铜箔撕边问题描述

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所谓撕边，就是铜箔从阴极辊表面剥离时，箔材从边部向箔材中间撕裂，铜箔宽度减少，同时撕边后残留箔材仍旧附着在阴极辊表面，随着阴极辊的不断旋转，很容易进入电解槽内，造成电解槽阴极、阳极之间短路，将阴极辊表面击穿，造成阴极辊报废的重大事故。
　　造成铜箔撕边的主要原因，是箔从阴极辊表面剥离时，铜箔与阴极辊边部结合力过大所致。一方面由于阴极辊筒整体通电浸入电解液中，不可避免会在辊筒端部沉积上电解铜层，使辊面边部铜箔难以剥离（见图5-4）。另一方面，阴极辊的边部抛磨不好，辊面端部直角损伤，端面研磨光洁度偏低也会造成阴极辊与辊筒边部铜箔结合力过大。

　　为了解决阴极辊筒边部沉积铜层的问题，一般采用密封阴极辊端部，不让电解液接触到辊筒端部来减少沉铜。
　　阴极辊端部密封看来是个小事，但实际上关系到生产能否正常进行的大问题。密封不好，电解液可以通过缝隙进入阴极辊筒端面，在此电解沉积，由于尖端放电效应，在铜箔边上形成疏松铜粒（也称为铜豆）。由于铜粒较铜箔厚度大得多，且附着力与铜箔剥离力垂直，如同一个钉在将铜箔钉在阴极辊面。当铜箔从阴极辊上剥离时，如果铜箔本身的强度小于铜豆在阴极辊上的附着力时，铜箔就会从铜豆附近撕裂，产生撕边现象。如果铜豆较小或铜豆在阴极辊上的附着力小于铜箔本身的强度，剥离时，铜豆就会被铜箔从阴极辊筒上带下来，形成毛刺，毛刺（铜豆）落在铜箔上造成压坑和压眼。较大的铜豆被带下来，如果落入阳极槽极间，会造成电击辊。
　　阴极辊面边部密封大致分为以下四种：
    （1）固定式密封
　　固定式密封是指把密封板（或密封胶圈）固定在阴极辊筒的端面的直角上，如图5-5，密封板（胶圈）紧紧的压在直角上，铜离子只沉积在辊面。使电解液无法进入端面，达到对辊面边部的密封，防止在边部沉积疏松的铜豆，避免铜箔产生压眼、压坑，保证铜箔的边沿整齐，厚薄均匀。

　　与固定式密封不同，打开式密封采用橡胶0型圈来密封阴极辊筒端部，当阴极辊筒即将进入电解液液面时，0刑圈即固定在阴极辊筒的端部，随着阴极辊的转动，铜箔转出液面，经过水洗后，0型圈从阴极辊筒端部的密槽里被阳极槽出口的导向轮剥离出来，当铜箔剥离后，0型圈再通过阳极槽入口处的另一个导向轮把胶圈送到阴极辊筒的端部。如此循环往复。
　　打开式密封，由于铜箔在剥离时阴极辊筒没有其它干扰，铜箔剥离简单，箔面烘干均匀，铜箔不容易氧化。
　　0型密封圈最好采用空心的，内充空气，当胶圈浸入电解液里受热（55℃-60℃）后，胶圈变软膨胀，可以得到最好的密封效果，当0型圈随阴极辊转动出液面后，随着表面温度的降低，胶圈变硬收缩，迫使胶圈内的空气，向浸在液里的部分流动。胶圈内的气体不断地随着胶圈的热胀冷缩而流动，使处在液里的胶圈，始终是膨胀的，达到对阴极辊筒端面边部的有效密封。

　　（3）胶带密封
　　胶带式是将阴极辊筒端部用耐酸胶板密封死，然后在使用不干胶带或耐酸胶带将阴极辊面的边沿包严，达到密封的目的。
    （4）带辅助阴极的结构
　　虽然打开式胶圈达到对阴极辊面边部的有效密封，解决了图5-4中阴极辊筒边部边缘效应的问题，便于铜箔剥离，但是，铜箔剥离后剩余的毛刺将残留在0型圈槽内，附着在0型圈上，有掉到电解槽内产生电弧的危险，同时，剥离产生的铜箔毛刺残屑，如果随铜箔前进，就会产生压坑、划痕、破洞等一系列的质量缺陷。
　　带辅助阴极结构的生箔机与打开式密封相同，塑料端板套装在阴极辊的端面的外圆周上，端板与钛筒之间开有环形0型圈沟槽，于阴极辊端面的外侧面固定有个导向轮，当阴极辊筒即将进入电解液液面时，0型圈即通过导向轮压在阴极辊筒的端部，随着阴极辊的转动，铜箔转出液面，经过水洗后，0型圈从阴极辊边部的密封槽里被导向轮剥离出来，再通过另一个导向轮把胶圈送到阴极辊的另一面，由另一组导向轮再送入密封槽里。环绕在阴极辊两端边缘，并且同步运行的0型圈，作为一种绝缘体，在电解机大电流电解中起到了绝缘阴极辊两端电流通过的作用。它阻档了阴极辊表面边缘电流向阴极辊两端的流动，因此，在由0型圈包裹的阴极辊表面边缘，失去了电解的功效，即不可能再在0型圈部位电解沉积出金属铜，并减弱了阴极辊筒两端电场的“边缘效应”。
　　由于深入到电解液中的0型圈，实际上在强大的电场下，阴极辊边部容易产生铜粒子，因而在生箔从阴极辊上剥离时，难免会将铜粒子留在阴极辊边部的0型圈上。出现这种现象后，0型圈上的铜粒子在电场作用下会逐渐增大，这样就破坏了阴极辊边部设置0型圈的目的。因此，必须需要不断的将0型圈表面所带上的铜粒子，在阴极辊运行中随时加以清除。
　　对于电解铜箔而言，比较理想的是使用辅助阴极。一般生箔机采用的辅助阴极如图5-8所示。辅助阴极盒上部水平伸出一挂钩，外侧面开有圆孔，内部的辅助阴极支架上贴有辅助阴极板，辅助阴极盒通过挂钩悬挂于阳极槽的侧板上，位于电解液液面以下阴极辊端面附近。

　　辅助阴极板通有5V电压的电流。电流为0-150A连续可调。由于0型圈与辅助阴极盒有电位差（0型圈为0伏，辅助阴极为负5伏），使得0型圈带有的铜粒子，在电场的作用下，通过辅助极盒外侧面的圆孔，转移到辅助阴极板上。一般，生产3-4周，需对辅助阻极板进行清理、更换。