welding, electron beam welding, laser welding, etc. All these methods have their own disadvantages, such as difficult control uneven joint quality resulting from zinc pressure diffusion welding: the joint tears or the joint warps and has poor electrical conductivity, making the deposition of the metal to be cleaned uneven and increasing electricity consumption. Explosion welding is also associated with noise nuisance. The manufacture of the current conductor 30 has become relatively expensive partly due to the problems mentioned and partly due to the fact that a relatively large body has had to be used as a contact piece, with the aim of being easily attached to the aluminum conductor 35 by conventional methods. In summary 4,84033, the interconnection of aluminum and copper in power lines has been problematic and technically uncertain in terms of result. The economic significance of the present invention when applied to said current conductors is significant because the number of cathode electrodes used in the electrochemical metal cleaning plant is several thousand and they wear out because they are susceptible to corrosive substances used in precipitation tanks. Sparking at the point of contact between the busbar and the current conductors used in the electrodes also shortens the life of the current conductors. Furthermore, mechanical damage occurs during the various work phases, which shortens the service life of the power cables.
Ajatus liittää kupari- ja alumiinikappaleita toi-15 siinsa kitkahitsaamalla on tunnettu. On myös tunnettua liittää kaksi yhteenhitsattavaa kappaletta toisiinsa saattamalla niiden päiden väliin asetettu kappale pyörimään. Menetelmää käytetään jatkettaessa esimerkiksi lankoja tai tankoja.The idea of joining copper and aluminum pieces to each other by friction welding is known. It is also known to join two pieces to be welded together by rotating a piece placed between their ends. The method is used to extend, for example, yarns or rods.
20 Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut haitat. Tämän toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että kontaktikappaleena käytetään putkikappaletta, ja muotovalmisteena käytetään vähintään kahta metallikappaletta, joihin on muodostettu ura 25 tai syvennys, jolloin hitsauksessa putkikappaletta pyöritetään pituusakselinsa ympäri ja metallikappaleita puristetaan vastakkaisilta suunnilta kohtisuoraan vasten pyörivän putkikappaleen ulkopintaa siten, että putkikappale hitsautuu kiinni metallikappaleiden mainittuihin uriin tai 30 syvennyksiin. Termillä putkikappale tarkoitetaan tässä yhteydessä yleensä muokattua, koko pituudelta poikkileikkaukseltaan samanlaista onttoa muotovalmistetta, jossa on vain yksi valmisteen läpi ulottuva reikä ja olennaisesti tasapaksu seinämä. Putkikappaleen poikkileikkaus voi olla 35 pyöreä tai säännöllinen monikulmio. Keksinnöllisen aja- 5 84033 tuksen puitteissa on myös ajateltavissa, että kontaktikap-paleena on vaihtoehtoisesti tankomainen kappale. Sovellettaessa keksinnön mukaista menetelmää mainittujen virtajohtimien valmistukseen edullisesti putkikappaleena käytetään 5 poikkileikkaukseltaan pyöreää kupariputkikappaletta, ja metallikappaleina pitkänomaisia, alumiinivaltaisia sähköä hyvin johtavaa materiaalia olevia tankokappaleita, joihin on muodostettu olennaisesti pyöreä ura, jonka säde vastaa kupariputkikappaleen ulkosädettä, jolloin hitsauksen jäl-10 keen tankokappaleet erotetaan toisistaan leikkaamalla ku-pariputkikappale pitkin tankokappaleiden vastakkain olevia pintoja siten, että tuloksena on tankokappaleiden lukumäärää vastaava lukumäärä virtajohtimia, jotka kukin käsittävät tankokappaleen, jossa on kupariputkikappaleen 15 puolikas tai lähes puolikas.The object of the invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages. To achieve this, the method according to the invention is characterized in that a pipe piece is used as the contact piece, and at least two metal pieces are formed as a molded product with a groove 25 or recess, the tube piece being said grooves or 30 recesses of metal pieces. The term tubular body in this context generally means a modified hollow molded product with a similar cross-section along its entire length, with only one hole extending through the product and a substantially uniform wall. The cross section of the pipe piece can be 35 circular or regular polygons. Within the scope of the inventive concept, it is also conceivable that the contact piece is alternatively a rod-like body. Applying the method according to the invention for the production of said current conductors, preferably a copper tube piece of circular cross-section is used as a tubular body, and elongate, aluminum-dominated electrically conductive rod bodies a copper tube body along opposite surfaces of the rod bodies so as to result in a number of current conductors corresponding to the number of rod bodies, each comprising a rod body having half or nearly half of the copper tube body 15.
