(57)【要約】摩擦撹拌接合（ＦＳＷ）継手を用いて形成される電気化学的陽極。ＦＳＷ継手は、母線と陽極シートとの間に、または鉛の被膜と陽極シートとの間に形成してもよい。またＦＳＷ継手は、隅肉継手および突合わせ継手であってもよい。またＦＳＷ継手は、腐食を防ぐために電気化学的陽極の末端をシールするのに利用してもよい。【選択図】図１
2013538286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
母線；
母線に電気的に連結された陽極シート；および、
電気化学的陽極を接合させるのに用いられた第一の摩擦撹拌接合継手、
を含む、電気化学的陽極。
【請求項２】
第一の摩擦撹拌接合継手が、電気化学的陽極に沿って広がっており、ここで第一の摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第一面において母線と陽極シートに溶込んでおり、ここで電気化学的陽極はさらに、電気化学的陽極に沿って広がる第二の摩擦撹拌接合継手を含み、ここで第二の摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第二面において母線と陽極シートに溶込んでいる、請求項１に記載の電気化学的陽極。
【請求項３】
電気化学的陽極がさらに：
母線の周りに広がっており、陽極シートの一部と接触する鉛の被膜、ここで前記第一の摩擦撹拌接合継手は、前記電気化学的陽極に沿って広がっており、前記電気化学的陽極の第一面において鉛の被膜と陽極シートに溶込んでいる；および、
電気化学的陽極に沿って広がる第二の摩擦撹拌接合継手、ここで第二の摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第二面において鉛の被膜と陽極シートに溶込んでいる、
を含む、請求項１に記載の電気化学的陽極。
【請求項４】
前記母線が、母線の下にある陽極シートの一部に陽極シートの上端が接触するように陽極シートで包まれており、ここで第一の摩擦撹拌接合継手は、前記陽極シートの上端と前記陽極シートの一部に溶込んでいる、請求項１に記載の電気化学的陽極。
【請求項５】
第一の摩擦撹拌接合継手が、電気化学的陽極の第一面において陽極シートと母線に溶込んだ隅肉溶接継手であり、ここで電気化学的陽極はさらに、電気化学的陽極の第二面において陽極シートと母線に溶込んだ第二の摩擦撹拌接合継手を含み、ここで第二の摩擦撹拌接合継手も隅肉溶接継手である、請求項１に記載の電気化学的陽極。
【請求項６】
前記電気化学的陽極がさらに、母線の周りに鉛の被膜を含み、ここで前記電気化学的陽極は、母線と鉛の被膜とが出会う領域に配置された摩擦撹拌接合継手を用いて各末端においてシールされる、請求項１に記載の電気化学的陽極。
【請求項７】
第一の摩擦撹拌接合継手が、母線と陽極シートとを接合する突合わせ溶接継手である、請求項１に記載の電気化学的陽極。
【請求項８】
第一の摩擦撹拌接合継手が、電気化学的陽極の第一面において陽極シートと母線に溶込んだ突合わせ溶接継手であり、ここで電気化学的陽極はさらに、電気化学的陽極の第二面において陽極シートと母線に溶込んだ第二の摩擦撹拌接合継手を含み、ここで第二の摩擦撹拌接合継手も突合わせ溶接継手である、請求項１に記載の電気化学的陽極。
【請求項９】
電気化学的陽極の製造方法であって、該方法は；
（ａ）陽極シートを提供する工程；
（ｂ）陽極シートを母線に電気的に連結する工程；および、
（ｃ）第一の摩擦撹拌接合継手を用いて電気化学的陽極を形成する工程、
を含む、上記方法。
【請求項１０】
工程（ｃ）はさらに：
電気化学的陽極に沿って第一の摩擦撹拌接合継手を形成する工程、ここで摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第一面において母線と陽極シートに溶込む；および、
電気化学的陽極に沿って第二の摩擦撹拌接合継手を形成する工程、ここで第二の摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第二面において母線と陽極シートに溶込む、
を含む、請求項９に記載の電気化学的陽極の製造方法。
【請求項１１】
前記方法はさらに：
母線の周りに広がっており陽極シートの一部と接触する鉛の被膜を提供する工程；
電気化学的陽極に沿って第一の摩擦撹拌接合継手を形成する工程、ここで第一の摩擦撹拌接合継手が、電気化学的陽極の第一面において鉛の被膜と陽極シートに溶込む；および、
