DE10022604A1 - Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kontaktstreifen - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kontaktstiften an metallischen Wänden aus zur Oberflächenoxidation neigenden Materialien, wie beispielsweise Titanblech oder Aluminium, insbesondere zur Erzeugung von Elektrolyseapparaten, soll eine Lösung geschaffen werden, die dafür sorgt, daß das Grundmaterial, z. B. Titanblech, welches selbst keine besonders guten elektrischen Leit- und Kontakteigenschaften besitzt, mit einem Werkstoff beschichtet bzw. versehen wird, der sehr gute elektrische Leitfähigkeit aufweist. DOLLAR A Dies wird dadurch erreicht, daß auf einem Titanblechstreifen zwei Leiterdrähte aus einem elektrisch gut leitenden Material mittels Laser-Preß-Schweißen aufgebracht und die so erzeugten Kontaktstreifen auf dem zu präparierenden Blech, wie an sich bekannt, mittels Laserschweißen befestigt werden.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Herstel­ lung von elektrischen Kontaktstreifen an metallischen Wän­ den aus zur Oberflächenoxidation neigenden Materialien, wie beispielsweise Titanblech oder Aluminium, insbesondere zur Erzeugung von Elektrolyseapparaten.

Ohne daß die Erfindung auf Elektrolyseapparate zur Herstel­ lung von Halogengasen aus wässriger Alkali-Halogenid-Lösung beschränkt wäre, gibt es beispielsweise Probleme bei deren Herstellung, da diese Geräte aus Halbschalen gefertigt wer­ den, die zu Einheiten zusammengefaßt sind und dann zu Pake­ ten zusammengefaßt werden, wobei jeweils Rückwand an Front­ wand positioniert wird und die elektrische Leitung von ei­ ner Wand zur anderen gewährleistet werden muß.

Beispielsweise aus der WO 98/15675 der Anmelderin sind sol­ che Elektrolyseapparate und deren Herstellung bekannt, wo­ bei dort an den miteinander in Berührung stehenden Wänden Kontaktstreifen vorgesehen sind, die im Laserstrahl- Schweißverfahren aufgebracht sind.

Hat diese Herstellungsweise schon erhebliche Vorteile, so besteht ein Problem u. a. darin, daß die Herstellung dieser Streifen vergleichsweise aufwendig ist. So wird beispielsweise ein Nickelblech auf ein Titanblech mittels Spreng­ plattieren aufgebracht, die aus diesem Bimetall bestehenden Platten in Streifen geschnitten und in die Nickelschicht so tiefe Nuten in Längsrichtung eingefräst, daß das darunter liegende Titanblech mit angefräst wird, so daß Nickelstrei­ fen auf einem etwa U-förmigen Titansockel positioniert sind. Diese Streifen werden dann aufgeschweißt.

Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber eine Lösung zu schaffen, die dafür sorgt, daß das Grundmaterial, z. B. das oben erwähnte Titanblech, welches selbst keine besonders guten elektrischen Leit- und Kontakteigenschaften besitzt, mit einem Werkstoff beschichtet bzw. versehen wird, der sehr gute elektrische Leitfähigkeit aufweist, um so optimal leitende Kontaktstreifen zu erzeugen, die überall dort ein­ gesetzt werden können, wo Metalle zum Einsatz kommen, die zur Oberflächenoxidation neigen.

Mit einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird die­ se Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß auf ei­ nem Titanblechstreifen zwei Leiterdrähte aus einem elek­ trisch gut leitenden Material mittels Laser-Preß-Schweißen aufgebracht und die so erzeugten Kontaktstreifen auf dem zu präparierenden Blech, wie an sich bekannt, mittels Laser­ schweißen befestigt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Verfahrensweise wird erreicht, daß die mittels Laser-Preß-Schweißen aufgebrachten Leiter­ drähte z. B. aus Kupfer optimal befestigt werden, ohne daß Oxidschichten zwischen dem Titanblech um dem Kupfer vorhan­ den sind.

In Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Kontaktstreifen aus Titanblech mit CuMn-Drähten im Laser-Preß-Schweißver­ fahren hergestellt wird. Die erfindungsgemäße Vorgehens­ weise ermöglicht die Herstellung kontinuierlich durch Ab­ wickeln der Bleche bzw. Drähte von Coils vorzunehmen.

