CN1198969C - 电解槽单元及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明以容易发现焊接缺陷和提高电解槽单元的制造效率为目的，电解槽单元的制造方法具有以下工序：在阴极板表面配置隔离材料，焊接其上端边和左端边，形成气液分离室的工序；阳极相同工序；在阴极板的表面配置阴极加强筋，在背面上把复合板配置在和各加强筋对应的位置，同时焊接，使阳极板的背面重叠在阴极板的背面上，在阳极板的表面把阳极加强筋配置在和复合板对应的位置的工序；在阳极板也同时进行相同的工序；和向形成于阴极板的法兰部和阳极板的法兰部间的空间填装框架材料的工序。

Description

电解槽单元及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种电解槽单元，构成用于电解碱金属氯化物水溶液，生成氯和碱金属氢氧化物的复极式电解槽。
另外，本发明还涉及最适合制造该电解槽单元的焊接技术。
背景技术
关于使用离子交换膜法电解食盐水溶液等碱金属氯化物水溶液的复极式电解槽，以往曾提出了多种，例如，特开昭51-43377号、特开昭58-71382号、特开昭62-96688号、特开平5-9770号、特开平9-95792号、特开平10-158875号、特开2000-26987号等。
图25是表示这些现有复极式电解槽使用的电解槽单元的典型例的概略截面图。
现有的电解槽单元100具有阳极室104，该阳极室104由平锅状阳极板101、配置在阳极板101表面上的阳极加强筋102、和与阳极加强筋102的端面相连接的阳极103组成。上述阳极板101、阳极加强筋102、以及阳极103分别由耐蚀性优良的钛构成。
另外，具有阴极室108，该阴极室108由平锅状阴极板105、配置在阴极板105表面上的阴极加强筋106、和与阴极加强筋106的端面相连接的阴极107组成。上述阴极板105、阴极加强筋106、以及阴极107分别由耐碱性优良的镍和不锈钢、铁、铁-镍合金等(以下称“镍等”)构成。
在阴极板105的背面和阳极板101的背面之间，配置通过***压接钛层109和镍(或铁)层110而形成的复合板，分别焊接钛层109-阳极板101之间以及镍层110-阴极板105之间。
因为直接焊接钛和镍有困难，所以在其之间夹放这种复合板111。
在阳极板101的上部配置由钛组成的截面为L型的隔离材料112，形成阳极气液分离室113。在该隔离材料112的水平面上，形成用于确保液体及气体在与阳极室104之间流通的开口114。
在阴极板105的上部也配置由镍等组成的截面为L型的隔离材料115，形成阴极气液分离室116。在该隔离材料115的水平面上，形成用于确保液体及气体在与阴极室108之间流通的开口118。
在阳极加强筋102和阴极加强筋106上均形成贯通孔119、120，以确保液体及气体向横方向的流通。
在阳极板101和阴极板105的周边部位均形成弯曲成钩状的法兰部121、122，在阳极法兰部121和阴极法兰部122之间的空间中，安装着由不锈钢等组成的加强用框架材料123。此时，各法兰部121、122的前端边扣合在框架材料123的槽里。
图25仅图示了上下2个框架材料123、123，但实际上在电解槽单元100的左右也安装着2个框架材料。
上述框架材料123中，在配置于下端的框架材料上形成有和阴极室连通的贯通孔，在该贯通孔处安装着液体供给用喷嘴124。另外，虽图中未表示，但在该框架材料123上形成有和阳极室连通的贯通孔，在该贯通孔处也安装着液体供给用喷嘴。
具有上述结构的电解槽单元100，如图26所示，使各单元100的阴极107和阳极103相对置地在横方向上并列配置多个。在阳极103和阴极107之间，安装阳极密封部件125、阳离子交换膜126、和阴极密封部件127，并利用未图示的压力机进行加压固定。
但是，向各电解槽单元100的阴极喷嘴124供给纯水，向阳极喷嘴供给精制盐水，向阳极103和阴极107之间施加规定的直流电压时，由于电解反应在阳极室104产生氯气和稀盐水，在阴极室108产生氢气和苛性钠的水溶液。
到达阳极和阴极各气液分离室113、116的电解生成物，分别通过未图示的排出喷嘴被引导到外部。
采用该离子交换膜法的食盐电解工艺，和使用石棉的隔膜法及水银法比，具有给环境造成的恶劣影响小的优点。
根据图27～图32，说明现有的电解槽单元100的制造工序。
首先，如图27所示，在通过折弯加工和焊接形成的阴极板105的表面105a上，利用未图示的工装卡具校准配置多个阴极加强筋106，使用正交点焊机焊接各阴极加强筋106的伸出部106a与阴极板的表面105a。
另外，利用手工作业Tig焊接各阴极加强筋106的下端106b与阴极板105的内壁面105b的接触部分。
然后，如图28所示，把上述阴极板105翻过来，在其背面105c上按一定间隔校准配置多个复合板111，利用正交点焊机焊接两者之间。之后，在各复合板111之间配置由金属板条组成的加强部件128，并通过Tig焊接固定在阴极板的背面105c。
之后，如图29所示，阳极板101的背面被重叠在上述阴极板的背面105c上。该阳极板101和阴极板105同样也是通过折弯加工和焊接而形成的，具有和阴极板相同的纵横尺寸。
继而，如图30所示，向阴极板105和阳极板101的钩状法兰部121、122之间，以井字形顺序***框架材料123。
另外，利用点焊机从正面侧焊接各复合板111和阳极板101的背面之间。
然后，如图31所示，在阳极板101的表面101a，利用未图示的工装卡具校准配置多个阳极加强筋102，使用正交点焊机焊接各阳极加强筋102的伸出部102a与阳极板101。
另外，利用手工作业Tig焊接各阳极加强筋102的下端102b和阳极板101的内壁面101b的接触部分。
然后，在形成于阳极板101的法兰部121上的缺口部129上，Tig焊接排出箱130。排出箱130连接着排出喷嘴131。
盖上L型隔离材料112，Tig焊接隔离材料112的上端边112a和左端边112b、右端边112c与阳极板101的法兰部121之间，同时Tig焊接下端边112d和阳极板的表面101a，形成阳极气液分离室113。
之后，把阳极板101及阴极板105的结合体翻过来，使阳极板的表面105a朝上(省略图示)，和阳极同样，在法兰部122的缺口部132上焊接排出箱133和排出喷嘴134，同时焊接L型隔离材料115，形成阴极气液分离室116。
然后，如图32所示，在下端框架材料123的贯通孔处，安装阴极供给喷嘴124和阳极供给喷嘴135。
另外，阳极加强筋102的端面覆盖着阳极103(钛制多孔板或网状体)，利用多点焊机焊接两者之间。
进而，在阴极板106的端面覆盖阴极107(镍制多孔板或网状体)，利用多点焊机焊接两者之间，由此完成了电解槽单元100。
上述的现有电解槽单元100的制造工序中，存在很多的焊接工序。一般，勿庸置疑，焊接工序越多，就越费工时，而且也增加了以焊接不良为起因的漏液的危险性。
从电解槽单元100的用途来看，各焊接处是绝对不允许漏液的，但是，如上所述，现有制造方法是在早期阶段***框架材料123，并使阳极板101和阴极板105一体化，所以具有不能有效发现焊接不良部位的问题。
即，在阳极隔离材料112的上端边112a等和阳极板101的法兰部121之间的焊接部位，或阴极隔离材料115的上端边115a等和阴极板105的法兰部122之间的焊接部位，尽管是容易产生因焊接缺陷造成龟裂和气孔的部位，但由于在焊接时已经把框架材料123***法兰部121、122之间，所以从内侧根本不能进行检查，不得不依赖于从表面进行的检查。阳极加强筋的下端102b和阳极板的内壁面101b之间的焊接，也会产生相同的问题。
根据现有的电解槽单元100的制造方法，如上所述，是在早期阶段***框架材料123，使阳极板101和阴极板105一体化，并在该处装配了排出箱130、133和隔离材料112、115，所以在完成之前，需要把一体化的阴极板105和阳极板101翻过来几次，搬运上有问题。阳极板101和阴极板105虽然仅是厚约1mm～数mm左右的薄板，但是其纵横尺寸分别为1.2m×2.4m，或者这之上，所以双方加起来还是相当重的。