Keksinnön mukaiselle virtajohtimelle on tunnusomaista, että kuparinen kontaktikappale on hitsattu kit-kahitsausmenetelmällä tankomaisen virtakappaleen uraan tai syvennykseen.The current conductor according to the invention is characterized in that the copper contact piece is welded to the groove or recess of the rod-like current piece by a kit welding method.
20 Keksintö perustuu oivallukseen, että kontaktikap pale kiinnitetään muotovalmisteeseen sinänsä hyvin tunnetulla kitkahitsausmenetelmällä, jolloin muotovalmisteessa on sopiva ura tai syvennys, johon kontaktikappale hitsataan kiinni. Kitkahitsausperiaatteen soveltaminen sähköä 25 hyvin johtavan liitoksen aikaansaamiseksi kahden metallisen kappaleen välillä keksinnön mukaisella tavalla antaa tulokseksi suuren kontaktipinnan ja hyvän kosketuksen metallisten kappaleiden välille samalla kun sekä pyöritettävän että sen kanssa kosketukseen tulevan metallisen kappa-30 leen kiinnittäminen kitkahitsauksen aikana on suhteellisen helppoa ja pyöritettävän kappaleen raaka-ainekustannukset on mahdollista pitää minimaalisina kun kontaktikappaleella on putkimainen muoto. Menetelmä mahdollistaa myös useiden sähköä johtavien kappaleiden valmistamisen yhdellä kitka-35 hitsaustoimenpiteellä, jolloin mainitut kappaleet aikaan- 6 84033 saadaan hitsauksen jälkeisillä tavanomaisilla työstötekniikoilla.The invention is based on the realization that the contact piece is attached to the molded article by a friction welding method well known per se, wherein the molded article has a suitable groove or recess into which the contact piece is welded. Applying the friction welding principle to provide a highly electrically conductive connection between two metal bodies in accordance with the invention results in a large contact surface and good contact between the metal bodies while attaching both the rotatable and the metal body 30 in contact with it during friction welding to the rotatable body. material costs can be kept to a minimum when the contact piece has a tubular shape. The method also makes it possible to produce a plurality of electrically conductive parts in a single friction-35 welding operation, said parts being obtained by conventional post-welding machining techniques.
Esillä olevan keksinnön tärkeimmät edut ovat, että sen avulla sähkönjohtimissa tehtävät liitokset saadaan 5 hyviksi sekä lujuudeltaan että sähkönjohtavuudeltaan, liitos on helposti ja nopeasti aikaansaatavissa ja menetelmä mahdollistaa sähkönjohtimissa käytettävän raaka-aineen erittäin taloudellisen käytön. Menetelmä soveltuu lisäksi hyvin teolliseen sarjatuotantoon ja sitä voidaan soveltaa 10 hyvinkin erityyppisten materiaalien liittämiseen. Menetelmällä voidaan myös valmistaa vähintään kaksi tuotetta yhdellä hitsaustyövaiheella.The main advantages of the present invention are that it makes the connections made in electric conductors good in both strength and electrical conductivity, the connection can be easily and quickly obtained, and the method enables a very economical use of the raw material used in electric conductors. In addition, the method is well suited for industrial series production and can be applied to the joining of 10 very different types of materials. The method can also be used to produce at least two products in one welding step.