電気化学的陽極に沿って第二の摩擦撹拌接合継手を形成する工程、ここで第二の摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第二面において鉛の被膜と陽極シートに溶込む、
を含む、請求項９に記載の電気化学的陽極の製造方法。
【請求項１２】
工程（ｂ）が、母線の下にある陽極シートの一部と陽極シートの上端とが接触するように母線を陽極シートで包む工程を含み、ここで第一の摩擦撹拌接合継手は、陽極シートの上端と陽極シートの一部とに溶込んでいる、請求項９に記載の電気化学的陽極の製造方法。
【請求項１３】
工程（ｃ）はさらに：
第一の摩擦撹拌接合継手を、電気化学的陽極の第一面において陽極シートおよび母線に溶込んだ隅肉溶接継手として形成する工程；および、
第二の摩擦撹拌接合継手を、電気化学的陽極の第二面において陽極シートおよび母線に溶込んだ隅肉溶接継手として形成する工程、
を含む、請求項９に記載の電気化学的陽極の製造方法。
【請求項１４】
母線を鉛で被覆する工程；および、
陽極シートを、母線と鉛の被膜とが出会う領域に配置された摩擦撹拌接合継手を用いて各末端においてシールする工程、
をさらに含む、請求項９に記載の電気化学的陽極の製造方法。
【請求項１５】
第一の摩擦撹拌接合継手が、母線と陽極シートとを接合させる突合わせ溶接継手である、請求項９に記載の電気化学的陽極の製造方法。
【請求項１６】
第一の摩擦撹拌接合継手を、電気化学的陽極の第一面において陽極シートと母線に溶込んだ突合わせ溶接継手として形成する工程；および、
第二の摩擦撹拌接合継手を、電気化学的陽極の第二面において陽極シートと母線に溶込んだ突合わせ溶接として形成する工程、
をさらに含む、請求項９に記載の電気化学的陽極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して電気化学的なプロセス、具体的には鉱業で用いられる鉛陽極（lead anode）に関し、より具体的には摩擦撹拌接合（friction stir welding）を用いた陽極の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまでの慣例では、鉱業で用いられる鉛陽極に存在する継手（joint）は従来の鉛を焼く方法（例えばトーチを用いた溶接）を用いて形成されるが、この手法では、鉛を手動で溶融させて溶融物または継手を形成する。しかしながら従来の鉛を焼く方法に関して、以下で考察されるような多数の不利な点がある。
【０００３】
従来の鉛を焼く方法は、作業者にはかなりの危険を伴う。まず、溶接部を作る際に生じる熱によって作業者が負傷する恐れがある。続いて鉛を溶融させる際に、鉛の周辺環境が有害なレベルに達する可能性がある。もしそれらを吸引してしまえば、最も古い形態の労働災害の一つである鉛中毒になる恐れがある。結果的に、様々な身体上のプロセスが影響を受け、加えて例えば心臓、骨、腸、腎臓、ならびに生殖系および神経系といった様々な臓器の障害をもたらす。
【０００４】
従来の鉛を焼く方法ではしばしば不良な溶接部を有する陽極が生産されるため、繰り返し不良品が生産される。特殊技能を有する労働力を育成して採用すれば不良な溶接が起こる可能性を低くすることができるが、熟練者を用いたとしても不完全な溶接が起こる可能性があるために、不良な溶接を完全になくすことはできない。このような不完全な溶接において、継手は外観上しっかりしているように見える。しかしながら、溶接を形成するために作製される２つの溶融プールは決して融合することはないため、電流輸送およびクリープ（すなわち変形）抵抗のために陽極継手において利用可能な材料が著しく減少する。
【０００５】
欠陥がない継手を有する陽極が作製されたとしても、従来の鉛を焼く方法は、陽極継手の周辺領域におけるベースの金属構造に望ましくない熱影響部を形成する。このような熱影響部において、陽極における材料の粒子構造は、継手を作製するのに使用される熱によって変化する。変化した粒子構造は、耐食性の低下とクリープ抵抗の低下のさらなる要因になる可能性がある。
【０００６】
その上、（陽極の作製に使用するための）鉛および銅は当然ながら一緒に溶接されない。そのため鉛と銅を接合して陽極を構築するための従来の鉛を焼く方法において、はんだ付け等の様々な技術が利用されている。それゆえに、従来の陽極製造法は、前述の不利益に加えて、鉛と銅とを接合させることにかかる製造時間および原料がかさむことからより多くのコストがかかる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、陽極製造に用いられる従来の鉛を焼く技術は多くの問題があることから、製造元は、高価な資源を、安全性、作業者の訓練、品質管理の試験および製造に充てなければならない。これまでのところ、従来の鉛を焼く技術では、陽極産業におけるこれらの問題を適切に解決することはできていない。