本发明就是为了解决现有电解槽单元的制造工序中的上述问题而研究出来的，其目的在于，通过改善电解槽单元的自身结构和制造工序，使焊接缺陷容易被发现，减少焊接部位，同时通过对焊接方法及焊接***的研究，提高电解槽单元的制造效率。
发明的公开
为实现上述目的，权利要求1记载的电解槽单元的制造方法，具有以下工序：在周边形成法兰部的第1板的表面配置隔离材料，把该隔离材料的至少一部分焊接到第1板的法兰部上，形成气液分离室的工序；在周边形成法兰部的第2板的表面配置隔离材料，把该隔离材料的至少一部分焊接到第2板的法兰部上，形成气液分离室的工序；在上述第1板的表面配置多个第1加强筋，焊接第1板的表面和各加强筋之间的工序；在上述第1板的背面配置多个复合板，焊接第1板的背面和各复合板的一面之间的工序；重叠上述第1板的背面和第2板的背面，焊接第2板的背面和上述复合板的其他面之间的工序；在上述第2板的表面配置多个第2加强筋，焊接第2板的表面和各加强筋之间的工序；和向形成于上述第1板的法兰部和第2板的法兰部间的空间填装框架材料的工序。
上述第1板及第2板中的任一方为阳极板，另一方对应阴极板。
根据该制造方法，在向第1板及第2板的法兰部之间填装框架材料之前，进行隔离材料和法兰部之间的焊接，所以从法兰部的背面能可靠观察焊接部位。该隔离材料和法兰部之间的焊接多采用手工Tig焊接，根据焊工的技能，容易产生精度离散性，所以能从背面检查有无龟裂和气孔，对品质维持是极为有效的。另外，发现焊接不良时，可以在早期阶段进行处理，所以能把损失控制在最小限度。
以往，为防止在板上焊接加强筋和隔离材料的过程中出现板变形，在早期阶段填装框架材料，以稳定电解槽单元的形状的方式较受重视。但是，即使在不填装框架材料的状态下，通过采取“反变形”和“冷模”对策，也能充分抑制板的热变形(通过填装框架材料使第1板和第2板一体化后，由于另一方的板的妨碍，使得反变形和冷模对策的实施变得困难)，而且还有能在早期阶段可靠检测焊接不良的重大优点。另外，在填装框架材料之前，还有以一块板的单位进行移动和检查的优点。
权利要求2记载的电解槽单元的制造方法，具有以下工序：在周边形成法兰部的第1板的表面配置隔离材料，把该隔离材料的至少一部分焊接到第1板的法兰部上，形成气液分离室的工序；在周边形成法兰部的第2板的表面配置隔离材料，把该隔离材料的至少一部分焊接到第2板的法兰部上，形成气液分离室的工序；在上述第1板的表面配置多个第1加强筋，在第1板的背面把多个复合板配置在和各加强筋对应的位置，同时实现第1板的表面和各加强筋间的焊接、以及第1板的背面和复合板一面间的焊接的工序；将第2板的背面重叠在上述第1板的背面，在第2板的表面把多个第2加强筋配置在和焊接于上述第1板的背面的复合板对应的位置，同时实现第2板的表面和各加强筋间的焊接、以及第2板的背面和复合板的另一面间的焊接的工序；和向形成于上述第1板的法兰部和第2板的法兰部间的空间填装框架材料的工序。
根据该制造方法，把第1加强筋和复合板定位成夹着第1板而对置的状态，从而可以同时实现第1加强筋-第1板-复合板间的焊接。另外，把第2加强筋和复合板定位成夹着第2板而对置的状态，从而可以同时实现第2加强筋-第2板-复合板间的焊接。因此，能够显著减少焊接工时。
这种场合时的焊接方法，例如，可以利用电容储能式凸焊。
权利要求3记载的电解槽单元的制造方法，具有以下工序：在周边形成法兰部的第1板的表面配置隔离材料，把该隔离材料的至少一部分焊接到第1板的法兰部上，形成气液分离室的工序；在周边形成法兰部的第2板的表面配置隔离材料，把该隔离材料的至少一部分焊接到第2板的法兰部上，形成气液分离室的工序；在上述第1板的表面配置多个第1加强筋，同时，在第1板的背面把多个复合板配置在和各加强筋对应的位置，将第2板的背面重叠在上述第1板的背面，在第2板的表面把多个第2加强筋配置在和上述复合板对应的位置，同时实现上述第1板的表面和各加强筋间的焊接、第1板的背面和复合板的一面间的焊接、第2板的背面和复合板的另一面间的焊接、以及第2板的表面和各加强筋间的焊接的工序；和向形成于上述第1板的法兰部和第2板的法兰部间的空间填装框架材料的工序。
根据该制造方法，把第1加强筋和复合板定位成夹着第1板而对置的状态，同时，把第2加强筋和复合板也定位成夹着第2板而对置的状态，从而可以同时实现第1加强筋-第1板-复合板间的焊接、第2加强筋-第2板-复合板间的焊接。因此，能够显著减少焊接工时。
权利要求4记载的电解槽单元的制造方法，其特征在于，在上述第1板的表面配置第1加强筋时，把各加强筋的前端部嵌合到预先形成在上述隔离材料上的多个开口中，然后进行第1板的表面和各加强筋间的焊接，同时，在上述第2板的表面配置第2加强筋时，把各加强筋的前端部嵌合到预先形成在上述隔离材料上的多个开口中，然后进行第2板的表面和各加强筋间的焊接。
结果，隔离材料通过各加强筋被固定成朝向板表面的状态。所以，能够省略隔离材料和板的表面间的焊接。
权利要求5记载的电解槽单元的制造方法，其特征在于，在向形成于上述第1板的法兰部和第2板的法兰部间的空间填装全部框架材料前，向第1板的背面和第2板的背面间的空间***加强部件。
如上所述，本发明涉及的电解槽单元的制造方法，是在通过复合板焊接第1板和第2板之后，再填装框架材料，在填装框架材料之前，第1板和第2板之间在某种程度上已经稳定，所以能够向两板的背面间的空间***加强部件。***该加强部件后，第1板和第2板的周边被框架材料阻塞，所以即使不进行特别固定，加强部件也不会脱落。
与此相对，现有方法是在焊接第1板和第2板之前填装框架材料，所以为防止加强部件在中途脱落，需要在一板的背面进行Tig焊接，自然耗费工时，还有因焊接缺陷产生漏液的危险。
权利要求6记载的电解槽单元的制造方法，其特征在于，在上述第1板和第2板的表面分别配置隔离材料之前，在各隔离材料上焊接排出箱。
如上所述，现有方法是通过填装框架材料使两方一体化之后，在各板的表面直接焊接排出箱，再用隔离材料盖在其上，所以要确认排出箱与板间的焊接不良时，另一板形成障碍，具有不能从背面进行检查的问题。如果不能发现该部分的焊接不良，在电解槽工作时，就会产生向板背面漏液的问题。
与此相对，如果按上面所述，把排出箱焊接在隔离材料一侧，就能在把隔离材料焊接到板上之前的灵活阶段进行充分的检查。另外，万一发现焊接不良时，因为发生在焊接到板上之前，所以能把损失控制在最小限度。此外，也能充分确保贴冷模的空间，所以能充分抑制焊接时的热变形。
权利要求7记载的电解槽单元的制造方法，其特征在于，上述框架材料中，在配置于电解槽单元的上端和下端的框架材料的各自对应位置处形成贯通孔，把各框架材料填装到形成于上述第1板的法兰部和第2板的法兰部间的空间，之后，从上述贯通孔向第1板的背面和第2板的背面间的空间穿入拉杆，使该拉杆的上端和上端框架材料接合，同时，使该拉杆的下端和下端框架材料接合。
权利要求8记载的电解槽单元，具有：周边形成法兰部的第1板；与第1板的表面电连接的多个第1加强筋；与各加强筋电连接的第1电极；周边形成法兰部的第2板；与第2板的表面电连接的多个第2加强筋；以及与各加强筋电连接的第2电极，通过使上述第1板的背面和第2板的背面间通过复合板电连接，同时，向形成于上述第1板的法兰部和第2板的法兰部间的空间填装框架材料而形成，其特征在于，上述框架材料中，在配置于电解槽单元的上端和下端的框架材料的各自对应位置处形成贯通孔，从该贯通孔向阴极板的背面和阳极板的背面间的空间穿入拉杆，使该拉杆的上端和上端框架材料接合，同时，使该拉杆的下端和下端框架材料接合。
在电解槽工作时，由于原料液和电解生成物的重量而产生向下的负荷，如上所述，现有方法是把各加强筋的下端Tig焊接在板的内壁面，防止电解槽单元的弯曲变形。但是，把多个加强筋手工焊接到板的内壁面的作业非常费时间，而且焊接部位是和原料液等直接接触的部分，万一产生焊接不良时，会直接导致漏液。
与此相对，如上所述，如果把拉杆穿入到第1板和第2板的背面间，把其上端和下端分别固定到上端框架材料和下端框架材料上，可以用上端框架材料支撑施加于下端框架材料的负荷，不需要焊接各加强筋和板的内壁面间。而且，拉杆被配置在不和原料液接触的位置，所以，例如在上端框架材料和下端框架材料的接合部位产生焊接不良等时，也完全没有发展到漏液的危险。