Seuraavassa keksintöä selitetään seikkaperäisesti viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa 15 kuviossa 1 on kaaviollisesti esitetty metallin säh kökemiallinen puhdistusallas elektrodeineen ylhäältä katsottuna, kuviossa 2 on esitetty kuvion 1 puhdistusaltaassa käytetty perinteinen katodina toimiva elektrodi, sivusta, 20 kuviossa 3 on esitetty kuvion 1 elektrodi ylhäältä, kuviossa 4 on esitetty puhdistusaltaassa käytettävä keksinnön mukainen katodina toimiva elektrodi sivusta, kuviossa 5 on esitetty kuvion 4 elektrodi ylhäältä, kuvioissa 6-8 on kuvattu keksinnön mukaisen mene-25 telmän eri vaiheita, kuvioissa 9-11 on esitetty kuvioiden 6-8 menetelmä-vaiheet ylhäältä ja kuvioissa 12-14 on esitetty toinen suoritusesimerk-ki keksinnön mukaisen menetelmän eri vaiheista.The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 is a schematic top view of an electrochemical metal cleaning tank with electrodes, Figure 2 is a side view of a conventional cathode electrode used in the cleaning tank of Figure 1, Figure 3 is a top view of Figure 1. Fig. 5 shows a top view of the cathode electrode according to the invention for use in a purification tank, Fig. 5 shows the electrode of Fig. 4 from above, Figs. 6-8 show different steps of the method according to the invention, Figs. Figures 12-14 show another embodiment of the different steps of the method according to the invention.
30 Kuviossa 1 on esitetty kaaviokuva sinkin sähköke miallisesta puhdistusaltaasta ylhäältä. Puhdistusallasta osoittaa viitenumero 1 ja siihen on järjestetty joukko elektrodeja 2, 3 välimatkan päähän toisistaan. Joka toinen elektrodi on katodi 2 ja joka toinen on anodi 3. Katodit 2 35 on yhdistetty toisiinsa kuparisella virtakiskolla, niin 7 84033 sanotulla kokoojakiskolla, joka on merkitty viitenumerolla 4. Katkoviivoilla on esitetty miten sähkökemiallisessa puhdistamisessa käytettävät puhdistusaltaat on liitetty toisiinsa. Altaassa 1, jossa on rikkihappoa sisältävää 5 elektrolyyttiä, saostetaan sinkkiä liukenemattomilta lyi- jyanodeilta alumiinisille katodilevyille. Virran voimakkuus kahden vierekkäisen elektrodin 2, 3 välillä on useita satoja ampeereja. Teollisuuslaitosten puhdistusaltaissa olevien elektrodien määrä on tyypillisesti useita kymme-10 niä.Figure 1 is a schematic top view of a zinc electrochemical cleaning tank. The cleaning basin is indicated by reference numeral 1 and is provided with a plurality of electrodes 2, 3 spaced apart. Every other electrode is a cathode 2 and every other is an anode 3. The cathodes 2 35 are connected to each other by a copper busbar, then 7 84033, a so-called busbar marked with the reference number 4. The dashed lines show how the cleaning basins used in electrochemical cleaning are connected to each other. In the pool 1 with 5 electrolyte containing sulfuric acid, zinc is precipitated from insoluble lead anodes on aluminum cathode plates. The current between two adjacent electrodes 2, 3 is several hundred amperes. The number of electrodes in the treatment tanks of industrial plants is typically several tens to 10.
