焊丝电镀生产线的制作方法

1.本实用新型涉及一种焊丝生产技术领域，尤其是涉及一种焊丝电镀生产线。


背景技术：

[0002]“焊丝直线镀槽”应用于在线二氧化碳气保焊丝生产过程中的镀铜工序。该镀铜工序即通过拉丝机拉出的半成品焊丝，通常直径为通常直径为不等，经过清洗后进入“焊丝直线镀槽”，钢丝表面被镀上一层铜膜的过程。
[0003]
图1和图2示出了传统的“焊丝直线镀槽”的结构示意图，从图中可以看出，其基本构成为酸洗槽01、电镀槽02、整流器011、整流器012、硫酸铜存储配制罐03、浓硫酸罐04和添加剂配制罐05。这些传统的“焊丝直线镀槽”的工作流程为：钢丝1进入酸洗槽在整流器011的作用下实现酸洗跟预镀，钢丝进入电镀槽在整流器012的作用下实现电镀铜，在镀铜的过程中需实时的补充硫酸铜溶液、浓硫酸溶液、添加剂及纯水等。这些传统的“焊丝直线镀槽”存在以下几点不足：(1)硫酸铜配制罐内的硫酸铜溶液需定期添加，且此过程为手工操作，不利于工业化生产；(2)硫酸铜配制罐体积庞大，其圆柱状的罐体结构占地、占空间均较大，其中登高作业危险性高、人工作业和操控均不便利；特别是宽度方向上，硫酸铜配制罐与整条生产线并排设置且大致设置在电镀槽的进料端，几乎处于生产线的中部，整个设备的宽度达3060mm，而整条生产线自身宽度仅1/3左右，造成土地的极大浪费；(3)在补酸、补硫酸铜、补添加剂及补水等很多环节都需手工操作。为此，急需提供一种人工参与少、自动化程度高、布局合理、符合高效高质工业化生产的配套生产设备。


技术实现要素：

[0004]
为了解决上述存在的问题，本实用新型提供一种焊丝电镀生产线。
[0005]
本实用新型提供的技术方案如下：
[0006]
一种焊丝电镀生产线，包括酸洗装置、电镀装置、供料槽和补给装置，所述供料槽包括酸液供给槽和镀液供给槽，所述酸液供给槽提供酸液给所述酸洗装置，所述镀液供给槽提供镀液给所述电镀装置，所述电镀装置内设有至少一容腔以盛装固相的镀层金属源作为可溶性阳极，用于对所述电镀装置内镀液中消耗的金属离子的补充，所述补给装置提供物质给所述电镀装置以保持所述电镀装置内镀液中成分含量的稳定性。
[0007]
进一步的，所述补给装置包括补水机构、补酸机构和补添加剂机构，所述焊丝电镀生产线还包括与所述补水机构、所述补酸机构和所述补添加剂机构电连接的控制单元，所述控制单元包括可编程逻辑控制器，控制自动补水、补酸和补添加剂。
[0008]
进一步的，所述焊丝电镀生产线还包括与所述控制单元相连的在线检测单元，所述在线检测单元的检测结果输入所述可编程逻辑控制器的控制界面，控制自动补水、补酸和补添加剂。
[0009]
进一步的，所述在线检测单元的检测结果包括所述电镀装置内镀液的镀层金属离子浓度和ph值及液位。
[0010]
进一步的，所述在线检测单元包括液位计，用以检测所述电镀装置内镀液的液位，实现自动补液功能。
[0011]
进一步的，所述液位计包括高液位计、低液位计和工作液位计，所述高液位计和所述低液位计对所述电镀装置内镀液的过量状态和缺少状态进行预警，所述工作液位计用于控制所述补给装置的运行。
[0012]
进一步的，所述补水机构包括水罐和水位电磁阀，所述水罐通过出水管连通至所述电镀装置，所述水位电磁阀安装在所述出水管上，控制所述水罐与所述电镀装置的连通或不连通。
[0013]
进一步的，所述水位电磁阀与一液位计电连接，所述液位计检测所述电镀装置中镀液的液位并控制所述水位电磁阀的开启和关闭。
[0014]
进一步的，所述补水机构、所述补酸机构、所述添加剂机构中一个或多个设置为长方体结构。
[0015]
进一步的，所述酸洗装置、所述电镀装置和所述补水机构按照生产流水线逆时针布局，所述酸液供给槽、所述镀液供给槽分别设置于所述酸洗装置、所述电镀装置的下方，所述补酸机构和所述补添加剂机构依次排布在所述电镀装置旁侧；其中所述焊丝电镀生产线还包括第一提升泵和第二提升泵，分别用于将所述酸液供给槽的酸液和所述镀液供给槽的镀液抽打入所述酸洗装置和所述电镀装置中。