【０００８】
前述のことを考慮すれば、当該技術分野において、従来技術の不利益を大幅に減少または除去した陽極製造技術が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、摩擦撹拌接合（またＦＳＷとも称される）を用いて作製された継手を有する電気化学的陽極を提供することによって、陽極製造に用いられる従来の鉛を焼く技術の不利益が回避または低減される。本発明の一実施態様において、母線（bus bar）とそれに電気的に連結された陽極シートとを含む電気化学的陽極が提供される。摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の構築に利用される。
【００１０】
摩擦撹拌接合において融解させた鉛材料が存在しないため、労働力の鉛蒸気への曝露に加えて環境への鉛蒸気の放出も減少または除去される。摩擦撹拌接合法では熱を使用しないため、または、作業者が溶接形成中に溶接部に近づくことにより作業者を負傷の危険にさらすことがないため、陽極製造に摩擦撹拌接合を利用することにより作業者の安全性がいっそう強化される。その上、摩擦撹拌接合は自動化が可能であり、手動での操作によって起こるむらがなくなることから、摩擦撹拌接合では陽極において不良な継手が形成される可能性が低い。加えて、摩擦撹拌接合は、溶融プールの融合が不十分なために引き起こされる欠陥がなく、全体的に厚さがより均一な溶接部を生産する。さらに摩擦撹拌接合によって生じる熱影響部は比較的小さく、陽極材料の粒子構造における重大な変化も少ない。
【００１１】
さらに本発明を用いることにより、より優れた品質管理も可能になると予想される。摩擦撹拌接合法の高い品質と信頼度のために、品質管理試験の必要性を大幅に少なくするかまたは試験しなくてもよくなることが証明された。本発明を利用することによるさらなる利点として、超音波による溶接検査などの非破壊的な評価技術の使用が鉛の接合部において利用できるようになることがある（これらの評価技術は、従来の鉛を焼く方法では利用することができなかった）。
【００１２】
摩擦撹拌接合は、比較的欠陥の少ない陽極を形成し、必要な労働力を削減し、さらに有害物質にさらされる可能性を減らすことから、陽極製造コストは減少し、作業者の安全性は高められ、顧客の苦情も最小化されるものと予想される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の代表的な実施態様に従って摩擦撹拌接合を用いて構築された陽極の断面図である。
【図２】図２は、本発明の代表的な実施態様に従って摩擦撹拌接合を用いて構築された陽極の断面図である。
【図３】図３は、本発明の代表的な実施態様に従って摩擦撹拌接合を用いて構築された陽極の断面図である。
【図４】図４は、本発明の代表的な実施態様に従って摩擦撹拌接合を用いて構築された陽極の断面図である。
【図５】図５は、本発明の代表的な実施態様に従って摩擦撹拌接合を用いてシールされた陽極の末端を説明する図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の代表的な実施態様に従って摩擦撹拌接合を用いて構築された陽極の断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の代表的な実施態様に従って摩擦撹拌接合を用いて構築された陽極の断面図である。
【図７】図７は、本発明の代表的な実施態様に従って陽極製造で利用されているプロセスパラメーターおよび負荷を詳述したチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下で、本発明の実証的な実施態様および方法論を、摩擦撹拌接合（「ＦＳＷ」）を用いて製造された陽極またはこのような陽極の製造方法で用いられたものとして説明する。明確にするために言えば、本明細書において実際の実施の全ての特徴が説明されるわけではない。当然のことながら、このような実際のあらゆる実施態様の開発において、例えばシステム関連およびビジネス関連の制約の順守といった開発者にとって固有の目的（このような目的は実施ごとに様々である）を達成するために、実施時に固有の様々な事項が決定されるはずである。さらに当然のことながらこのような開発努力は複雑で時間がかかるものであると予想されるが、それでもこの開示により利益を受ける当業者にとっては引き受けるべき慣例的作業である。様々な実施態様のさらなる形態および利点、ならびに関連する本発明の方法論は、以下の説明および図面を考察すれば明らかになると予想される。