Kuviossa 2 on esitetty perinteistä tyyppiä oleva katodi 2 tarkemmin ja suurennettuna. Katodi 2 käsittää suuren alumiinilevyn 6, jonka pinnalle sinkki saostuu sähkökemiallisen puhdistusprosessin aikana. Alumiinilevy 6 on 15 kannatettu altaan 1 reunoja vasten tankomaisella virtajoh timella, jota yleisesti esittää viitenumero 7. Virtajohdin 7 käsittää alumiinisen virtatangon 8, johon alumiinilevy 6 on kiinnitetty hitsiliitoksella 9. Virtatangon 8 materiaaliksi soveltuva alumiinilaatu on esimerkiksi AlMgSiO,5 20 (98,9 % AI, 0,5 % Si ja 0,6 % Mg). Virtatangon 8 toiseen päähän on kiinnitetty kuparinen kontaktipala 9 räjähdys-hitsaamalla. Liitosta osoittaa viitenumero 10. Liitoksen 10 aikaansaaminen on kuten edellä todettiin vaikeaa ja lopputulos on sähkönjohtavuuden ja käytön kestävyyden kan-25 naita huono.Figure 2 shows the cathode 2 of the conventional type in more detail and enlarged. The cathode 2 comprises a large aluminum plate 6 on the surface of which zinc is deposited during the electrochemical cleaning process. The aluminum plate 6 is supported against the edges of the basin 1 by a rod-like current conductor, generally indicated by reference numeral 7. The current conductor 7 comprises an aluminum current rod 8 to which the aluminum plate 6 is attached by a welded joint 9. The aluminum grade suitable for the current rod 8 is, for example, AlMgSiO. Al, 0.5% Si and 0.6% Mg). A copper contact piece 9 is attached to one end of the current rod 8 by explosion welding. The connection is indicated by the reference number 10. As stated above, it is difficult to obtain the connection 10, and the result is poor in terms of electrical conductivity and durability of use.
Kuviossa 3 on esitetty kuvion 2 katodi ylhäältä.Figure 3 shows the cathode of Figure 2 from above.
Kuviossa 4 on esitetty keksinnön mukainen ratkaisu. Yleisesti viitenumerolla 11 esitetty virtajohdin käsittää, kuten kuvion 2 ratkaisu esimerkiksi materiaalia AlMgSi0,5 30 olevan virtatangon 12, johon on kiinnitetty hitsiliitoksella 13 alumiinilevy 14. Virtatangon 12 toisessa päässä on kuparinen kontaktikappale 15, joka on hitsattu kitka-hitsausmenetelmällä virtatangossa olevaan uraan tai syvennykseen 16. Kuparisen kontaktikappaleen muodostaa pituus-35 suunnassa halkaistu putkikappale 15, jonka poikkipinta on 84033 8 olennaisesti puoliympyrä. Virtatangon 12 ura 16 on vastaavasti puoliympyrän muotoinen niin, että halkaistun putki-kappaleen 15 ja uran väliin saadaan hyvä ja suhteellisen iso kontaktipinta, joka on eduksi hyvän lopputuloksen kan-5 naita.Figure 4 shows a solution according to the invention. The power conductor generally indicated by reference numeral 11 comprises, like the solution of Figure 2, a current rod 12 of material AlMgSi0.5 30, to which an aluminum plate 14 is attached by a weld joint 13. At one end of the current rod 12 there is a copper contact piece 15 welded to the groove or recess 16 in the current rod. The copper contact piece is formed by a pipe piece 15 split in the length-35 direction, the cross-section of which is 84033 8 substantially semicircular. The groove 16 of the current rod 12 is correspondingly semicircular in shape so that a good and relatively large contact surface is obtained between the split tube piece 15 and the groove, which is advantageous for a good result.
Kuviossa 5 on esitetty kuvion 4 katodi ylhäältä.Figure 5 shows a top view of the cathode of Figure 4.