权利要求9记载的电解槽单元，具有：第1板；与第1板的表面电连接的多个第1加强筋；与各加强筋电连接的第1电极；第2板；与第2板的表面电连接的多个第2加强筋；以及与各加强筋电连接的第2电极，通过使上述第1板的背面和第2板的背面间通过复合板电连接而形成该电解槽单元，其特征在于，通过把设在第1金属板上的多个切入部分进行折弯加工，形成上述第1加强筋，同时，通过在该金属板的其他部分穿设多个贯通孔，使上述第1电极和第1加强筋形成为一体，通过折弯加工设在第2金属板上的多个切入部分，形成上述第2加强筋，同时，通过在该金属板的其他部分穿设多个贯通孔，使上述第2电极和第2加强筋形成为一体。
结果，具有可以省略各加强筋和电极间的焊接工序的优点。
权利要求10记载的电解槽单元，具有：第1板；与第1板的表面电连接的多个第1加强筋；与各加强筋电连接的第1电极；第2板；与第2板的表面电连接的多个第2加强筋；以及与各加强筋电连接的第2电极，使上述第1板的背面和第2板的背面间通过复合板电连接而形成该电解槽单元，其特征在于，利用电容储能式凸焊连接至少上述第1板的表面和第1加强筋间、以及上述第2板的表面和第2加强筋间。
利用热影响小而接合强度高的电容储能式凸焊方法来连接各部分，可以获得既能维持必要的强度，又能把整体热变形量控制到极小范围的电解槽单元。
权利要求11记载的电解槽单元，具有：第1板；与第1板的表面电连接的多个第1加强筋；与各加强筋电连接的第1电极；第2板；与第2板的表面电连接的多个第2加强筋；以及与各加强筋电连接的第2电极，上述第1加强筋及第2加强筋分别具有液体和气体流通路径，使上述第1板的背面和第2板的背面间通过复合板电连接而形成该电解槽单元，其特征在于，上述第1加强筋具有：接触第1电极的直线状电极接触部；从该电极接触部呈梳齿状突出的多个隔离物；各隔离物间的间隙；以及把各隔离物前端折弯形成的板接触部，上述第2加强筋具有：接触第2电极的直线状电极接触部；从该电极接触部呈梳齿状突出的多个隔离物；各隔离物间的间隙；以及把各隔离物前端折弯形成的板接触部。
权利要求12记载的电解槽单元用加强筋，其特征在于，具有：接触电极的直线状电极接触部；从该电极接触部呈梳齿状突出的多个隔离物；各隔离物间的间隙；以及把各隔离物前端折弯形成的板接触部。
各加强筋的隔离物形成梳齿状，在各隔离物间存在间隙。因此，即使不穿设开口，把加强筋的板接触部焊接到板表面时，各隔离物间的间隙即构成气液的流通路径。
而且，如果把各隔离物的宽度设定得约等于隔离物间的间隙，从原料板切出加强筋时，一个加强筋的隔离物构成另一个加强筋的间隙，另一个加强筋的隔离物构成一个加强筋的间隙，可以高效切出。
权利要求13记载的焊接方法，将层叠配置的第1焊接对象物、第2焊接对象物及第3焊接对象物之间接合起来，其特征在于，至少在上述第1焊接对象物上形成向第2焊接对象物突出的突起部，使第1电极接触第1焊接对象物表面的突起形成部位，同时，使第2电极接触第3焊接对象物的背面，在向两电极间施加规定压力的状态下，施加对电容充电的直流电压，由此同时实现第1焊接对象物的突起部和第2焊接对象物表面间的焊接，以及第2焊接对象物的背面和第3焊接对象物表面间的焊接。
通过把第1加强筋作为第1焊接对象物，把第1板作为第2焊接对象物，把复合板作为第3焊接对象物，即可同时实现“第1板的表面-第1加强筋”间的焊接，以及“第1板的背面-复合板的一面”间的焊接。
另外，通过把第2加强筋作为第1焊接对象物，把第2板作为第2焊接对象物，把复合板作为第3焊接对象物，即可同时实现“第2板的表面-第2加强筋”间的焊接，以及“第2板的背面-复合板的另一面”间的焊接。
根据该焊接方法，如上所述，可以同时接合电解槽单元的主要构成部件，即加强筋-板-复合板间(所谓的3层同时焊接)，自然可以简化制造工序，对焊接对象物的热影响小，所以能够把板的热变形控制到最小限度，还具有容易接合厚度不同的部件的特性，可以说是最适合于制造电解槽单元的焊接方法。
但是，该焊接方法本身并不限定于电解槽单元的制造，也可应用于其他接合目的。
权利要求14记载的焊接方法，将层叠配置的第1焊接对象物、第2焊接对象物、第3焊接对象物、第4焊接对象物及第5焊接对象物接合起来，其特征在于，至少在上述第1焊接对象物上形成向第2焊接对象物突出的突起部，使第1电极接触第1焊接对象物表面的突起形成部位，同时，使第2电极接触第5焊接对象物的背面，在向两电极间施加规定压力的状态下，施加对电容充电的直流电压，由此同时实现第1焊接对象物的突起部和第2焊接对象物表面间的焊接、第2焊接对象物的背面和第3焊接对象物表面间的焊接、第3焊接对象物的背面和第4焊接对象物表面间的焊接、以及第4焊接对象物的背面和第5焊接对象物表面间的焊接。
通过把第1加强筋作为第1焊接对象物，把第1板作为第2焊接对象物，把复合板作为第3焊接对象物，把第2板作为第4焊接对象物，把第2加强筋作为第5焊接对象物，即可同时实现“第1板的表面-第1加强筋”间的焊接，“第1板的背面-复合板的一面”间的焊接，“第2板的表面-复合板的另一面”，以及“第2板的背面-第2加强筋”间的焊接。
根据该焊接方法，可以进行所谓的5层同时焊接，可以进一步简化电解槽单元的制造工序。
但是，该焊接方法本身并不限定于电解槽单元的制造，也可应用于其他接合目的。
权利要求15记载的焊接方法，将层叠配置的第1焊接对象物、第2焊接对象物、第3焊接对象物、第4焊接对象物及第5焊接对象物接合起来，其特征在于，至少在上述第1焊接对象物上形成向第2焊接对象物突出的突起部，并在第5焊接对象物上形成向第4焊接对象物突出的突起部，使第1电极接触第1焊接对象物表面的突起形成部位，同时，使第2电极接触第5焊接对象物的背面的突起形成部位，在向两电极间施加规定压力的状态下，施加对电容充电的直流电压，由此同时实现第1焊接对象物的突起部和第2焊接对象物表面间的焊接、第2焊接对象物的背面和第3焊接对象物表面间的焊接、第3焊接对象物的背面和第4焊接对象物表面间的焊接、以及第4焊接对象物的背面和第5焊接对象物的突起部间的焊接。
此时，通过把第1加强筋作为第1焊接对象物，把第1板作为第2焊接对象物，把复合板作为第3焊接对象物，把第2板作为第4焊接对象物，把第2加强筋作为第5焊接对象物，即可同时实现“第1板的表面-第1加强筋”间的焊接，“第1板的背面-复合板的一面”间的焊接，“第2板的表面-复合板的另一面”间的焊接，以及“第2板的背面-第2加强筋”间的焊接。
权利要求16记载的焊接方法，将层叠配置的第1焊接对象物、第2焊接对象物、第3焊接对象物及第4焊接对象物接合起来，其特征在于，至少在上述第1焊接对象物上形成向第2焊接对象物突出的突起部，使第1电极接触第1焊接对象物表面的突起形成部位，同时，使第2电极接触第4焊接对象物的背面，在向两电极间施加规定压力的状态下，施加对电容充电的直流电压，由此同时实现第1焊接对象物的突起部和第2焊接对象物表面间的焊接、第2焊接对象物的背面和第3焊接对象物表面间的焊接、以及第3焊接对象物的背面和第4焊接对象物表面间的焊接。
通过把第1加强筋作为第1焊接对象物，把第1板作为第2焊接对象物，把复合板作为第3焊接对象物，把第2板作为第4焊接对象物，即可同时实现“第1板的表面-第1加强筋”间的焊接，“第1板的背面-复合板的一面”间的焊接，以及“第2板的表面-复合板的另一面”间的焊接。
根据该焊接方法，可以进行所谓的4层同时焊接。根据电解槽单元的结构，也有省略一个加强筋的形成，在板的背面直接接合金属板条等电极的，在这种场合时该方法也有效。
但是，该焊接方法本身并不限定于电解槽单元的制造，也可应用于其他接合目的。
权利要求17记载的焊接方法，其特征在于，以权利要求13～16的任一项记载的焊接方法为前提，当第2焊接对象物和第3焊接对象物材质不同时，通过调整施加到两电极间的电压值，即可控制第3焊接对象物对第2焊接对象物的熔深量。
例如，第3焊接对象物是复合板的铁层，第2焊接对象物是镍制阴极板时，铁熔入镍中的熔深如果过深，会析出到阴极板的表面，与阴极室内的碱发生反应，产生腐蚀危险。
因此，通过增减施加到第1电极和第2电极间的电压值，可以有效控制第3焊接对象物(铁)的熔深量。
通过降低施加的电压值，有可能减弱第1焊接对象物和第2焊接对象物间的接合强度，此时，通过调整突起部个数和间距、形状等，可以确保必要的接合强度。
权利要求18记载的焊接方法，其特征在于，以权利要求15记载的焊接方法为前提，使形成于上述第1焊接对象物的突起部的结构和形成于第5焊接对象物的突起部的结构不同。
