一种节能型铝电解用阳极导电装置及其制造方法

技术特征：
1.一种节能型铝电解用阳极导电装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取阳极导杆外径，以阳极导杆外径减去过盈量获得轴孔内径；2)以阳极导杆和阳极钢爪的相关性能参数建立铝-钢圆柱面过盈连接设计计算模型，获得过盈量与接触应力关系式；根据铝-钢过盈连接的实际工况，利用有限元分析软件建立铝-钢过盈连接有限元模型，根据实际装配工况设定模型边界条件；3)在相同过盈量的条件下分别获取计算模型的第一平均接触应力值和有限元模型的第二平均接触应力值，计算获取第一应力值与第二应力值的偏差值以验证仿真模型的计算准确性；4)根据实际工况中阳极钢爪和碳块自重g、阳极导杆及阳极钢爪的摩擦系数μ和轴孔内径d0，计算得到最小结合长度l
min
；5)根据1)中轴孔尺寸于阳极钢爪上开设轴孔，再根据最小结合长度l
min
×
(3～500)加工中间铝块，以过盈配合方式通过轴孔将中间铝块装配于阳极钢爪上，将阳极导杆焊接于中间铝块上，再将碳块装配于阳极钢爪上；6)在阳极导杆、中间铝块及阳极钢爪的结合处喷涂金属粉末，以提高铝-钢连接处的结合强度、增大导电面积。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤3)中偏差值与第一平均接触应力值之比低于5％，则仿真模型及第二平均接触应力值可信。3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤4)中最小结合长度需满足：在过盈量下固定阳极导杆后在阳极钢爪及碳块自身重力共同作用下阳极钢爪和阳极导杆不发生相对滑动。4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤5)中可直接在现有型号阳极钢爪的横梁上开设轴孔。5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤5)中可在一体铸造形成的带凸台的阳极钢爪的凸台上开设轴孔。6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤5)中可先在现有型号阳极钢爪的横梁上装配凸台，再在凸台上开设轴孔。7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤5)中可先将阳极导杆下端面打磨后再与中间铝块通过自蔓延焊接的方式进行连接，以实现高效快速全熔化焊接。8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤6)中金属粉末选自铝粉、铜粉或锌粉中的一种或多种。9.一种节能型铝电解用阳极导电装置，其特征在于，根据权利要求1-8任一项所述制造方法制造获得。

技术总结
本发明公开了一种节能型铝电解用阳极导电装置及其制造方法，上述阳极导电装置包括阳极导杆、中间铝块、碳块和阳极钢爪，上述阳极钢爪上开设有轴孔孔，中间铝块与阳极钢爪通过轴孔以过盈配合方式连接，阳极导杆下表面采用焊接的方式连接于中间铝块顶部，最后再对铝-钢连接处喷涂金属粉末。本发明采用过盈配合的连接方式，避免传统铝电解用阳极导电装置的铝-钢异种材料焊接时接头处产生的脆性金属相，且焊缝数量减少，同时结合喷涂技术提高铝钢连接处的结合强度和导电面积，具有压降低、结构简单、连接强度高、便于制造和维修等特点，有明显的经济和社会效益。的经济和社会效益。的经济和社会效益。


技术研发人员：张国栋 李孟钊 周怡成 黄龙 龚寅卿 汪昌顺 李成林 梅青松 杨兵
受保护的技术使用者：武汉大学
技术研发日：2022.06.21
技术公布日：2022/9/13