[0016]
与现有技术相比，本实用新型提供的焊丝电镀生产线简化了装置的构成，去除体积庞大的镀液配制罐，将固相的镀层金属源内装于电镀装置中，通过其的氧化反应以形成对电镀装置内镀液中消耗的金属离子的补充，并结合补给装置供应保持电镀装置内镀液中成分含量的稳定性。本实用新型一方面革新省略了镀层工艺中繁琐的电解质溶液的配制工序，另一方面有效减小了补给装置的空间占用，为优化布局自动化生产线创设了条件。
附图说明
[0017]
图1是传统的“焊丝直线镀槽”的主视结构示意图。
[0018]
图2是图1示出的传统的“焊丝直线镀槽”的俯视结构示意图。
[0019]
图3是本实用新型一具体实施方式中焊丝电镀生产线的主视图。
[0020]
图4是图3所示焊丝电镀生产线的部分构成的俯视图。
[0021]
图5是图3示出的补水机构的右视图。
[0022]
主要元件符号说明：
[0023]
焊丝电镀生产线100
[0024]
酸洗装置10
[0025]
酸液槽11
[0026]
铅板13
[0027]
酸液整流器15
[0028]
进料口17
[0029]
出料口19
[0030]
第一提升泵50
[0031]
电镀装置20
[0032]
镀槽21
[0033]
极板23
[0034]
镀层金属源25
[0035]
电镀整流器27
[0036]
进线口28
[0037]
出线口29
[0038]
第二提升泵60
[0039]
供料槽30
[0040]
酸液供给槽31
[0041]
镀液供给槽33
[0042]
补给装置40
[0043]
补水机构41
[0044]
水罐411
[0045]
出水管413
[0046]
水位电磁阀415
[0047]
补酸机构43
[0048]
补添加剂机构45
[0049]
液位计70
[0050]
焊丝1
[0051]
酸洗槽01
[0052]
电镀槽02
[0053]
整流器011
[0054]
整流器012
[0055]
硫酸铜存储配制罐03
[0056]
浓硫酸罐04
[0057]
添加剂配制罐05
[0058]
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
[0059]
为了能够更清楚地理解本实用新型，实施上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施方式中的特征可以相互组合。
[0060]
在下面的描述中阐述了，便于充分理解本实用新型的实施。所描述的实施方式仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型实施例保护的范围。
[0061]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型实施。
[0062]
本实用新型提供一种焊丝电镀生产线，包括酸洗装置、电镀装置、供料槽和补给装置，所述供料槽包括酸液供给槽和镀液供给槽，所述酸液供给槽提供酸液给所述酸洗装置，所述镀液供给槽提供镀液给所述电镀装置，所述电镀装置内设有至少一容腔以盛装固相的镀层金属源作为可溶性阳极，用于对所述电镀装置内镀液中消耗的金属离子的补充，所述补给装置提供物质给所述电镀装置以保持所述电镀装置内镀液中成分含量的稳定性。该焊丝电镀生产线简化了装置的构成，去除体积庞大的镀液配制罐，将固相的镀层金属源内装于电镀装置中，通过其的氧化反应以形成对电镀装置内镀液中消耗的金属离子的补充，并结合补给装置供应保持电镀装置内镀液中成分含量的稳定性。本实用新型一方面革新省略了镀层工艺中繁琐的电解质溶液的配制工序，另一方面有效减小了补给装置的空间占用，为优化布局自动化生产线创设了条件。
[0063]
下面将结合附图3和附图4对本实用新型的焊丝电镀生产线的结构、构造，并结合实例对运行原理等进行阐述。
[0064]
图3示出了本实用新型的焊丝电镀生产线100，大致为长方体结构布局，包括酸洗装置10、电镀装置20、供料槽30和补给装置40。其中，