例如，第1焊接对象物是镍制阴极加强筋，第2焊接对象物是镍制阴极板，第3焊接对象物是具有镍等层和钛层的复合板，第4焊接对象物是钛制阳极板，第5焊接对象物是钛制阳极加强筋时，镍侧和钛侧的最佳焊接条件不同。
这种情况时，通过把施加的电压值和由两电极产生的加压力设定为最适合于不易接合的钛侧的数值，同时，调整设于钛侧的突起部个数和形状、尺寸(高度、直径)、间距等，可以防止过度熔融。
权利要求19记载的焊接***，具有：焊机；支撑层叠的多个焊接对象物，并使它们向XY方向移动必要量的XY支撑台；控制上述焊机和XY支撑台的动作的控制装置；和反变形装置，对于上述焊接对象物中的至少1个，使其在和因焊接产生的变形方向相反的方向产生变形，该焊接***的特征在于，上述焊机具有：按规定压力加压焊接对象物并可上下移动的上部电极；可上下自由移动地配置的下部电极；和向两电极间供给焊接电流的电容器，上述反变形装置具有：第1接触部件；和与该第1接触部件成对的第2接触部件，通过用第1接触部件和第2接触部件从两侧夹持焊接对象物，使该焊接对象物发生弯曲。
该焊接***具有上述的反变形装置，所以能够抵消焊接过程中的热变形，最适合于电解槽单元的加强筋-板-复合板间的焊接。
而且，由于采用电容储能式焊机，所以通过在焊接对象物上形成突起部，可以实现3层同时接合或5层同时接合。
权利要求20记载的焊接***，其特征在于，在上述上部电极和下部电极的至少一个上设有空洞，具有向该空洞内循环供给冷却水的冷却水通路；和冷却机。
结果，可以在焊接的同时冷却焊接部位，有效排除焊接过程中的热变形。
附图的简要说明
图1是表示本发明涉及的复极式电解槽单元的概略截面图。
图2是表示阴极气液分离单元的制造工序的立体图。
图3是表示阳极气液分离单元的制造工序的立体图。
图4是表示在阴极板的表面配置阴极气液分离装置和阴极加强筋，同时，在背面配置复合板的状态的立体图。
图5是表示接合阴极加强筋和阴极板的表面间、以及阴极板的背面和复合板的镍层间的状态的局部放大截面图。
图6是表示由于交流点焊时施加的大电压，复合板一侧金属的熔深过多时的状态的放大截面图。
图7是表示通过采用电容储能式凸焊，控制复合板一侧金属的熔深的放大截面图。
图8是表示在阳极板的表面配置阳极气液分离装置和阳极加强筋，同时，把背面重叠在阴极板的背面的状态的立体图。
图9是表示接合阳极加强筋和阳极板的表面间、以及阳极板的背面和复合板的钛层间的状态的局部放大截面图。
图10是表示向阴极板的背面和阳极板的背面填装加强部件后，向两板的法兰部间以井字形顺序***棒状框架材料，然后使拉杆贯通上端框架材料和下端框架材料的状态的平面图。
图11是表示设于阴极板的背面上的复合板、加强部件、以及拉杆的位置关系的局部截面图。
图12是表示位于阴极板和阳极板的背面间的拉杆的位置关系的概略截面图。
图13是表示在阴极加强筋的端面配置阴极的状态的平面图。
图14是表示接合阴极加强筋-阴极板-复合板-阳极板-阳极加强筋的状态的局部放大截面图。
图15是表示现有加强筋结构的平面图。
图16是表示本发明涉及的电解槽单元的加强筋结构的平面图。
图17是表示电极和加强筋形成为一体的实例的平面图。
图18是表示电极和加强筋形成为一体的实例的局部放大截面图。
图19是表示本发明涉及的焊接***的整体构成的示意图。
图20是表示在一对焊机之间配置了XY支撑台的状态的平面图。
图21是表示在板的上下两面配置了一对料箱的状态的截面图。
图22是表示用一对料箱夹持板的上下两面使其弯曲的状态的截面图。
图23是表示在板的上下两面配置其他料箱的状态的截面图。
图24是表示焊机的上部电极以及支撑它的电极棒的内部结构的截面图。
图25是表示现有电解槽单元的概略截面图。
图26是表示现有电解槽单元的使用实例的概略截面图。
图27是表示现有电解槽单元的制造工序的平面图。
图28是表示现有电解槽单元的制造工序的平面图。
图29是表示现有电解槽单元的制造工序的平面图。
图30是表示现有电解槽单元的制造工序的平面图。
图31是表示现有电解槽单元的制造工序的平面图。
图32是表示现有电解槽单元的制造工序的平面图。
实施发明的最佳方式
图1是表示本发明涉及的复极式电解槽单元10的概略截面图。
该电解槽单元10具有阳极室14，该阳极室14由平锅状阳极板11、配置在阳极板11表面上的阳极加强筋12、和与阳极加强筋12的端面相连接的阳极13构成。上述阳极板11、阳极加强筋12、以及阳极13分别由耐蚀性优良的钛构成。
另外，具有阴极室18，该阴极室18由平锅状阴极板15、配置在阴极板15表面上的阴极加强筋16、和与阴极加强筋16的端面相连接的阴极17组成。上述阴极板15、阴极加强筋16、以及阴极17分别由耐碱性优良的镍等构成。
在阴极板15的背面和阳极板11的背面之间，配置通过***压接钛层和镍层或通过辊轧接合形成的复合板43，分别焊接钛层43b-阳极板11之间以及镍层43a-阴极板15之间。
在阳极板11的上部配置由钛组成的截面为L型的隔离材料19，形成阳极气液分离室20。
在该隔离材料19的水平面21上，形成用于确保液体及气体在与阳极室14之间流通的切口22。阳极加强筋12的前端突起部12a被嵌合在该切口22中。
另外，在隔离材料19的水平面21上焊接气液分离板23。
在阴极板15的上部也配置由镍等构成的截面为L型的隔离材料24，形成阴极气液分离室25。在该隔离材料24的水平面26上，形成用于确保液体及气体在与阴极室18之间流通的切口27。阴极加强筋16的前端突起部16a被嵌合在该切口27中。
在阳极加强筋12和阴极加强筋16上均形成开口28、29，以确保液体及气体向横方向的流通。
在阳极板11和阴极板15的周边部均形成弯曲成钩状的法兰部30、31，在阳极法兰部30和阴极法兰部31之间的空间，填装着由不锈钢等构成的加强用框架材料32。填装时，各法兰部30、31的前端边扣合在框架材料32的槽里。
图1仅图示了上下2个框架材料32、32，实际上在电解槽单元10的左右也安装着2个框架材料。
上述框架材料32中，在配置于下端的框架材料上形成有和阴极室18连通的贯通孔33，在该贯通孔33上安装着原料供给用喷嘴34。
另外，虽图中未表示，但在该框架材料32上形成有和阳极室14连通的贯通孔，在该贯通孔处也安装着原料供给用喷嘴。
在位于上端和下端的框架材料32上分别形成有拉杆穿入用贯通孔，这将在后面详细叙述。
下面，根据图2～图8，说明上述电解槽单元10的制造方法。
首先，如图2所示，在截面为L型的阴极隔离材料24的一端设置缺口35，通过Tig焊接把镍制排出箱36连接在此处，同时，在排出箱36的前端开口36a处安装镍制排出喷嘴36，形成阴极气液分离单元38。该排出箱36用于把积存在气液分离室25内的液体和气体排出到外部，所以需要与隔离材料24气密接合。
在上述隔离材料24上，沿着弯曲线按相等间隔预先形成多个切口27。
如图3所示，在截面为L型的阳极隔离材料19的一端设置和上述相同的缺口，通过Tig焊接把钛制排出箱39连接在此处，同时，在排出箱39的前端开口处安装钛制排出喷嘴40，形成阳极气液分离单元41。
在上述隔离材料19上，沿着弯曲线按相等间隔预先形成多个切口22。
在阳极气液分离单元41的水平面21上焊接上述气液分离板23。该气液分离板23是使钛制板材23a和金属板条23b接合在一起而成的。
然后，如图4所示，把镍板切成规定形状后，进行必要的折弯加工或冲压加工，Tig焊接三者的角部，由此形成周边具有折弯成钩状的法兰部31的平锅状阴极板15。
该阴极板15的尺寸，例如被设定为横2.4m、纵1.2m、深3cm。
在法兰部31的一边形成缺口42。
在上述阴极板15的表面，首先接合阴极气液分离单元38。此时，气液分离单元38的排出箱36被定位成从缺口42向外突出。
然后，Tig焊接隔离材料24的上端边24a和左端边24b、以及阴极板15的上端法兰部31a和左端法兰部31b。此时，隔离材料24的下端边24c不被焊接到阴极板15的表面15a，只保持接触状态。
焊接后，通过从背面检查阴极板15的上端法兰部31a和左端法兰部31b，可以检测因焊接产生的龟裂和气孔。
之后，在阴极板15的背面15b上按一定间隔配置多个复合板43，同时，在表面15a上按一定间隔配置数目和复合板43相同的阴极加强筋16，利用所谓的电容储能式凸焊将阴极加强筋16的板接触部16b和阴极板的表面15a间、及阴极板15的背面15b和复合板43的镍层43a间接合。