【００１５】
図１は、本発明に係る電気化学的陽極の代表的な実施態様を説明した図である。陽極１０は、グルーブ１４を有する銅母線１２を含む。ここでは銅母線として説明しているが、この開示により利益を受ける当業者であれば当然認識していることであるが、例えば銅被覆した鋼、鋼、アルミニウムまたはチタンなどのその他の材料が利用可能である。鉛陽極シート１６は、母線のスロット１４に挿入される。また典型的な陽極としては、米国特許第５，１７２，８５０号および６，１３１，７９８号（これらはそれぞれ参照によりその全体は本発明に組み入れられる）で開示されたようなものも挙げられる（しかしながら、以下で説明するが、本発明の使用によって継手をはんだ付けする必要性は少なくなる）。
【００１６】
図１をさらに参照すると、鉛陽極シート１６が、母線のスロット１４にぴったりとはまる。しかしながら、従来の鉛を焼く技術を用いてシートと母線を互いに固定する従来技術の方法とは異なり、本発明では、銅母線１２と鉛陽極シート１６とは摩擦撹拌接合を用いて接合される。摩擦撹拌接合法では、接合させようとする表面同士をそれより硬い材料で作られた回転プローブでこする。こすった結果として熱が発生し、表面同士が部分的に可塑化する。このような可塑化した表面同士を冷却しながら一緒に固化すると、結合部または継手が形成される。一般的にこのようなプローブは継手に沿って動かされるために、接合させようとする両方の表面と密接な接触が維持される。このようにして、より均一な継手を作製することができる。この開示により利益を受ける当業者であれば認識していることであるが、本発明を用いて様々な摩擦撹拌接合法を実施することが可能である。
【００１７】
さらに図１に記載の代表的な実施態様を参照すると、陽極１０は、領域１８に沿って摩擦撹拌接合される。摩擦撹拌接合プローブ（示さず）を適用することにより、銅母線１２の下端と鉛陽極シート１６との間に継手が形成される。この代表的な実施態様において、ＦＳＷプローブ（示さず）は、母線１２から母線のスロット１４内に保持された鉛陽極シート１６にかけてを溶接する。このようにして、母線のスロット１４内ので鉛陽極シート１６と銅母線１６とが接合される。図説されているように、母線１２は、領域１８において両側で摩擦撹拌接合される。この開示により利益を受ける当業者であれば認識していることであるが、この実施態様とそれに続く実施態様において一方の側のみに溶接されることもあり、そのような場合、結果的に時間効率が高められる。陽極１０が溶接されたら、当業界でよく知られているようにしてその上を鉛で被覆してもよい。
【００１８】
図２は、本発明に係る陽極１０のその他の代表的な実施態様を説明する図である。鉛陽極シート１６は、図１に関して上述したようにして銅母線１２のスロット１４に挿入される。しかしながら、この代表的な実施態様において陽極１０は、セル中で用いられる電気化学的な溶液（このような溶液は、通常は酸ベースであり、例えばＨ２ＳＯ４である）によって引き起こされる陽極１０の腐食を防ぐために鉛の被膜２０で覆われる。その後、陽極１０を領域２２に沿って摩擦撹拌接合することにより、鉛の被膜２０を鉛陽極シート１６に接合させる。
【００１９】
図３は、本発明に係る陽極１０のその他の代表的な実施態様を説明する図であり、ここで、陽極シート１６の延長部分を折り返すかまたは陽極シート１６の延長部分で包み込んで形成された継手を作るために、摩擦撹拌接合継手が用いられている。ここで鉛陽極シート１６が銅母線１２に巻き付き母線１２を包み込んでシート同士が接触することにより、母線１２が被覆される。鉛シート１６を折り返すことにより、二次的な操作（すなわち鉛の被膜を延伸するためのキャスティングまたは電気めっき）の必要がなくなり、１回の溶接だけでよい。続いて陽極１０を領域２４に沿って摩擦撹拌接合することにより、鉛陽極シート１６同士を結合させる。
【００２０】
図４は、本発明に係る陽極１０のその他の代表的な実施態様を説明する図である。ここでも陽極シート１６は、母線１２のスロット１４に挿入される。しかしながら、母線１２の下部の末端と陽極シート１６とが接触している領域２６には、摩擦撹拌接合による隅肉溶接が適用される。腐食作用が低いことから、鉛（Ｐｂ）またはＰｂ−アンチモン（Ｓｂ）合金（１質量％〜１１質量％）などの充填材を隅肉溶接に包含してもよい。母線とブレードとの接触域における溶液の移動と腐食を防ぐために、隅肉溶接によって母線１２とシート１６との継手をシールする。