Valmistettaessa kuviossa 4 esitettyä virtajohdinta 11 edetään kuvioiden 6-8 osoittamalla tavalla. Poikkileikkaukseltaan pyöreä putkikappale 17, jonka ulkohalkaisija 10 on noin 50 mm ja seinämäpaksuus on 5-10 mm, kiinnitetään karaan (ei näytetty), joka pannaan pyörimään. Karaan liittyy vauhtipyörä (ei esitetty), jonka massa on säädettävissä. Kara, jonka pyörimisnopeus on säädettävissä, pannaan vauhtipyörineen pyörimään ennalta valittun pyörimis-15 nopeuteen, minkä jälkeen pyörittävä koneisto kytketään irti ja liike jatkuu vauhtipyörän liike-energian perusteella. Tämän jälkeen vasten pyörivän putkikappaleen 17 ulkopintaa puristetaan hydraulisella laitteella (ei näytetty) sopivalla puristuspaineelle vastakkaisilta puolilta 20 kahdella tankokappaleella 12 nuolien osoittamassa suunnassa vasten näissä olevaa puoliympyrän muotoista uraa 16, jonka säde vastaa putkikappaleen ulkosädettä.In making the power conductor 11 shown in Fig. 4, the procedure is shown as shown in Figs. A tubular body 17 of circular cross-section with an outer diameter 10 of about 50 mm and a wall thickness of 5-10 mm is attached to a mandrel (not shown) which is made to rotate. The spindle is associated with a flywheel (not shown) with an adjustable mass. The spindle, which has an adjustable rotational speed, is made to rotate with its flywheel to a preselected rotational speed, after which the rotating mechanism is disengaged and the movement continues based on the kinetic energy of the flywheel. Thereafter, the outer surface of the rotating tube piece 17 is pressed by a hydraulic device (not shown) at a suitable compression pressure from opposite sides 20 by two rod pieces 12 in the direction indicated by the arrows against a semicircular groove 16 having a radius corresponding to the outer radius of the tube piece.
Liitospintojen lämpeneminen tapahtuu putkikappaleen 17 ja tankokappaleen 12 välisten kosketuspintojen kitkan 25 johdosta. Kosketuspinnat sulavat ja vauhtipyörän liike- energian ansiosta muodostuu kitkahitsausliitos. Tankokappaleen 12 urien 16 reunat ovat edullisesti viistettyjä kitkahitsaustapahtumaan liittyvän purseeen kontrolloimiseksi ja lämmön jakautumisen optimoimiseksi. Kahden tanko-30 kappaleen 12 samanaikaisella käytöllä vältytään liitospintojen hapettumiselta, jolloin liitos saadaan syntymään virheettömästi ilman sauman ominaisuuksiin haitallisesti vaikuttavaa hapettumakerrosta. Lisäksi saadaan hitsatuksi kaksi liitospintaa samassa työvaiheessa. Kuviossa 7 on 35 esitetty kitkahitsausliitos välittömästi hitsauksen jäi- 9 84033 keen. Tankokappaleet 12 erotetaan toisistaan leikkaamalla kupariputkikappale 17 pitkin tankokappaleiden vastakkain olevia pintoja siten, että tuloksena on kaksi identtistä tankomaista virtajohdinta 11, jotka kukin käsittävät tan-5 kokappaleen, jossa on kupariputkikappaleen puolikas 15 tai lähes puolikas, ks. kuvio 8.The heating of the connecting surfaces takes place due to the friction 25 of the contact surfaces between the pipe piece 17 and the rod piece 12. The contact surfaces melt and, thanks to the kinetic energy of the flywheel, a friction welding joint is formed. The edges of the grooves 16 in the rod body 12 are preferably chamfered to control the burr associated with the friction welding event and to optimize heat distribution. The simultaneous use of the two rod-30 pieces 12 avoids the oxidation of the joint surfaces, whereby the joint is formed flawlessly without an oxidation layer which adversely affects the properties of the joint. In addition, two joint surfaces can be welded in the same work step. Fig. 7 shows a friction welding connection immediately to the welding residue. The rod pieces 12 are separated from each other by cutting a copper tube piece 17 along opposite surfaces of the rod pieces so as to result in two identical rod-like current conductors 11, each comprising a tan-5 piece with half or almost half of the copper tube piece, cf. Figure 8.
Kuviot 9-11 esittävät kuvioiden 6-8 esittämiä mene-telmävaiheita ylhäältä katsottuna. Kuviossa 9 tankokappa-leessa 12 olevan uran 16 pohja on havainnollistettu kat-10 koviivalla.Figures 9-11 show a top view of the method steps shown in Figures 6-8. In Fig. 9, the bottom of the groove 16 in the rod body 12 is illustrated by a hard line.