图5是表示电容储能式凸焊工序的放大图，通过校准工装卡具44把复合板43定位配置在阴极板的背面15b，同时，把阴极加强筋16定位配置在表面15a。
在各阴极加强筋的板接触部16b上，通过冲压加工，预先形成向阴极板的表面15a突出的突起部45。把各突起部45和复合板43的镍层43a配置在夹着阴极板15的分隔壁而对置的位置。下部电极46b的前端面接触复合板43的钛层43b。
在该状态下，下降电容储能式焊机的上部电极46a，向阴极加强筋的板接触部16b施加规定压力并通电，通过基于突起部45和阴极板间的接触电阻的焦耳热和加压力，突起部45瞬间熔融，完成阴极加强筋的板接触部16b和阴极板的表面15a间的焊接。同时，复合板的镍层43a和阴极板的背面15b间也通过基于接触电阻的发热而熔敷。
普通交流式点焊机可以利用升压变压器，使在一定通电时间中产生高电压而进行焊接，与此相对，电容储能式焊机具有使电容器储存的大电流瞬间流过的结构，能够在极短时间内在局部使焊接材料发热，可以做到高效焊接。
此外，所流过的电流稳定，不易产生分流(电流通过已完成焊接、电阻降低的部分泄漏出去，阻碍有效进行电阻焊接的现象)，所以具有焊接品质均一的特性。
如上所述，在焊接对象部件上预先形成突起部，通过焊接时的发热和前端为扁平状的电极的加压力，破坏突起并进行焊接的方式称为“凸焊”。
通过使用电容储能式焊机来进行该凸焊，如上所述，一次焊接动作可以同时完成“阴极加强筋的板接触部16b和阴极板的表面15a间的焊接”、和“阴极板的背面15b和复合板的镍层43a间的焊接”。
发热是在局部瞬时产生的，所以对其他部分的热影响小，具有可以把阴极板15的热变形控制在最小限度的优点，以及由于分流影响少，能够实现较小间距的多点焊接的优点。
利用现有的交流型点焊方法，并不是不能实现多层同时焊接。
但是，阴极加强筋的板接触部16b、阴极板15、和复合板43的厚度各不相同，为了同时焊接这些部件，需要流过一定时间的焊接电流。由于该流过一定时间的焊接电流所产生的热影响，使阴极板15急剧变形，焊接后需要设置大量的修正工序，因此现实中不易采用。
复合板43的材质和阴极板15的材质相同的情况暂且不论，当复合板43为铁，阴极板15为镍时，由于以大电压的施加为起因的熔深过深，会产生品质劣化问题。
即，如图6的放大图所示，施加大电压，进行“复合板111的铁层111a和阴极板105”间的点焊、以及“阴极板105和阴极加强筋106”间的点焊时，复合板111的γ-铁深深地进入阴极板105内，当阴极板105的厚度薄时，就会产生其一部分析出到表面的现象。该铁接触阴极室108内的强碱环境产生腐蚀，成为漏液的原因。
当然，如果使用上述的具有优良耐碱性的镍层110的复合板111，可以消除因熔深过深使耐久性降低的问题，但是，考虑到成本，现实情况是要求使用具有铁层111a的复合板111。
与此相对，通过使用上述的电容储能式焊机，同时，在阴极加强筋的板接触部16b形成突起部45，可以解决上述问题。
即，通过在突起部45施加压力和瞬间流过大的焊接电流，能够可靠接合板厚差异大的阴极加强筋16和阴极板15。
另外，对电容充电的电压控制为较低的结果是，如图7所示，可以把复合板43的铁层111c的熔深控制得较浅。
因此，在上述阴极板15的隔壁厚度为1.0mm，阴极加强筋的板接触部16b的厚度为1.5mm，复合板43的铁层厚度为3.3mm时，利用下述焊接条件即电极间压力：500～1000kgf、电压：200～500V、电流：30～60kA，进行焊接时，可以确保各焊点具有约600kg母材强度以上的抗拉强度，作为电解槽单元，能够实现充分的接合强度。
上述突起部45的形状除圆形外，还可以是椭圆形、矩形。圆形时，例如形成直径3mm、高0.8mm。
对形成于阴极加强筋的各板接触部16b上的突起部45的个数，不做特别限定，但是，例如优选以10mm间隔形成2个突起。
上述的阴极加强筋16-阴极板15-复合板43间的焊接完成后，即形成阴极组件α。
把阴极加强筋16配置在阴极板的表面15a时，阴极加强筋16的前端突起部16a被***气液分离单元38的切口27内，并接触切口27的内面(参照图1)。在该状态下，阴极加强筋16被焊接固定在阴极板15上，所以气液分离单元38通过多个阴极加强筋16被按压在阴极板的表面15a方向。因此，如上所述，隔离材料的下端边24c即使不焊接在阴极板的表面15a，也能充分确保强度。
另外，阴极加强筋16的后端16c和阴极板15的内壁面15c之间未焊接，而是形成一定间隙，个中道理将在后面详细叙述。
然后，如图8所示，把钛板切为规定形状后，通过实施必要的折弯加工，Tig焊接三者的角部，即形成周边具有弯曲成钩状的法兰部30的平锅状阳极板11。
该阳极板11的尺寸，例如被设定为横2.4m、纵1.2m、深3cm。
在法兰部30的一边形成缺口。
在上述阳极板11的表面11a上，通过接合图3所示的阳极气液分离单元41，形成阳极组件β。
此时，气液分离单元的排出箱39被定位成从缺口向外突出。
然后，Tig焊接隔离材料19的上端边19a和左端边19b与阳极板11的上端法兰部30a和左端法兰部30b间。此时，隔离材料19的下端边19c不被焊接到阳极板的表面11a，只保持接触状态。
焊接后，通过从背面检查阳极板11的上端法兰部30a和左端法兰部30b，可以检测因焊接产生的龟裂和气孔。
之后，使阳极模板β和阴极模板α合为一体。首先，按图示把阴极模板α翻过来，使阳极板的背面11b重叠到阴极板的背面15b上。
在阳极板的表面11a上按一定间隔配置数目和复合板43相同的阳极加强筋12，利用和上述相同的电容储能式凸焊将阳极加强筋12的板接触部12b和阳极板的表面11a间、及阳极板11的背面11b和复合板的钛层43b间接合。
图9是表示该电容储能式凸焊工序的放大图，通过校准工装卡具44把阳极加强筋12定位配置在阳极板的表面11a。
在各阳极加强筋12的板接触部12b上，通过冲压加工，预先形成向阳极板的表面11a突出的突起部45。把各突起部45和复合板的钛层43b配置在夹着阳极板11的隔壁而对置的位置。下部电极46b的前端面接触阴极加强筋的板接触部16b。
在该状态下，下降电容储能式焊机的上部电极46a，施加规定压力并通电，突起部45瞬间熔融，完成阳极加强筋的板接触部12b和阳极板的表面11a间的焊接，同时，复合板43的钛层43b和阳极板的背面11b间的焊接也完成。
把阳极加强筋12配置在阳极板的表面11a上时，阳极加强筋12的前端突起部12a被***气液分离单元41的切口22内，并接触切口22的内面(参照图1)。在该状态下，阳极加强筋12被焊接固定在阳极板11上，所以气液分离单元41通过多个阳极加强筋12被按压在阳极板11的表面方向。因此，如上所述，隔离材料的下端边19c即使不焊接在阳极板的表面11a，也能充分确保强度。
另外，阳极加强筋的后端12c和阳极板11的内壁面11c之间，和上述阴极同样未焊接，而是形成一定间隙。
如图10所示，在阴极板15的背面和阳极板11的背面之间，填装着由金属板条等组成的多个加强部件47。即，在阴极板15的背面和阳极板11的背面之间，在未配置复合板43的部分(各复合板43间的间隙)形成空间。
从上方或下方向该空间滑动***具有和复合板43基本相同厚度的加强部件47。
但是，并不是向所有空间填装加强部件47，空余出几个空间，用来填装后述的拉杆。
然后，按照图示，向阳极板11及阴极板15的钩状法兰部30、31之间，以井字型顺序***4个棒状框架材料32，阴极模板α和阳极模板β被牢靠地接合在一起。
按图11所示，在4个框架材料32中，上端框架材料32a和下端框架材料32b各形成2个穿入拉杆48用的贯通孔49。
在填装框架材料32后，2个拉杆48被从上端框架材料32a的贯通孔49***(参照图10)，各拉杆48的下端48a贯通下端框架材料32b，并被引导到外部。该拉杆48的上端48b保持突出在上端框架材料32a的外部的状态。各拉杆的上端48b及下端48a通过Tig焊接，分别和上端框架材料32a及下端框架材料32b接合。
该拉杆48由厚度和复合板43及加强部件47基本相等的不锈钢等金属制方材构成，被***到阴极板15和阳极板11的背面间的上述空间(未配置复合板43及加强部件47的部位)。