[0065]
酸洗装置10，用于采用酸洗工艺对焊丝1进行表面预处理，去除杂质。该酸洗装置10为现有技术，其基本构成包括承装酸液的酸液槽11、交替正负排列的铅板13、供电装置(图未示出)等，铅板13伸入到酸液槽11内腔中与酸液充分接触，供电装置连接铅板13，通入电流，使得焊丝1表面杂质在外加电势的助力下加速在酸液中的化学反应，达到快速酸洗和活化的目的。该酸洗装置10当然还包括进料口17和出料口19，焊丝1自进料口17进入，从出料口19穿引出去，根据实际生产情况，酸洗处理需要一定时长，酸洗装置10多为长方体结构，进料口17和出料口19往往设置在走线方向的始端和末端所在的侧壁，焊丝1可以在张紧状态下连续运行。在一些实施方式中，该酸洗装置10还包括酸洗整流器15，连接供电装置和铅板13，可以将交流电改直流电进行电流输入。
[0066]
电镀装置20，用于对酸洗后的焊丝1表面进行镀层处理。该电镀装置20包括承装镀液的镀槽21、导电辊(图未示出)、极板23和电源(图未示出)等基本构成，通过导电辊给焊丝1供电，焊丝1作为阴极，极板23作为阳极(优选不溶性阳极材料)，镀液作为电解液，电源通入电流后通过电解作用，镀液中带正电的金属离子在焊丝1表面沉积出来，形成镀层。因连续电镀过程会不断消耗镀液中的镀层金属、改变电解液的浓度及有效成分的含量，需要及时补给，才能保证生产加工的正常运行。以硫酸铜镀铜工艺为例，镀液基础成分时硫酸铜和硫酸。硫酸铜用来供给镀液中铜离子，硫酸则能起到预防铜盐水解、提升镀液导电能力和阴极极化作用。镀液中往往还会加入有机物添加剂来调控镀铜速率及镀层与焊丝的结合力。在电镀过程中，镀液中铜离子、酸根离子、添加剂、水不停消耗，镀液成分随之变化，需及时补充。本实用新型基于现有电镀工艺应用设备存在的占地面积大、补液不便于工业化生产等不足，创新改进了电镀装置的基本构成，其在包括承装镀液的镀槽21、导电辊、极板23和电源等基本构成外，在镀槽21内部增设至少一容腔(图未示出)来盛装固相的镀层金属源25，该镀层金属源25能够作为镀液中消耗的金属离子的补充来源。在具体实施方式中，该容腔可以是与镀槽完全连通设置，可以定时定量投放镀层金属源来补充。在另一些实施方式中，该容腔可以是与镀槽部分连通设置，镀层金属源会缓慢逐步反应消耗，源源不断地补充到镀液中。在又一些实施方式中，镀层金属源的补充方式可以是上述两种方式的组合，在此
不作赘述。该镀层金属源的补充方式完全革新了先配制镀液、再补充到镀槽中的方式，该补充方式是一种全新的镀层工艺，将分步进行的多工序进行整合为同步进行，简化了步骤，提高了处理效率，特别是去除了镀液配制罐，从根本上解决了镀液配制罐体积庞大至土地浪费严重、不利于工业生产的不足。需要说明的是，该镀层金属源25可以是固相的金属本身，如铜粉、锌粉等等。可以理解的是，该电镀装置20包括进线口28和出线口29，焊丝1自进线口28进入，从出线口29穿引出去，根据实际生产情况，电镀处理需要一定时长，电镀装置20多为长方体结构，进线口28和出线口29往往设置在走线方向的始端和末端所在的侧壁，焊丝1可以在张紧状态下连续运行。在一些实施方式中，该电镀装置20还包括电镀整流器27，连接电源和极板23与导电辊，可以将交流电改直流电进行电流输入。
[0067]
供料槽30，包括酸液供给槽31和镀液供给槽33。其中，酸液供给槽31提供酸液给酸洗装置10，镀液供给槽33提供镀液给电镀装置20。在具体实施方式中，该焊丝电镀生产线100还包括第一提升泵50和第二提升泵60，分别用于将酸液供给槽31的酸液和镀液供给槽33的镀液抽打入酸洗装置10和电镀装置20中。在具体实施方式中，酸液供给槽31、镀液供给槽33依次排布，分别设置在酸洗装置10、电镀装置20的下方。
[0068]
