PL197976B1 - Sposób łączenia elementu osłonowego i elementu rdzeniowego - Google Patents

Abstract

1. Sposób laczenia elementu os lonowego i elementu rdzeniowego, który ma wysok a prze- wodno sc elektryczn a, a element os lonowy jest wykonany ze stali szlachetnej, znamienny tym, ze przy wytwarzaniu wieszakowego pr eta na elektrod e, zw laszcza katod e sta la, elektroprze- wodz acy element rdzeniowy (2) stanowi acy pr et wykonany z miedzi oraz czynnik lacz acy w posta- ci elementu lacz acego (3) wprowadza si e do wn e- trza elementu os lonowego (1), nast epnie ob- szar po laczenia tych elementów poddaje si e obróbce termicznej i tworzy sie z lacze metalur- giczne br azu cynowego, pomi edzy elektroprze- wodz acym elementem rdzeniowym (2) i elemen- tem os lonowym (1) ze stali szlachetnej. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób łączenia elementu osłonowego i elementu rdzeniowego.

Sposób tego rodzaju stosowany jest do produkcji prętów mocujących elektrod, w szczególności katod stałych wykorzystywanych w elektrolizie metali. Konstrukcja pręta mocującego katody stałej i połączenia części płytowej katody stałej i pręta mocującego jest dość kłopotliwa, ponieważ aby umożliwić doprowadzenie dużej mocy elektrycznej do części płytowej, materiał pręta mocującego powinien cechować się dużą przewodnością elektryczną, taką jaką posiada miedź, ponieważ kwasoodporną stal cechuje niska przewodność elektryczna i sama nie może zostać wykorzystana do budowy pręta mocującego. W rozwiązaniu znanym z publikacji WO 00/17419 wprowadzono alternatywne metody wytwarzania prętów mocujących katody stałej. Metody te są skomplikowane i/lub wymagają wykorzystania specjalnych urządzeń. W układach wykonanych według sposobów znanych ze stanu techniki, nie zawsze udawało się zapewnić, we właściwy sposób, własności elektroprzewodnictwa, w szczególności w warunkach korozyjnych, które panują w czasie przetwarzania elektrolitycznych metali.

Sposób łączenia elementu osłonowego i elementu rdzeniowego, który ma wysoką przewodność elektryczną, a element osłonowy jest wykonany ze stali szlachetnej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że przy wytwarzaniu wieszakowego pręta na elektrodę, zwłaszcza katodę stałą, elektroprzewodzący element rdzeniowy stanowiący pręt wykonany z miedzi oraz czynnik łączący w postaci elementu łączącego wprowadza się do wnętrza elementu osłonowego, następnie obszar połączenia tych elementów poddaje się obróbce termicznej i tworzy się złącze metalurgiczne brązu cynowego, pomiędzy elektroprzewodzącym elementem rdzeniowym i elementem osłonowym ze stali szlachetnej.

Korzystnym jest, że jako element osłonowy stosuje się element rurowy, którego przynajmniej jeden kraniec jest częściowo zamknięty, przynajmniej w czasie obróbki termicznej.

Korzystnym jest, że łączone ze sobą, element osłonowy i element rdzeniowy, podczas obróbki termicznej utrzymuje się w pozycji poziomej.

Korzystnym jest, że przynajmniej podczas utrzymywania łączonych elementów, elementu osłonowego i elementu rdzeniowego w położeniu poziomym, przed rozpoczęciem obróbki termicznej, wprowadza się do wnętrza elementu osłonowego element łączący umieszczając go na elemencie rdzeniowym.

Korzystnym jest, że łączone elementy, element osłonowy i element rdzeniowy, podczas obróbki termicznej utrzymuje się w położeniu zasadniczo różnym od położenia poziomego.

Zgodnie z wynalazkiem opracowano sposób łączenia elementu rurowego i elementu rdzeniowego, który jest ekonomiczny w odniesieniu do technologii produkcji i dobrze odpowiada wymaganiom zastosowania go do produkcji pręta mocującego dla elektrody, w szczególności katody stałej.

Rozwiązanie według wynalazku posiada kilka unikalnych zalet. Osiągnięto dobre elektroprzewodzące połączenie pomiędzy elementem osłonowym o niższej przewodności elektrycznej i elementem rdzeniowym o wysokiej przewodności elektrycznej. Realizacja sposobu jest prosta, bez konieczności stosowania specjalistycznych urządzeń. Sposób jest odpowiedni do zastosowania w produkcji produktów o wielu różnych rozmiarach, a jednocześnie w produkcji różnych ilości produktów.

Przedmiot wynalazku został objaśniony w korzystnym przykładzie realizacji, na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia etap sposobu według wynalazku przed przyspawaniem drugiej płyty krańcowej, a fig. 2 przedstawia pręt przed etapem obróbki cieplnej.