Kuvioissa 12-14 on esitetty toinen suoritusmuoto keksinnön mukaisesta menetelmästä ylhäältä katsottuna. Keksinnön tässä suoritusmuodossa yhdistetään kolme paria tankokappaleita 12' toisiinsa. Kuviossa 12 on esitetty 15 kuviota 9 vastaava menetelmävaihe. Tankokappaleiden 12' vierekkäiset sivut puristetaan toisiaan kohti pystysuorien nuolien osoittamassa suunnassa, jolloin pintojen väliin on asetettu niitä toisistaan erottavat välilevyt 18'. Tanko-kappaleet 12' pidetään puristettuina toisiinsa kitkahit-20 saustapahtuman ajan. Kuviossa 13 on esitetty tulos välittömästi kitkahitsauksen jälkeen vastaten kuviota 10. Tankokappaleet 12' erotetaan toisistaan leikkaamalla putki-kappale 17' pituussuunnassa ja poikittaissuunnassa. Leikkauksen jälkeen välilevyt 18' vapautuvat ja tuloksena on 25 kolme paria identtisiä virtajohtimia 11'. Välilevyjen 18' ansiosta putkikappaleen 17' mainittu leikkaaminen on helppoa ja putkikappaleen kiinnittyminen vasten tankokappaleiden 12' vastaavia uria siten, että kitkahitsaustapahtumaan liittyvä purseen muodostuminen saadaan paremmin kontrol-30 loiduksi ja lämpö saadaan tasaisesti jakautuneeksi hitsauksen aikana. Kuvioiden 12-14 esittämän suoritusmuodon edut kuvioissa 9-11 esitettyyn suoritusmuotoon nähden on se, että tuotantoteho on suurempi.Figures 12-14 show a second embodiment of the method according to the invention seen from above. In this embodiment of the invention, three pairs of rod pieces 12 'are connected to each other. Fig. 12 shows a method step corresponding to Fig. 9. The adjacent sides of the bar bodies 12 'are pressed towards each other in the direction indicated by the vertical arrows, whereby spacers 18' separating them are placed between the surfaces. The rod pieces 12 'are kept compressed together during the friction hitting process. Fig. 13 shows the result immediately after friction welding corresponding to Fig. 10. The rod pieces 12 'are separated from each other by cutting the pipe piece 17' in the longitudinal direction and in the transverse direction. After the cut, the spacers 18 'are released and the result is three pairs of identical current conductors 11'. Thanks to the spacers 18 ', said cutting of the pipe piece 17' is easy and the pipe piece is fixed against the corresponding grooves of the rod pieces 12 'so that the formation of the burr associated with the friction welding event is better controlled and the heat is evenly distributed during welding. The advantages of the embodiment shown in Figures 12-14 over the embodiment shown in Figures 9-11 are that the production power is higher.
Keksintöä on edellä esitetty esimerkinluonteisesti. 35 Keksintöä voidaan yksityiskohdiltaan soveltaa monilla ta- 10 84033 voin oheisten patenttivaatimuksien puitteissa. Näin ollen kontaktikappaleen ja tankokappaleen muoto voivat vaihdella: kontaktikappaleen ei välttämättä tarvitse olla poik-kileikkaukseltaa pyöreä, vaikkakin tämä muoto on erityisen 5 edullinen. On myös ajateltavissa, että kontaktikappaleena käytetään onton putkikappaleen sijasta täysiaineista tan-komaista kappaletta. Luonnollisesti keksintö ei ainoastaan liity sinkin puhdistusprosessiin, vaan yhtä lailla esimerkiksi nikkelin tai kuparin elektrolyyttiseen talteenot-10 toon. Laajasti katsottuna keksintö liittyy yleisesti sovellutuksiin, joissa tavoitteena on sähköä hyvin johtavan ja lujan liitoksen aikaansaaminen kahden eri metallia olevan kappaleen välillä.The invention has been described above by way of example. The invention can be applied in detail in many ways within the scope of the appended claims. Thus, the shape of the contact piece and the rod piece may vary: the contact piece does not necessarily have to be circular in cross-section, although this shape is particularly advantageous. It is also conceivable to use a solid tan-shaped body instead of a hollow tube body as the contact piece. Of course, the invention not only relates to a zinc purification process, but equally to the electrolytic recovery of, for example, nickel or copper. Broadly speaking, the invention relates generally to applications in which the aim is to provide a highly electrically conductive and strong connection between two bodies of different metals.
