專利名稱：應(yīng)用于焊機的電解水陽極及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于氫-氧焰焊機的電解水陽極及其制作方法。
長期以來，氣焊方法以氧-乙炔焰焊接為主，該設(shè)備必須在有氧氣供應(yīng)的地區(qū)才能使用，而且乙炔氣體對人體有害，還只能使用單支焊炬。為此，近期研制成功了電解水產(chǎn)生氫、氧氣進行焊接的焊機。但由于焊接工藝的特殊要求，其電解陽極必須在高于一般電解水裝置陽極數(shù)倍的電流密度(不小于23A/dm2)和高溫(不低于80℃)下工作，所以目前只限于采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料制成。中國專利87212134提供了一種水解氫-氧火焰氣焊裝置，其特征之一是水解氫-氧發(fā)生器中的的上、下電極是由呈圓筒形的不銹鋼板制成的。而不銹鋼電極的缺點是材料費用昂貴，電極制作成本高，且不易焊接制作成形，使其應(yīng)用受到一定的限制。
本發(fā)明的目的是為克服不銹鋼陽極的不足，在保證符合焊機工藝要求的前提下，提供一種成本低、焊接制作成形容易，且產(chǎn)氣量還比不銹鋼陽極高的電解水陽極。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的在以低碳鋼為基體的陽極板表面上，用自催化鍍的方法，鍍上含鎳至少90%，均勻致密的鎳磷合金覆蓋層。
下面詳述本陽極的具體制作方法用低碳鋼板焊接成陽極所需的形狀，通過常規(guī)的機械拋光和除油除銹的表面處理工序后，在其上面施行二次自催化鎳-磷合金鍍。第一次鍍液成分有鎳鹽、還原劑、絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑、PH維持劑。各組分的含量為鎳鹽15～30g/l，還原劑8～15g/l，穩(wěn)定劑1～10ppm，絡(luò)合劑按下面任一種情況的摩爾比加入①Ni2+一元有機酸及鹽＝1∶1～1∶4;②Ni2+二元有機酸及其鹽＝1∶1.2～1∶2;③Ni2+三元有機酸及其鹽＝1∶0.2～1∶1，PH維持劑0.5～20g/l，添加量以使鍍液的PH值保持在4～6的范圍內(nèi)為準(zhǔn)。第一次自催化鎳-磷合金鍍的溫度為80～95℃，時間為30～40分鐘。在第一次自催化鎳-磷合金鍍的基礎(chǔ)上再進行第二次自催化鎳-磷合金鍍。第二次鍍液的成份除含鎳鹽、還原劑、絡(luò)合劑、PH維持劑和穩(wěn)定劑外還加入促進劑。各組分的含量為鎳鹽20～40g/l，還原劑20～30g/l，穩(wěn)定劑1～5ppm，促進劑2～20g/l，絡(luò)合劑按下面任一種情況的摩爾比加入①Ni2+一元有機酸及其鹽＝1∶1～1∶4;②Ni2+二元有機酸及其鹽＝1∶1.2～1∶2，③Ni2+三元有機酸及其鹽＝1∶0.2～1∶1。PH維持劑5～20g/l，其添加量以使鍍液的PH值保值在5.5～6.1的范圍內(nèi)為準(zhǔn)。第二次自催化鎳-磷合金鍍的溫度為80～90℃，時間為20～30分鐘。組成鍍液所用的鎳鹽可以是硫酸鎳、氯化鎳、醋酸鎳、碳酸鎳或次磷酸鎳。絡(luò)合劑可用有機酸和有機酸鹽，如檸檬酸、檸檬酸鈉、乳酸、蘋果酸、甘氨酸、乙二胺四乙酸及其鹽、琥珀酸及其鈉鹽等。還原劑主要用次磷酸鈉、亦可用硼氫化鈉、肼及其衍生物、氨基硼烷。PH維持劑用醋酸鈉、丙酸、硼酸、羥基乙酸鈉、琥珀酸、酒石酸及其堿金屬鹽。穩(wěn)定劑用醋酸鉛、氯化鉛、氯化錫、硫化錫及硫脲等。促進劑用堿金屬的氟化物，琥珀酸及其鈉鹽。
本發(fā)明的原理是利用低碳鋼本身的自催化性能實現(xiàn)催化化學(xué)鍍過程，使鍍液中的金屬離子化學(xué)還原在呈催化活性的物體表面上。并選取適當(dāng)?shù)慕j(luò)合劑、還原劑和其他添加劑的配比，使基底金屬出現(xiàn)連續(xù)可控的催化活性，以獲得所要求的金屬鍍層。按照上述工藝方法，經(jīng)過二次自催化鎳-磷合金鍍后，在低碳鋼基體上便形成一個底層細(xì)密、面層有微晶的結(jié)合力良好的鎳-磷合金覆蓋層，從而得到一個電解有效表面積較大的耐高電流密度耐高溫堿蝕的陽極。
下面列舉一個實現(xiàn)本發(fā)明的實施例。