以往，通过复合板43接合阴极板15和阳极板11之前，已填装框架材料32，在该填装框架材料32时，需要固定加强部件47，防止其错位脱落，所以把各加强部件47 Tig焊接在阴极板的背面15b。
与此相对，上述方法是在填装框架材料32之前，通过复合板43焊接阴极板的背面15b和阳极板的背面11b之间，结果，可以向形成于阴极板的背面15b和阳极板的背面11b间的狭窄空间***加强部件47，能够省略焊接工时。
即，如图11所明示的那样，在各加强部件47的左右，配置复合板43和拉杆48，在其上下最后配置框架材料32，所以即使不用焊接进行牢靠固定，也不会产生极端的错位。
配置该加强部件47的作用是，防止因施加到阴极板15和阳极板11表面上的压力使两者变形，所以在电解槽工作时变成加压状态，不会产生错位。
另外，未必非要按上面所述，在各加强部件47***完成后，不必填装所有的框架材料32，可以预先填装几个框架材料32，在从上端或下端***加强部件47后，再填装剩余的框架材料32。
通过上述拉杆48，下端框架材料32b被吊起到上端框架材料32a的方向，所以在电解槽工作时，即使原料液被供给到阴极室18内和阳极室14内，因其重量施加了向下方向的负荷时，也可以有效防止下端框架材料32b的弯曲变形。
现有结构是，通过把阴极加强筋的下端和阳极加强筋的下端Tig焊接到阴极板和阳极板的内壁面，利用阴极加强筋和阳极加强筋来吊起该负荷。因此，焊接部位非常多，自然制造工时多，但更深刻的问题是有因焊接不良造成漏液的危险。
与此相对，如上所述，通过使用拉杆48，不需要进行阴极加强筋的下端16c和阳极加强筋的下端12c与阴极板的内壁面15c和阳极板的内壁面11c的焊接，不仅能大幅度减少焊接部位，还可以完全消除因焊接不良发生漏液的可能性。
即，如图12所示，在电解槽单元10的构造上，拉杆48被安装在完全不流入液体的阴极板的背面15b和阳极板11的背面11b间。因此，例如即使拉杆48的上端48b和下端48a的焊接部位有问题时，也不会牵涉到漏液。
拉杆48的个数不必限定为2个，可以根据电解槽单元10的大小和拉杆48的材质、厚度等适宜增减。
最后，如图13所示，向阴极加强筋16的端面焊接由镍制冷胀合金构成的阴极17，同时，向阳极加强筋12的端面焊接由钛制冷胀合金构成的阴极13，向下端框架材料32b的贯通孔连接阴极喷嘴34和阳极喷嘴50，由此完成电解槽单元10。
以上对“阴极加强筋16-阴极板15-复合板43(镍层43a)”间的焊接(3层同时焊接)、和“阳极加强筋12-阳极板11-复合板43(钛层43b)”间的焊接(3层同时焊接)以个别实例进行了说明，但通过使用电容储能式凸焊方法，也可以一次进行“阴极加强筋16-阴极板15-复合板43-阳极板12-阳极加强筋11”间的焊接(5层同时焊接)。
即，如图14所示，通过校准工装卡具44，把阴极加强筋16校准配置在阴极板的表面15a，把阳极加强筋12校准配置在阳极板的表面11a，把复合板43校准配置在阴极板15和阳极板11间。
自然，也可以夹着阴极板15和阳极板11，把阴极加强筋的板接触部16b、复合板43、和阳极加强筋的板接触部12b配置在对应位置。
另外，通过冲压加工，在阴极加强筋的板接触部16b和阳极加强筋的板接触部12b上分别形成突起部45。虽图示被省略，但根据情况也可以在复合板43上形成突起部。下部电极46b的前端面接触阳极加强筋的板接触部12b。
在该状态下，下降电容储能式焊机的上部电极46a，按规定压力对阴极加强筋的板接触部16b加压并通电，各突起部45瞬间熔融，一次完成阴极加强筋的板接触部16b-阴极板的表面15a间、阴极板的背面15b-复合板43的镍层43a间、复合板43的钛层43b-阳极板的背面11b间、阳极板的表面11a-阳极加强筋的板接触部12b间的焊接。
以下，说明5层同时焊接的实施例。
[实施例1]
(1)阴极加强筋的构成
材质→镍
厚度→1.5mm
突起部个数→每1个板接触部1个
突起部高度→0.8mm
突起部直径→7.0mm
(2)阴极板的构成
材质→镍
厚度→1.0mm
(3)复合板的构成
材质→镍层+钛层
镍层厚度→1.0mm
钛层厚度→1.0mm
(4)阳极板的构成
材质→钛
厚度→1.0mm
(5)阳极加强筋的构成
材质→钛
厚度→1.5mm
突起部个数→每1个板接触部0个
(6)焊接条件
焊接电压→360V
加压力→440kg
变压比→30∶1
(7)焊接后的抗拉强度
504～647kg
[实施例2]
(1)阴极加强筋的构成
材质→镍
厚度→1.5mm
突起部个数→每1个板接触部1个
突起部高度→0.8mm
突起部直径→7.0mm
(2)阴极板的构成
材质→镍
厚度→1.0mm
(3)复合板的构成
材质→不锈钢层(SUS316)+钛层
不锈钢层厚度→3.0mm
钛层厚度→0.5mm
(4)阳极板的构成
材质→钛
厚度→1.0mm
(5)阳极加强筋的构成
材质→钛
厚度→1.5mm
突起部个数→每1个板接触部1个
突起部高度→0.3mm
突起部直径→7.0mm
(6)焊接条件
焊接电压→400V
加压力→440kg
变压比→30∶1
(7)焊接后的抗拉强度
584～871kg
[实施例3]
(1)阴极加强筋的构成
材质→镍
厚度→1.5mm
突起部个数→每1个板接触部1个
突起部高度→0.8mm
突起部直径→7.0mm
(2)阴极板的构成
材质→镍
厚度→1.0mm
(3)复合板的构成
材质→铁层+钛层
铁层厚度→3.3mm
钛层厚度→0.7mm
(4)阳极板的构成
材质→钛
厚度→1.0mm
(5)阳极加强筋的构成
材质→钛
厚度→1.5mm
突起部个数→每1个板接触部1个
突起部高度→0.3mm
突起部直径→7.0mm
(6)焊接条件
焊接电压→440V
加压力→440kg
变压比→30∶1
(7)焊接后的抗拉强度
760～1066kg
如上所述，实施例1～实施例3中的任一个都达到了母材强度以上的抗拉强度，作为电解槽单元，可以实现足够的接合强度。
下面，详细说明该实施方式使用的阴极加强筋16和阳极加强筋12的形状。
阴极加强筋16和阳极加强筋12是为了在阴极17和阴极板15间、或阳极13和阳极板11间形成一定空间而配置的，至少需要具有与电极的接触部、与板表面的接触部，以及用于确保两接触部间有一定距离的隔离物。另外，为了确保原料液和电解生成物向横方向流通，需要确保隔离物上有适当开口。此外，为了能使用点焊机进行自动焊接，与板的接触部优选形成具有一定面积的法兰形状。
考虑以上情况的结果是，现有的加强筋60，如图15所示，具有直线状的电极接触部61、和具有规定高度的板状隔离物62，把该隔离物62的一边沿虚线折弯形成法兰状的板接触部63。另外，通过在隔离物62上穿设开口64，形成了液体和气体的流通路径。
与此相对，本发明涉及的电解槽单元10的加强筋65(阴极加强筋16和阳极加强筋12)，如图16所示，具有直线状的电极接触部66，和从该电极接触部66以梳齿状突出的多个隔离物67，通过把各隔离物67的前端沿虚线折弯，得到形成法兰状板接触部68的结构。另外，由于把隔离物67作成了梳齿状，所以把各板接触部68固定到板的表面上时，通过各隔离物67、67间的间隙，自然形成气液的流通路径。
该加强筋65的最大特征是，如上所述，把隔离物67作成了梳齿状，所以能够高效地从原料板70切出加强筋。即，如图16所明示的那样，从原料板70上切出1个加强筋65，自然地就形成另一个加强筋65，可以不浪费地利用原料板70。如果把隔离物67的宽度和间隙作成相等尺寸，切出一个加强筋65时，可以切出基本相同形状的另一个加强筋65。
与此相对，现有的加强筋60在从原料板70上切出必要高度后，切除开口64来形成气液流通路径，不仅需要多道切割工序，而且从该开口64切出的部分完全成了余料。
根据图15和图16的对比可以明确，从面积相同的原料板70切出具有相同高度的加强筋时，可以确保得到4块梳齿状加强筋65，而现有结构的加强筋60只能得到2块。
另外，通过采用该梳齿状加强筋，可以进一步减少焊接时的分流。
电容储能式焊机的原有特性是，在短的通电时间内完成焊接，不易产生分流，而采用梳齿状电极时，到相邻焊点的导电距离必然变长，所以从低电阻值的焊接完成部位不易产生电流泄漏(分流)。
因此，通过缩小加强筋接触部之间的间距，增加焊点，容易获得加强筋整体的接合强度。