【００２１】
図５は、本発明のその他の代表的な実施態様に従って、腐食を防ぐためにどのように陽極１０の末端をシールするかを説明する図である。腐食が起こり得る場合、母線の鉛継手が機械的および電気的に不連続になることにより陽極１０の性能を制限してしまう可能性がある。この実施態様において、図２に関して述べたように、銅母線１２は鉛の被膜２０で被覆される。銅母線１２と鉛の被膜２０とが接触している部分（領域２８）の継手において、母線１２をシールして鉛の被膜２０の下で起こる腐食を防ぐために、摩擦撹拌による隅肉接合が利用される。続いて、例えば以下で説明されるような突合わせ溶接を用いて、陽極シート１６（示さず）を鉛の被膜２０に摩擦撹拌接合する。
【００２２】
図６Ａおよび６Ｂは、本発明の代表的な実施態様に従って突合わせ溶接した陽極を説明する図である。図６Ａにおいて、銅母線１２の周りに鉛がキャストされる。領域３０において摩擦撹拌突合わせ溶接を用いることにより、鉛陽極シート１６が母線１２の下に取り付けられる。図説したように、継手の一方の側のみを溶接することで、結果的に時間効率が向上する。図６Ｂも同様の実施態様を説明しているが、領域３２の両側で継手が摩擦撹拌突合わせ溶接されている点で異なる。
【実施例】
【００２３】
図７は、本発明の代表的な実施態様に従って、優れた外観を有する摩擦撹拌溶接部に関するプロセスパラメーターおよび負荷を示すチャートである。摩擦撹拌接合操作での製造に要するプロセス負荷および予備的な工作機械の必要条件を決定するために、厚さ１１ｍｍ（０．４３インチ）の鉛プレートを用いて試験を行った。対象のプロセス負荷は、定格負荷（normal load）（ｚ−負荷）、平面負荷（ｘ，ｙ）、および、スピンドルのトルクを含む。鉛プレートとしては、幅１０４インチのプレート、および、幅４６インチの多数のプレートが使用された。
【００２４】
鉛プレートを溶接するのに用いられる固定器具は特別なものではなく、鋼の金床上で簡単なフィンガークランプを利用した。接合の直前に溶媒を含む拭き取り繊維を用いて接合面とそれに隣接する領域を脱脂した。合計で１７の溶接部を形成した。１７の溶接部のうち１２は、ビーズを用いてプレートの形状で作製され、残りの溶接部は、突合わせ継手の形状で作製され、それぞれの配置でプロセス負荷を検証した。溶接の生産性に基づいて、目標とする速度を２０インチ／分（ｉｐｍ）とした。この速度は、１．５ｍ（５９インチ）の溶接の長さに基づいており、１０の溶接部は１時間で作製され、そのうちおよそ３０分はセットアップと溶接の準備に用いられた。このサイクル時間であれば、溶接が（セットアップ時間を含み）６分毎に終わるようになる。
【００２５】
図７のチャートに結果を示す。両方の配置におけるこれらの典型的な溶接に関する定格負荷（ｚ−負荷）は１２００ポンド未満であり、平面負荷（ｘおよびｙ）は２５０ポンド未満であった。スピンドルのトルクのフィードバックは全般的に定量するには小さすぎた。図７は、各溶接のプロセス負荷、プロセスパラメーターおよび全体の観察を示す表である。これからわかるように、例えば１０００ポンド未満の定格負荷および２０ｉｐｍにおいて、優れた外観を有する溶接を作成することができる。
【００２６】
加えて、摩擦撹拌接合溶接と従来の溶接とを比較するために金属組織学を用いた。摩擦撹拌溶接が、厚さ全体にわたり（すなわち、溶接部分全体の深さにわたり（シートと母線との継手の厚さ全体にわたり））見出され、さらに、溶込みが不十分な従来のサンプルよりも小さい粒子構造を有していた。従って、本発明を用いて生産された粒子構造は極めて微細であるため、優れた機械特性および耐食性を有する陽極が生産される。
【００２７】
従って、ここでなされた研究は、鉱業用の陽極製造において、従来の鉛を焼く方法の代用として摩擦撹拌接合をどのように用いることができるかを説明するものである。それを採用することにより、作業者および環境面での安全性、製品の品質の改善および陽極のコスト低減が達成されると予想される。
【００２８】
本発明の実施態様は、母線；母線に電気的に連結された陽極シート；および、電気化学的陽極を接合させるのに用いられる第一の摩擦撹拌接合継手、を含む電気化学的陽極を提供する。その他の実施態様において、第一の摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極に沿って広がっており、ここで第一の摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第一面において母線と陽極シートに溶込んでおり、電気化学的陽極はさらに、電気化学的陽極に沿って広がっている第二の摩擦撹拌接合継手を含み、ここで第二の摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第二面において母線および陽極シートに溶込んでいる。