用A3鋼板制作成所需的陽極形狀，經(jīng)過常規(guī)表面處理后進行第一次自鎳化鎳-磷合金鍍。采用的配方和工藝條件為硫酸鎳25g/l，醋酸鈉10g/l，次磷酸鈉15g/l，檸檬酸鈉7g/l，醋酸鉛1ppm，PH＝4.5，溫度為90℃，化學(xué)鍍時間35分鐘，然后將其水洗，用5%鹽酸活化0.5分鐘再水洗后進行第二次自催化鎳-磷合金鍍。采用的配方和工藝條件為硫酸鎳25g/l，次磷酸鈉20g/l，琥珀酸15g/l，蘋果酸20g/l，醋酸鉛3ppm，PH＝5.8，溫度90℃，化學(xué)鍍時間25分鐘。經(jīng)過上述工藝方法處理后便制成一個表面均勻覆蓋有牢固致密的鎳磷合金層的碳鋼體電解水陽極。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點1.采用低碳鋼為陽極基體，材料費用低，易于焊接制作成形，其成本比不銹鋼陽極的成本降低80%;
2.陽極表面對氧氣的超電位較現(xiàn)有的不銹鋼陽極小，提高了電流效率，產(chǎn)氣量可提高4～5%;
3.本陽極較現(xiàn)有的不銹鋼陽極，在相同電流密度下，槽電壓較小，從而降低了焊機的電解能耗。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于焊機的電解水陽極，其特征在于該陽極以低碳鋼板為基體，其表面自催化鍍有含鎳至少90%，均勻致密的鎳磷合金覆蓋層。
2.一種專用于制造焊機的電解水陽極的方法，其特征在于a.用低碳鋼板焊接成陽極形狀，通過常規(guī)的機械拋光和除油除銹的表面處理工序后施行二次自催化鎳-磷合金鍍;b.第一次自催化鎳-磷合金鍍的鍍液成分有鎳鹽、還原劑、絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑、PH維持劑，各組分的含量是鎳鹽15～30g/l，還原劑8～15g/l，穩(wěn)定劑1～10ppm，絡(luò)合劑按下面任一種情況的摩爾比加入;①Ni2+一元有機酸及其鹽＝1∶1～1∶4;②Ni2+二元有機酸及其鹽＝1∶1.2～1∶2;③Ni2+三元有機酸及其鹽＝1∶0.2～1∶1。PH維持劑0.5～20g/l，其添加量以使鍍液PH值保持在4～6的范圍內(nèi)為準(zhǔn);c.第二次自催化鎳-磷合金鍍的鍍液成分除含鎳鹽、還原劑、絡(luò)合劑、PH維持劑和穩(wěn)定劑外還加入促進劑，各組分的含量是鎳鹽20～40g/l，還原劑20～30g/l，穩(wěn)定劑1～5ppm，促進劑2～20g/l，絡(luò)合劑按下面任一種情況的摩爾比加入①Ni2+一元有機酸及其鹽＝1∶1～1∶4;②Ni2+二元有機酸及其鹽＝1∶1.2～1∶2;③Ni2+三元有機酸及其鹽＝1∶0.2～1∶1。PH維持劑5～20g/l，其添加量以使鍍液PH值保持在5.5～6.1的范圍內(nèi)為準(zhǔn);d.第一次自催化鎳-磷合金鍍的溫度為80～95℃，時間為30～40分鐘，第二次自催化鎳-磷合金鍍的溫度為80～90℃，時間為20～30分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征是鎳鹽可以是硫酸鎳、氯化鎳、醋酸鎳、碳酸鎳或次磷酸鎳。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征是絡(luò)合劑可以是有機酸和有機酸鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征是還原劑主要用次磷酸鈉，也可以用硼氫化鈉、肼及其衍生物、氨基硼烷。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征是PH維持劑為醋酸鈉、丙酸、硼酸、羥基乙酸鈉、琥珀酸、酒石酸及其堿金屬鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征是穩(wěn)定劑為醋酸鉛、氯化鉛、氯化錫、硫化錫及硫脲。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征是促進劑為堿金屬氟化物、琥珀酸及其鈉鹽。
9.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征是作為絡(luò)合劑的有機酸和有機酸鹽可用檸檬酸、檸檬酸鈉、乳酸、蘋果酸、甘氨酸、乙二胺四乙酸及其鹽、琥珀酸及其鈉鹽。
全文摘要
一種應(yīng)用于氫-氧焰焊機的電解水陽極。本陽極以低碳鋼板為基體，采用自催化鎳-磷合金鍍的方法制成。不僅可滿足焊接工藝高溫、高電流密度工作條件的要求，而且比現(xiàn)有焊機中使用的不銹鋼陽極成本降低80％，電解水產(chǎn)氣量提高4～5％。
文檔編號C25B11/06GK1042573SQ8910693
公開日1990年5月30日 申請日期1989年8月29日 優(yōu)先權(quán)日1989年8月29日
發(fā)明者鄺鉅熾, 賴興華 申請人:佛山大學(xué), 南?？h南方五金廠