补给装置40，用于补充镀液被消耗的成分以维持镀液作用的稳定性和有效性。在具体实施方式中，补给装置40包括补水机构41、补酸机构43和补添加剂机构45。在科技快速发展的当下，智能化、自动化生产是生产加工技术发展和必然趋势。为此，本实用新型还设计该焊丝电镀生产线100包括与补水机构41、补酸机构43和补添加剂机构45电连接的控制单元(图未示出)，控制单元包括可编程逻辑控制器，控制自动补水、补酸和补添加剂，完全取代人工作业，降低了工人作业的危险性，符合智能化、自动化工业生产的发展要求。具体来讲，可以通过设置与控制单元相连的在线检测单元，在线检测单元的检测结果输入可编程逻辑控制器的控制界面，控制自动补水、补酸和补添加剂。所谓的在线检测单元的检测结果包括电镀装置内镀液的镀层金属离子浓度和ph值及液位等，可编程逻辑控制器还可以预设相应的参数阈值及其他参数，比如功率、能耗等，在此不再赘述。在一具体实施方式中，在线检测单元包括液位计70，用以检测电镀装置20内镀液的液位，实现自动补液功能。该液位计70包括高液位计、低液位计和工作液位计，高液位计和低液位计对电镀装置内镀液的过量状态和缺少状态进行预警，工作液位计用于控制补给装置的运行。根据图3和图5示出的具体实施方式，该生产线中的补水机构41包括水罐411和水位电磁阀415，水罐411通过出水管413连通至电镀装置20，水位电磁阀415安装在出水管413上，控制水罐411与电镀装置20的连通或不连通。其中，水位电磁阀413与一液位计70电连接，液位计70检测电镀装置20中镀液的液位并控制水位电磁阀415的开启和关闭。在本实施方式中，该液位计70为工作液位计，能够控制水位电磁阀415的开启和关闭，从而实现自动补水。
[0069]
以上所有装置构成了本实用新型的焊丝电镀生产线100的基本组成部分，本实用新型还优化了该生产线的装置布局，如图3所示，本实用新型中酸洗装置10、电镀装置20和补水机构41按照生产流水线逆时针布局，纵长方向上接续排布，主体均大致为长方体结构设计，其中酸液供给槽31、镀液供给槽33分别设置于酸洗装置10、电镀装置20的下方，有效缩短液体的传输路径长短，整体控制提升泵所需配置的能耗；如图4所示，本实用新型中补酸机构43和补添加剂机构45依次排布在电镀装置20旁侧，设置为长方体结构，使得生产线100宽度有效变窄，且该宽度方向的土地资源均得到最大化利用。鉴于资源成本的控制，在
具体实施方式中，补水机构41、补酸机构43、补添加剂机构45中一个或多个设置为长方体结构。作为优选，本实施方式中均设为长方体结构，便于整体布局生产线100的宽度，有效减少土地资源的浪费。本实用新型改进后的焊丝电镀生产线100单独使用时还应包括放卷装置和收卷装置，乃至烘干装置等其他装置，也可以组合应用到其他生产线中，如二氧化碳气保焊丝在线镀铜生产线等。
[0070]
以下实例以钢丝为处理对象，进行镀铜工序，镀液为硫酸铜溶液，下面对该生产线的工作原理进行描述。在实际生产中处理对象也可以是其他金属材质或其他需要酸洗、金属镀膜的材料，也可以是其他金属材质，如锌等，相应的镀液可以是其他成分溶液。
[0071]
如图3或图4所示，该焊丝电镀生产线100的工作流程包括酸洗和镀铜。具体流程：首先，钢丝从右端进入穿过酸洗装置10的酸洗槽11，第一提升泵50将一定浓度的硫酸从酸液供给槽31内抽取打入酸洗槽11，酸洗槽11内安装有正负排列的铅板13，酸洗整流器15通入电流，钢丝在硫酸作用下实现酸洗及活化。其次，钢丝酸洗后进入镀铜装置的镀槽21，镀液供给槽33内的硫酸铜溶液通过第二提升泵60打入镀铜装置内，镀铜整流器工作，铜离子在电极作用下被镀在钢丝表面离开镀槽，此过程铜离子及添加剂不断消耗、硫酸浓度降低，这些物质均需及时补充；有鉴于此，镀槽21内装有铜粒，水、浓硫酸、添加剂均通过补给机构40供给到镀槽21中；其中铜粒与硫酸发生氧化还原反应生成硫酸铜，及时补充钢丝镀铜带走的铜离子；在线设有液位计70监控镀液的液位，通过液位计打开或关闭水位电磁阀进行水的自动补充；而且采用实时化验镀槽内铜离子浓度，ph值、添加剂含量等，输入控制界面，利用plc控制硫酸、添加剂乃至水的自动添加，及时补充消耗的水、硫酸及添加剂等，总之补充量与消耗量相当，维持镀液成分的有效性和稳定性。最后，钢丝经过焊丝电镀生产线的连续自动化作业，完成酸洗、镀层等系列处理过程，获取高质量、镀层均匀的钢丝产品。