上述实例说明的是分别形成电极和加强筋，在制造工序的最后阶段把两者焊接在一起，但如果开始就把两者作成一体，可以进一步简化制造工序。
图17就是这样的一个实例，在由钛和镍等组成的金属板71的表面形成多个“コ”状(相当于长方形的3边的形状)切口，把各缺口部分72沿第1虚线73(相当于长方形的剩余边)向约垂直方向折弯，同时，沿第2虚线74向水平方向折弯，从而形成图18所示的具有隔离物75和法兰状板接触部76的加强筋78。
另外，在金属板71的剩余部分穿设多个贯通孔79，从而形成电极80。
切口形状并不限定于上述形状，例如，也可以是“U字”形状或“V字”形状。
在上述板接触部76上通过冲压加工预先形成突起部45，把焊接电极从通过折弯上述切口部分72而形成的开口81导入，即可利用上述的电容储能式凸焊一次实现板接触部76和板表面15a间的焊接，以及板背面15b和复合板43间的焊接。
如果在上述切口部分间设置规定的间隙82，可以确保气液在各隔离物75、75间的横方向流通路径83。
下面，参照图19～图22，说明高效实现上述电容储能式凸焊的焊接***。
首先，该焊接***84具有图19所示的对置配置的一对电容储能式焊机85a、85b。
各焊机85a、85b具有：柱部86；从该柱部86的上端水平伸出的上腕部87；从下端水平伸出的下腕部88；设置在上腕部87前端的上部电极89；和设置在下腕部88前端的下部电极90。
在上部电极89的后端连接着汽缸91，从未图示的压缩机接受所供给的压缩空气，从而实现上部电极89的上下移动。也可以代替汽缸91，利用伺服电机的驱动力使上部电极89上下移动。
在下部电极90的后端设置有上下驱动单元92，利用内部的伺服电机及圆头螺栓的驱动，来实现下部电极90的上下移动。
在上部电极89和下部电极90上，分别通过导电路径93、94连接未图示的电容器。各导电路径93、94具有对应上部电极89和下部电极90的上下移动而变形的伸缩部95、96。
如图20所示，在各焊机85a、85b之间配置XY支撑台97，该XY支撑台97通过未图示的伺服电机及圆头螺栓的驱动力，使支撑框架99沿着导轨98在XY方向上自由移动。
上述焊机85a、85b及XY支撑台97根据具有CPU、存储器和输入输出单元的控制装置140的指令，控制其动作。
在上述XY支撑台97的支撑框架99内安装着作为焊接对象的板(阳极板11或阴极板15，)，同时进行加强筋(阳极加强筋12或阴极加强筋16)和复合板43的焊接，此时，如图21所示，利用一对料箱144a、144b从上下夹持板142，施加反变形。
即，上部料箱144a具有隔着规定间隔配置成梳齿状的多个接触板146，各接触板146的高度被设定成从左右端部向中心渐减的形式。下部料箱144b也具有隔着规定间隔配置成梳齿状的多个接触板146，各接触板146的高度被设定成从左右端部向中心渐增的形式。
在具有这种构成的上部料箱144a和下部料箱144b之间配置板142，在从上下夹持的状态下固定两料箱144a、144b，利用各接触板146的顶面按压板142的表面(加强筋148、148间)和背面(复合板150、150间)，即形成图22所示的弓状弯曲变形。
为了便于图示，图22中仅描画了板142、配置在板142表面的加强筋148和配置在背面的复合板150，省略了工装卡具，而实际上是和图5所记载的相同，利用工装卡具44把加强筋148和复合板149按固定间距进行配置和固定。另外，在各加强筋148上预先形成突起部。在各接触板146上形成躲避该工装卡具44的缺口(省略图示)。
以下，说明使用上述焊接***84的焊接顺序。
首先，向控制装置140的存储器内存储用于控制各焊机85a、85b及XY支撑台97的动作的程序。该程序的设定项目包括：有关各加强筋148、148间的间距和焊点间距(突起部间距)的信息，和施加电压值等。
然后，在XY支撑台97的支撑框架99上安装用上下料箱144a、144b夹持的板142。
此点，操作者按下启动开关，XY支撑台97向必要方向移动必要量，把各焊机85a、85b的上部电极89和下部电极90定位在板142上的基准点。在该XY支撑台97移动期间，下部电极90通过上下移动单元92的驱动被下降到最下端位置，所以不会卡住下部料箱144b的接触板146和工装卡具等。
在到达上述基准点的时候，下部电极90开始上升，并在接触复合板150时停止。上述板142被施加微弱电压，利用下部电极90的接触检测到已导通，控制装置140确认下部电极90  到达复合板150。
然后，根据来自控制装置140的驱动指令，上部电极89下降，按规定压力加压突起部，同时瞬时施加对未图示的电容充电的直流电压。
结果，加强筋148和板142被焊接，同时也完成了板142和复合板150间的焊接。
之后，上部电极89上升，同时下部电极90下降后，XY支撑台97的支撑框架99向必要方向移动必要量，在上部电极89和下部电极90之间配置下一个焊接部位。按和上述相同的要领，完成该焊接部位的焊接。
控制装置140按预先设定在存储器内的焊点间距驱动XY支撑台97，在完成最后焊接部位的焊接时，使XY支撑台97移动到原点位置，结束焊接工作。
如上所述，利用两料箱144a、144b的接触板146向板142预先施加反变形，可以有效抵消焊接过程中的热变形。
因此，在焊接结束后，打开料箱144a、144b，取出板142时，基本不存在变形，可以省略对热变形的修正工序。
焊接过程中产生的热变形的程度因焊点数量和板142及加强筋148的材质、厚度、施加电压值等而有变动，所以需要对应各焊接对象，把逆变形的程度调整为最适合量。具体讲，通过变更属于料箱144a、144b的接触板146的高度变化形式，使板142的弯曲度和弯曲方向达到最佳状态。
上述料箱144a、144b具有高度向中心渐增至渐减的多个接触板146，各接触板146被配置得平行于加强筋148和复合板150，但也可以利用其他料箱，向板142施加逆变形。
图23是其中的一例，上部料箱152a具有配置在正交于各加强筋148的方向上的接触板154a(图23中仅描画了1块接触板154a，但实际上按规定间隔配置了多个接触板154a)。各接触板154a的高度分别从左右两端向中心渐减。另外，各接触板154a具有躲避加强筋148的缺口156。
与此相对，下部料箱152b具有配置在正交于各复合板150的方向上的多个接触板154b。各接触板154b的高度分别从左右两端向中心渐增。另外，各接触板154b具有躲避加强筋148的缺口156。
利用具有该接触板154a、154b的两料箱152a、152b从上下按压板142，使各接触板154a、154b的前端接触板142的表面，使其产生弯曲。
上述说明的是利用料箱144a、144b和152a、152b，使板142向长方向上弯曲的实例，但逆变形的方向并不限定于此。
即，根据焊接时实际产生的热变形的方向，也可以使板142向短方向上弯曲，或使其向长方向和短方向上同时弯曲。此时，需要准备具有能使板142的中央部浮起的构造的接触板的料箱。
通过从上下向加强筋148和复合板150按压专用的接触板，不仅板142，也可以使加强筋148和复合板150同时弯曲。
此外，通过对料箱和工装卡具的结构进行研究，该焊接***84不仅能进行加强筋148-板142-复合板150的3层同时焊接的情况，还可适用于第1加强筋-第1板-复合板-第2板-第2加强筋的5层同时焊接。
如上所述，该焊接***84与交流点焊机比，使用热变形小的电容储能式焊机85a、85b，而且使用料箱144a、144b(或料箱152a、152b)向各板142预先施加逆变形，所以能够把焊接后的热变形控制到最小限度。
另外，在上部电极89内流通冷却水，使上部电极89在焊接后短暂接触焊点，从而可以主动减少热变形。
图24是表示上部电极89及支撑它的电极棒158的内部结构的截面图，在上部电极89和电极棒158的内部设有空洞160，以穿入冷却水供给管162。
该冷却水供给管162的前端在上部电极89的前端附近有开口。另外，被折弯成L型的后端通过设于电极棒158上的导入孔164，可以取出到外部。
在导入孔164的下方设有排出孔166，向该排出孔166穿入排水管168。
从设在外部的冷却机170通过循环管供给的冷却水，通过供给管162被放出到上部电极89的前端，通过供给管162和空洞160的间隙被从排水管166放出到外部。
被放出到外部的冷却水在冷却机170被再次冷却后，被供给到上部电极89内。