【００２９】
さらにその他の代表的な実施態様において、電気化学的陽極は、母線の周りに広がり、陽極シートの一部と接触する鉛の被膜、電気化学的陽極に沿って広がっており電気化学的陽極の第一面において鉛の被膜と陽極シートに溶込んだ第一の摩擦撹拌接合継手；および、電気化学的陽極に沿って広がっている第二の摩擦撹拌接合継手をさらに含み、ここで第二の摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第二面において鉛の被膜と陽極シートに溶込んでいる。その他の実施態様において、母線の下にある陽極シートの一部に陽極シートの上端が接触するように、母線は陽極シートで包まれており、ここで第一の摩擦撹拌接合継手は、前記陽極シートの上端と前記陽極シートの一部に溶込んでいる。
【００３０】
さらにその他の代表的な実施態様において、第一の摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第一面において陽極シートおよび母線に溶込んだ隅肉溶接継手であり、ここでこの電気化学的陽極はさらに、電気化学的陽極の第二面において陽極シートと母線に溶込んだ第二の摩擦撹拌接合継手を含み、ここで第二の摩擦撹拌接合継手もまた隅肉溶接継手である。その他の実施態様において、電気化学的陽極はさらに、母線の周りに鉛の被膜を含み、ここで電気化学的陽極が、各末端において母線と鉛の被膜とが出会う領域に配置された摩擦撹拌接合継手を用いてシールされている。さらにその他の実施態様において、第一の摩擦撹拌接合継手は、母線と陽極シートとを接合させる突合わせ溶接継手である。さらにその他の実施態様において、第一の摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第一面において陽極シートと母線に溶込んだ突合わせ溶接継手であり、ここで電気化学的陽極はさらに、電気化学的陽極の第二面において陽極シートと母線に溶込んだ第二の摩擦撹拌接合継手を含み、ここで第二の摩擦撹拌接合継手も突合わせ溶接継手である。
【００３１】
本発明の典型的な方法論において、電気化学的陽極の製造方法が提供され、該方法は、（ａ）陽極シートを提供する工程；（ｂ）陽極シートを母線に電気的に連結する工程；および、（ｃ）第一の摩擦撹拌接合継手を用いて電気化学的陽極を形成する工程を含む。さらにその他の方法論において、工程（ｃ）はさらに、電気化学的陽極に沿って第一の摩擦撹拌接合継手を形成する工程（ここで第一の摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第一面において母線と陽極シートに溶込む）；および、電気化学的陽極に沿って第二の摩擦撹拌接合継手を形成する工程（ここで第二の摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第二面において母線と陽極シートに溶込む）を含む。
【００３２】
さらにその他の典型的な方法論において、本方法はさらに、母線の周りに広がっており、陽極シートの一部と接触する鉛の被膜を提供する工程；電気化学的陽極に沿って第一の摩擦撹拌接合継手を形成する工程（ここで第一の摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第一面において鉛の被膜と陽極シートに溶込む）；および、電気化学的陽極に沿って第二の摩擦撹拌接合継手を形成する工程（ここで第二の摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第二面において鉛の被膜と陽極シートに溶込む）を含む。その他の方法において、工程（ｂ）は、母線の下にある陽極シートの一部に陽極シートの上端が接触するように、母線を陽極シートで包む工程を含み、ここで第一の摩擦撹拌接合継手は、前記陽極シートの上端と前記陽極シートの一部に溶込んでいる。
【００３３】