[0072]
综上，本实用新型的焊丝电镀生产线取消了镀液配制罐这一庞大设备，为焊丝镀铜工艺的工业化生产创设了条件，节约了占地面积，革新了焊丝电镀层工艺，具有较好的社会效益和经济效益。
[0073]
以上均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种焊丝电镀生产线，其特征在于：包括酸洗装置、电镀装置、供料槽和补给装置，所述供料槽包括酸液供给槽和镀液供给槽，所述酸液供给槽提供酸液给所述酸洗装置，所述镀液供给槽提供镀液给所述电镀装置，所述电镀装置内设有至少一容腔以盛装固相的镀层金属源作为可溶性阳极，用于对所述电镀装置内镀液中消耗的金属离子的补充，所述补给装置提供物质给所述电镀装置以保持所述电镀装置内镀液中成分含量的稳定性。2.如权利要求1所述的焊丝电镀生产线，其特征在于：所述补给装置包括补水机构、补酸机构和补添加剂机构，所述焊丝电镀生产线还包括与所述补水机构、所述补酸机构和所述补添加剂机构电连接的控制单元，所述控制单元包括可编程逻辑控制器，控制自动补水、补酸和补添加剂。3.如权利要求2所述的焊丝电镀生产线，其特征在于：所述焊丝电镀生产线还包括与所述控制单元相连的在线检测单元，所述在线检测单元的检测结果输入所述可编程逻辑控制器的控制界面，控制自动补水、补酸和补添加剂。4.如权利要求3所述的焊丝电镀生产线，其特征在于：所述在线检测单元的检测结果包括所述电镀装置内镀液的镀层金属离子浓度和ph值及液位。5.如权利要求3所述的焊丝电镀生产线，其特征在于：所述在线检测单元包括液位计，用以检测所述电镀装置内镀液的液位，实现自动补液功能。6.如权利要求5所述的焊丝电镀生产线，其特征在于：所述液位计包括高液位计、低液位计和工作液位计，所述高液位计和所述低液位计对所述电镀装置内镀液的过量状态和缺少状态进行预警，所述工作液位计用于控制所述补给装置的运行。7.如权利要求2所述的焊丝电镀生产线，其特征在于：所述补水机构包括水罐和水位电磁阀，所述水罐通过出水管连通至所述电镀装置，所述水位电磁阀安装在所述出水管上，控制所述水罐与所述电镀装置的连通或不连通。8.如权利要求7所述的焊丝电镀生产线，其特征在于：所述水位电磁阀与一液位计电连接，所述液位计检测所述电镀装置中镀液的液位并控制所述水位电磁阀的开启和关闭。9.如权利要求2所述的焊丝电镀生产线，其特征在于：所述补水机构、所述补酸机构、所述添加剂机构中一个或多个设置为长方体结构。10.如权利要求2所述的焊丝电镀生产线，其特征在于：所述酸洗装置、所述电镀装置和所述补水机构按照生产流水线逆时针布局，所述酸液供给槽、所述镀液供给槽分别设置于所述酸洗装置、所述电镀装置的下方，所述补酸机构和所述补添加剂机构依次排布在所述电镀装置旁侧；其中所述焊丝电镀生产线还包括第一提升泵和第二提升泵，分别用于将所述酸液供给槽的酸液和所述镀液供给槽的镀液抽打入所述酸洗装置和所述电镀装置中。

技术总结
本实用新型涉及一种焊丝电镀生产线，包括酸洗装置、电镀装置、供料槽和补给装置，所述供料槽包括酸液供给槽和镀液供给槽，所述酸液供给槽提供酸液给所述酸洗装置，所述镀液供给槽提供镀液给所述电镀装置，所述电镀装置内设有至少一容腔以盛装固相的镀层金属源作为可溶性阳极，用于对所述电镀装置内镀液中消耗的金属离子的补充，所述补给装置提供物质给所述电镀装置以保持所述电镀装置内镀液中成分含量的稳定性。本实用新型简化了装置的构成，将固相的镀层金属源内装于电镀装置中来供给补充镀液中消耗的金属离子；革新省略了镀层工艺中繁琐的电解质溶液的配制工序，有效减小了补给装置的空间占用，为优化布局自动化生产线创设了条件。了条件。了条件。


技术研发人员：盛遵义 彭新荣
受保护的技术使用者：江苏效玄机电科技有限公司
技术研发日：2021.10.15
技术公布日：2022/3/8