从冷却机170供给的冷却水，例如被冷却到摄氏1～5度。
此时，完成各焊接部位的焊接后，通过使上部电极89和焊点的接触状态维持一定时间(例如2秒)，可以进一步提高冷却效果。
该焊接***84具有上述的对置配置的2台焊机85a、85b，所以能够高效进行焊接处理，如果使用4台或6台焊机，可以进一步提高工作效率。
相反，如果使用1台焊机来构造该焊接***，自然可以简化***结构并降低成本。
工业实用性
根据本发明涉及的电解槽单元的制造方法，向第1板和第2板的法兰部之间填装框架材料之前，进行隔离材料和法兰部的焊接，所以能够从法兰部的背面可靠观察焊接部位。因此，具有可以有效防止因焊接缺陷产生的漏液。
另外，在向第1板及第2板安装完主要部件后的最终阶段，才填装框架材料，进行板的一体化制作，所以在电解槽单元的制造中涉及的大部分工序，可以以一块板的单位进行移动和检查，能够大幅度提高制造效率。
此外，通过采用同时实现第1加强筋-第1板-复合板的一面间的焊接，并同时实现第2加强筋-第2板-复合板的另一面间的焊接的工艺，或者采用同时实现第1加强筋-第1板-复合板-第2板-第2加强筋间的焊接的工艺，可以大幅度降低焊接工时，相应地提高制造效率。

Claims (14)

1.一种制造电解槽单元的方法，具有以下工序：
在周边形成法兰部的第1板的表面配置隔离材料，把该隔离材料的至少一部分焊接到第1板的法兰部上，形成气液分离室的工序；
在周边形成法兰部的第2板的表面配置隔离材料，把该隔离材料的至少一部分焊接到第2板的法兰部上，形成气液分离室的工序；
在上述第1板的表面配置多个第1加强筋，焊接第1板的表面和各加强筋之间的工序；
在上述第1板的背面配置多个复合板，焊接第1板的背面和各复合板的一面之间的工序；
重叠上述第1板的背面和第2板的背面，焊接第2板的背面和上述复合板的其他面之间的工序；
在上述第2板的表面配置多个第2加强筋，焊接第2板的表面和各加强筋之间的工序；和
向形成于上述第1板的法兰部和第2板的法兰部间的空间填装框架材料的工序。
2.一种制造电解槽单元的方法，具有以下工序：
在周边形成法兰部的第1板的表面配置隔离材料，把该隔离材料的至少一部分焊接到第1板的法兰部上，形成气液分离室的工序；
在周边形成法兰部的第2板的表面配置隔离材料，把该隔离材料的至少一部分焊接到第2板的法兰部上，形成气液分离室的工序；
在上述第1板的表面配置多个第1加强筋，在第1板的背面把多个复合板配置在和各加强筋对应的位置，同时实现第1板的表面和各加强筋间的焊接、以及第1板的背面和复合板一面间的焊接的工序；
将第2板的背面重叠在上述第1板的背面，在第2板的表面把多个第2加强筋配置在和焊接于上述第1板背面的复合板对应的位置，同时实现第2板的表面和各加强筋间的焊接、以及第2板的背面和复合板的另一面间的焊接的工序；和
向形成于上述第1板的法兰部和第2板的法兰部间的空间填装框架材料的工序。
3.一种制造电解槽单元的方法，具有以下工序：
在周边形成法兰部的第1板的表面配置隔离材料，把该隔离材料的至少一部分焊接到第1板的法兰部上，形成气液分离室的工序；
在周边形成法兰部的第2板的表面配置隔离材料，把该隔离材料的至少一部分焊接到第2板的法兰部上，形成气液分离室的工序；
在上述第1板的表面配置多个第1加强筋，同时，在第1板的背面把多个复合板配置在和各加强筋对应的位置，将第2板的背面重叠在上述第1板的背面，在第2板的表面把多个第2加强筋配置在和上述复合板对应的位置，同时实现上述第1板的表面和各加强筋间的焊接、第1板的背面和复合板的一面间的焊接、第2板的背面和复合板的另一面间的焊接、以及第2板的表面和各加强筋间的焊接的工序；和
向形成于上述第1板的法兰部和第2板的法兰部间的空间填装框架材料的工序。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的制造电解槽单元的方法，其特征在于，
在上述第1板的表面配置第1加强筋时，把各加强筋的前端嵌合到预先形成在上述隔离材料上的多个开口中，然后进行第1板的表面和各加强筋间的焊接，
在上述第2板的表面配置第2加强筋时，把各加强筋的前端嵌合到预先形成在上述隔离材料上的多个开口中，然后进行第2板的表面和各加强筋间的焊接。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的制造电解槽单元的方法，其特征在于，在向形成于上述第1板的法兰部和第2板的法兰部间的空间填装全部框架材料前，向第1板的背面和第2板的背面间的空间***加强部件。
6.根据权利要求1～5的任一项所述的制造电解槽单元的方法，其特征在于，分别在上述第1板和第2板的表面配置隔离材料之前，在各隔离材料上焊接排出箱。
7.根据权利要求1～6的任一项所述的制造电解槽单元的方法，其特征在于，
上述框架材料中，在配置于电解槽单元的上端和下端的框架材料的各自对应位置处形成贯通孔，
把各框架材料填装到形成于上述第1板的法兰部和第2板的法兰部间的空间，之后，从上述贯通孔向第1板的背面和第2板的背面间的空间穿入拉杆，使该拉杆的上端和上端框架材料接合，同时，使该拉杆的下端和下端框架材料接合。
8.一种电解槽单元，具有：周边形成法兰部的第1板；与第1板的表面电连接的多个第1加强筋；与各加强筋电连接的第1电极；周边形成法兰部的第2板；与第2板的表面电连接的多个第2加强筋；以及与各加强筋电连接的第2电极，通过使上述第1板的背面和第2板的背面间通过复合板电连接，同时，向形成于上述第1板的法兰部和第2板的法兰部间的空间填装框架材料而形成，其特征在于，
上述框架材料中，在配置于电解槽单元的上端和下端的框架材料的各自对应位置处形成贯通孔，
从该贯通孔向阴极板的背面和阳极板的背面间的空间穿入拉杆，
使该拉杆的上端和上端框架材料接合，同时，使该拉杆的下端和下端框架材料接合。
9.一种电解槽单元，具有：第1板；与第1板的表面电连接的多个第1加强筋；与各加强筋电连接的第1电极；第2板；与第2板的表面电连接的多个第2加强筋；以及与各加强筋电连接的第2电极，通过使上述第1板的背面和第2板的背面间通过复合板电连接而形成，其特征在于，
通过对设在第1金属板上的多个切入部分进行折弯加工，形成上述第1加强筋，同时，通过在该金属板的其他部分穿设多个贯通孔，形成上述第1电极，
通过对设在第2金属板上的多个切入部分进行折弯加工，形成上述第2加强筋，同时，通过在该金属板的其他部分穿设多个贯通孔，形成上述第2电极。
10.一种电解槽单元，具有：第1板；与第1板的表面电连接的多个第1加强筋；与各加强筋电连接的第1电极；第2板；与第2板的表面电连接的多个第2加强筋；以及与各加强筋电连接的第2电极，通过使上述第1板的背面和第2板的背面间通过复合板电连接而形成，其特征在于，
利用电容储能式凸焊连接至少上述第1板的表面和第1加强筋间、以及上述第2板的表面和第2加强筋间。
11.一种电解槽单元，具有：第1板；与第1板的表面电连接的多个第1加强筋；与各加强筋电连接的第1电极；第2板；与第2板的表面电连接的多个第2加强筋；以及与各加强筋电连接的第2电极，上述第1加强筋及第2加强筋分别具有液体和气体流通路径，通过使上述第1板的背面和第2板的背面间通过复合板电连接而形成该电解槽单元，其特征在于，
上述第1加强筋具有：接触第1电极的直线状电极接触部；从该电极接触部呈梳齿状突出的多个隔离物；各隔离物间的间隙；以及把各隔离物前端折弯形成的板接触部，
上述第2加强筋具有：接触第2电极的直线状电极接触部；从该电极接触部呈梳齿状突出的多个隔离物；各隔离物间的间隙；以及把各隔离物前端折弯形成的板接触部。
12.根据权利要求10所述的电解槽单元，其中利用电容储能式凸焊，将第1加强筋、第1板的表面、第1板的背面和复合板间、以及将第2板的表面和第2加强筋间连接。
13.根据权利要求10所述的电解槽单元，其中利用电容储能式凸焊，将第1加强筋和第1板的表面间、以及将复合板、第2板的背面、第2板的表面和第2加强筋间连接。
14.根据权利要求10所述的电解槽单元，其中利用电容储能式凸焊，将第1加强筋、第1板的表面、第1板的背面、复合板、第2板的背面、第2板的表面和第2加强筋间同时连接。
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