Wynalazek dotyczy sposobu łączenia elementu rdzeniowego 2 o wysokiej przewodności elektrycznej, z elementem osłonowym 1 wykonanym ze stali szlachetnej. W prezentowanym sposobie elektrolityczny element rdzeniowy 2, taki jak pręt z miedzi oraz czynnik łączący w postaci elementu łączącego 3 są wsuwane do elementu osłonowego 1 cechującego się niższą przewodnością elektryczną. Ponadto, przynajmniej obszar połączenia łączonych ze sobą elementów jest poddany obróbce termicznej, tak aby pomiędzy dobrze przewodzącym elektrycznie elementem rdzeniowym 2 i elementem osłonowym 1 wykonanym ze stali szlachetnej, powstało złącze metalurgiczne. Element łączący 3 jest zasadniczo tak samo długi jak element rdzeniowy 2. Zasadniczo element łączący 3 zawiera korzystnie głównie cynę. Ilość czynnika łączącego w elemencie łączącym 3 jest uzależniona od wielkości przestrzeni pomiędzy elementem osłonowym 1 i elementem rdzeniowym 2, jak również od wielkości powierzchni pomiędzy elementem rdzeniowym i elementem osłonowym, na której powinny zostać ze sobą połączone.

Element osłonowy jest elementem rurowym z przynajmniej jednym krańcem przynajmniej częściowo zamkniętym, przynajmniej podczas obróbki termicznej. Zwykle zamykany jest pierwszy otwarty kraniec elementu osłonowego, przykładowo przez przyspawanie do niego płyty krańcowej 5 po tym jak

PL 197 976 B1 we wnętrzu elementu osłonowego 1 umieszczony zostanie element rdzeniowy 2 i element łączący 3. W przykładzie wykonania przedstawionym na rysunku, także drugi otwór krańcowy elementu osłonowego jest częściowo zamknięty, przykładowo przez przyspawanie do niego płytki krańcowej 5 po umieszczeniu wewnątrz rury elementu rdzeniowego i elementu osłonowego. W tym przypadku na krańcu elementu osłonowego pozostawiono otwór 7, przynajmniej na czas trwania obróbki termicznej. Osiąga się to przykładowo przez pozostawienie górnej krawędzi spoiny spawalniczej 6 drugiej z płyt krańcowych 5 w postaci nieprzyspawanej. Zwykle, części łączone ze sobą utrzymywane są w czasie obróbki termicznej, w pozycji zasadniczo poziomej. Tak więc, cyna topiąc się może penetrować cały obszar połączenia. W czasie obróbki termicznej stopiona cyna wnika w miedź pręta miedzianego pełniącego rolę elementu rdzeniowego 2, tworząc brąz cynowy, który jednocześnie rozpoczyna wnikanie przez wewnętrzną powierzchnię rury wykonanej ze stali szlachetnej pełniącej rolę elementu osłonowego 1. Utworzone zostaje więc metaliczne złącze z brązu cynowego pomiędzy elementem rdzeniowym 2 i elementem osłonowym 1. Zazwyczaj obróbka termiczna jest prowadzona w piecu, w którym temperatura jest podniesiona ponad 900°C.

Według innego korzystnego przykładu wykonania, obróbka termiczna łączonych elementów jest przeprowadzana w położeniu, które jest zasadniczo inne niż położenie poziome. W takim przypadku zamykany jest zwykle kraniec elementu osłonowego, który znajduje się niżej, przynajmniej do wysokości oczekiwanych powierzchni połączenia.

Sposób według wynalazku jest odpowiedni do produkcji prętów podtrzymujących elektrody, w szczególności katody stałej. Termin stal szlachetna oznacza stal nierdzewną lub stal kwasoodporną. Termin miedź oznacza materiał, który zawiera w większości miedź, to jest przynajmniej 50% miedzi.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób łączenia elemento osłonowego i elemento rdzeniowego, który ma wysoką przewodność elektryczną, a element osłonowy jest wykonany ze stali szlachetnej, znamienny tym, że przy wytwarzaniu wieszakowego pręta na elektrodę, zwłaszcza katodę stałą, elektroprzewodzący element rdzeniowy (2) stanowiący pręt wykonany z miedzi oraz czynnik łączący w postaci elementu łączącego (3) wprowadza się do wnętrza elementu osłonowego (1), następnie obszar połączenia tych elementów poddaje się obróbce termicznej i tworzy się złącze metalurgiczne brązu cynowego, pomiędzy elektroprzewodzącym elementem rdzeniowym (2) i elementem osłonowym (1) ze stali szlachetnej.
2. 2. Sposóbwedługzasłrz. 1, znamiennytym, że ł akoelement ostonowy (11 stosujesię element rurowy, którego przynajmniej jeden kraniec jest częściowo zamknięty, przynajmniej w czasie obróbki termicznej.
3. 3. Sposób według zasstz. 1albo 2, znamienny tym, że łączone ze sobą, ostonowy ł(1 i element rdzeniowy (2), podczas obróbki termicznej utrzymuje się w pozycji poziomej.
4. 4. Sposób według zassrz. 3, znamiennytym, że przynajmnie- podczas ujr^^\^rm^^^£^^r1i^£ιł^£^^c^^^c^^rn^^c^^^Ί elementów, elementu osłonowego (1) i elementu rdzeniowego (2) w położeniu poziomym, przed rozpoczęciem obróbki termicznej, wprowadza się do wnętrza elementu osłonowego (1) element łączący (3) umieszczając go na elemencie rdzeniowym (2).
5. 5. Sposóbwedług zas^z. 1 albo 2, znamienny tym, że łączoneelemenny, elemenn cekinowy (11 i element rdzeniowy (2), podczas obróbki termicznej utrzymuje się w położeniu zasadniczo różnym od położenia poziomego.