Je nach Einsatzzweck kann es sinnvoll sein, ein Lötmaterial zusätzlich vorzusehen, wobei dieses Material zweckmäßig auf einer Silberbasis beruht, es kann als Kontaktwerkstoff un­ mittelbar dienen oder als Zwischenschicht zwischen dem Grundmaterial, wie beispielsweise dem Titan, und dem ei­ gentlichen Kontaktwerkstoff, wie z. B. Nickel.

Zweckmäßig werden als Kontaktmaterial Metalle mit Sauer­ stoff bindenden Bestandteilen, wie Mangan oder Aluminium zur Schaffung einer oxidfreien Bindezone eingesetzt.

Die Erfindung sieht auch vor, daß dem Verbinden der Mate­ rialien eine induktive Erwärmung vorgeschaltet wird und/ oder daß die Verbindungszone wie auch die Vorwärmzone unter Schutzgas oder Vakuum zur Verhinderung des Atmosphärenzu­ tritts gehalten wird.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 bis 4 Querschnitte durch einen laser-preß-geschweiß­ ten Kontaktstreifen mit seiner flach auflie­ genden, lasergeschweißten Anbindung an die Ti­ tanrückwand eines Elektrolyseapparates sowie in den

Fig. 5 und 6 Querschnitte als federnde Ausführungsvariante.

Die vereinfacht wiedergegebenen Schnittzeichnungen zeigen allgemein mit 1 bezeichnet die Kontaktstreifen, bestehend aus einem Titanblechstreifen 2 mit aufgeschweißten Kupfer­ drähten 3, wobei diese Kontaktstreifen 2/3 auf einer mit 4 bezeichneten Rückwand eines nicht näher dargestellten Elek­ trolyseapparates mit Hilfe einer kontinuierlichen Laser­ schweißung, Naht 5, befestigt sind, und zwar hier im Be­ reich eines mit 6 bezeichneten Stromsteges, ggf. wiederum aus Titan.

In Fig. 1 ist die Laserschweißung dargestellt, während in Fig. 2 eine Laser-Preß-Schweißung des Kontaktstreifens 2 wiedergegeben ist, die ansonsten funktionell gleichen Teile tragen in den Figuren die gleichen Bezugszeichen.

Anders als in den Fig. 1 und 2 dargestellt, sind in den Fig. 3 und 4 die Kontaktstreifen als querschnittlich recht­ eckige Streifen wiedergegeben, sie tragen hier das Bezugs­ zeichen 3', wobei in Fig. 4 und auch in den Fig. 5 und 6 zusätzlich zwischen den Kontaktstreifen 3 bzw. 3' und dem Titanstreifen 2 ein zusätzliches Lot, allgemein mit 7 be­ zeichnet, vorgesehen ist.

Natürlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So ist die Erfindung nicht auf die hier dargestellten Geometrien eingeschränkt, auch nicht auf einzelne Materialien, wobei die in der Beschreibung er­ wähnten hier besonders zweckmäßig sind.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kontaktstreifen an metallischen Wänden aus zur Oberflächenoxidation neigen­ den Materialien, wie beispielsweise Titanblech oder Alumi­ nium, insbesondere zur Erzeugung von Elektrolyseapparaten, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Titanblechstreifen zwei Leiterdrähte aus ei­ nem elektrisch gut leitenden Material mittels Laser-Preß- Schweißen aufgebracht und die so erzeugten Kontaktstreifen auf dem zu präparierenden Blech, wie an sich bekannt, mit­ tels Laserschweißen befestigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstreifen aus Titanblech mit CuMn-Drähten im Laser-Preß-Schweißverfahren hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung kontinuierlich durch Abwickeln der Ble­ che bzw. Drähte von Coils vorgenommen wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Lötmaterial auf Silberbasis aufgebracht wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktmaterial Metalle mit Sauerstoff bindenden Bestandteilen, wie Mangan oder Aluminium, zur Schaffung einer oxidfreien Bindezone eingesetzt werden.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verbinden der Materialien eine induktive Erwärmung vorgeschaltet wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungszone und/oder die Vorwärmzone unter Schutzgas oder Vakuum zur Verhinderung des Atmosphärenzu­ tritts gehalten wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Vorformung des Grundmaterialstreifens, z. B. in V-Form, ein Kontakt mit Federwirkung erzeugt wird (Fig. 5 und 6).