Claims (6)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI885941A FI84033C (en) | 1988-06-14 | 1988-12-22 | Method of providing a good conductivity showing joint by friction welding and current conductor |
| CA 602781 CA1339686C (en) | 1988-06-14 | 1989-06-14 | Current conductor and a method for the production thereof |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI882820 | 1988-06-14 | ||
| FI882820A FI882820A (en) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | TILLVERKNING AV EN TRANSVERSAL TUB-PLAOTFOGNING GENOM FRIKTIONSSVETSNING. |
| FI885941A FI84033C (en) | 1988-06-14 | 1988-12-22 | Method of providing a good conductivity showing joint by friction welding and current conductor |
| FI885941 | 1988-12-22 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI885941A FI885941A (en) | 1989-12-15 |
| FI84033B FI84033B (en) | 1991-06-28 |
| FI84033C true FI84033C (en) | 1991-10-10 |
Family
ID=26158370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI885941A FI84033C (en) | 1988-06-14 | 1988-12-22 | Method of providing a good conductivity showing joint by friction welding and current conductor |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA1339686C (en) |
| FI (1) | FI84033C (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104722913A (en) * | 2015-03-05 | 2015-06-24 | 云南大泽电极科技有限公司 | Stirring friction welding machining method of negative electrode plate |
-
1988
- 1988-12-22 FI FI885941A patent/FI84033C/en not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-06-14 CA CA 602781 patent/CA1339686C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1339686C (en) | 1998-02-24 |
| FI84033B (en) | 1991-06-28 |
| FI885941A (en) | 1989-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2005201814B2 (en) | Join zone, join method resistant to corrosion between copper materials and stainless steel or titanium, constituent of the permanent cathodes for electrolysis processes and cathode obtained thereof | |
| FI78739C (en) | UPHOLSTERY STOPPING FOR THE CATHOD. | |
| US5492609A (en) | Cathode for electrolytic refining of copper | |
| US3714017A (en) | Electrode device for electrochemically forming the plates of turbine rotors | |
| AU2003201532B2 (en) | Hanger bar | |
| US20190070691A1 (en) | Method for creating a resistance weld bond between two metals | |
| FI84033C (en) | Method of providing a good conductivity showing joint by friction welding and current conductor | |
| FI102771B (en) | Method and apparatus for producing copper wire by electrolytic coating of copper on a copper starting wire | |
| PL107694B1 (en) | CONTROL PRET CONTACT | |
| US5344538A (en) | Thin plate anode | |
| US7003868B2 (en) | Coated stainless-steel/copper weld for electroplating cathode | |
| GB2548571A (en) | Flexible electrical connector for electrolytic cell | |
| DE2922773C2 (en) | ||
| US3451903A (en) | Conductor roll and method of making the same | |
| US2939829A (en) | Electrolytic cell | |
| US6531038B2 (en) | Cathode arrangement | |
| EP0337387B1 (en) | Diaphragm cell cathode assembly | |
| FI59817B (en) | ELEKTROLYSCELL OCH SAETT ATT FRAMSTAELLA DENSAMMA | |
| RU88356U1 (en) | CONTACT CONNECTION OF A SURFACE ASSEMBLY TO THE CATHODE SECTION OF THE ELECTROLYZER | |
| WO2013002756A1 (en) | Rod butt connection for an anode extension and method of making same | |
| JPH01319695A (en) | Cathode plate for electrolysis | |
| RU2325470C2 (en) | Anode holder and its manufacture method | |
| JP6183315B2 (en) | Conductor on electrolytic cell for non-ferrous electrolytic refining | |
| RU2605885C1 (en) | Current contact jaw for aluminium electrolyzer and method of its producing | |
| RU2086711C1 (en) | Cathode for producing electrolytic chromium |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Owner name: TELJAEN MUOVI JA METALLI KY |
|
| MA | Patent expired |