さらにその他の典型的な方法論において、工程（ｃ）はさらに、第一の摩擦撹拌接合継手を、電気化学的陽極の第一面において陽極シートおよび母線に溶込んだ隅肉溶接継手として形成する工程；および、第二の摩擦撹拌接合継手を、電気化学的陽極の第二面において陽極シートと母線に溶込んだ隅肉溶接継手として形成する工程を含む。その他の方法論において、本方法はさらに、母線を鉛で被覆する工程；および、陽極シートを各末端において母線と鉛の被膜とが出会う領域に配置された摩擦撹拌接合継手を用いてシールする工程を含む。その他の方法論において、第一の摩擦撹拌接合継手は、母線と陽極シートとを接合させる突合わせ溶接継手である。さらにその他の代表的な実施態様において、本方法はさらに、第一の摩擦撹拌接合継手を、電気化学的陽極の第一面において陽極シートと母線に溶込んだ突合わせ溶接継手として形成する工程；および、第二の摩擦撹拌接合継手を、電気化学的陽極の第二面において陽極シートと母線に溶込んだ突合わせ溶接継手として形成する工程を含む。
【００３４】
本発明は、様々な改変および代替形態が可能であるが、図面では一例として具体的な実施態様を示し、本明細書において詳細に説明した。しかしながら、当然のことながら本発明は、開示された具体的な形態に限定されないこととする。例えば、この開示により利益を受ける当業者であれば、隣接する表面に鉛陽極を接合するのに、鉛を焼く方法の代わりに本発明に従って摩擦撹拌接合を使用してその他の配置を有する陽極を形成することも可能であることを理解しているものと思われる。そのようなものとして、添付された請求項によって定義される本発明の本質および範囲に含まれるあらゆる改変、等価物および代替物も包含することとする。
【図１】
2013538286.tif 000003
【図２】
2013538286.tif 000004
【図３】
2013538286.tif 000005
【図４】
2013538286.tif 000006
【図５】
2013538286.tif 000007
【図６Ａ】
2013538286.tif 000008
【図６Ｂ】
2013538286.tif 000009
【図７】
2013538286.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月17日(2012.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
母線；
母線に電気的に連結されており、鉛を含む陽極シート；および、
陽極シートを母線に接続して、陽極シートを母線に電気的に連結する第一の摩擦撹拌接合継手、
を含む、電気化学的陽極。
【請求項２】
第一の摩擦撹拌接合継手が、電気化学的陽極に沿って広がっており、ここで第一の摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第一面において母線と陽極シートに溶込んでおり、ここで電気化学的陽極はさらに、電気化学的陽極に沿って広がる第二の摩擦撹拌接合継手を含み、ここで第二の摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第二面において母線と陽極シートに溶込んでいる、請求項１に記載の電気化学的陽極。
【請求項３】
電気化学的陽極がさらに：
母線の周りに広がっており、陽極シートの一部と接触する鉛の被膜、ここで前記第一の摩擦撹拌接合継手は、前記電気化学的陽極に沿って広がっており、前記電気化学的陽極の第一面において鉛の被膜と陽極シートに溶込んでいる；および、
電気化学的陽極に沿って広がる第二の摩擦撹拌接合継手、ここで第二の摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第二面において鉛の被膜と陽極シートに溶込んでいる、
を含む、請求項１に記載の電気化学的陽極。
【請求項４】
前記母線が、母線の下にある陽極シートの一部に陽極シートの上端が接触するように陽極シートで包まれており、ここで第一の摩擦撹拌接合継手は、前記陽極シートの上端と前記陽極シートの一部に溶込んでいる、請求項１に記載の電気化学的陽極。
【請求項５】
第一の摩擦撹拌接合継手が、電気化学的陽極の第一面において陽極シートと母線に溶込んだ隅肉溶接継手であり、ここで電気化学的陽極はさらに、電気化学的陽極の第二面において陽極シートと母線に溶込んだ第二の摩擦撹拌接合継手を含み、ここで第二の摩擦撹拌接合継手も隅肉溶接継手である、請求項１に記載の電気化学的陽極。
【請求項６】
前記電気化学的陽極がさらに、母線の周りに鉛の被膜を含み、ここで前記電気化学的陽極は、母線と鉛の被膜とが出会う領域に配置された摩擦撹拌接合継手を用いて各末端においてシールされる、請求項１に記載の電気化学的陽極。
【請求項７】
第一の摩擦撹拌接合継手が、母線と陽極シートとを接合する突合わせ溶接継手である、請求項１に記載の電気化学的陽極。
【請求項８】
第一の摩擦撹拌接合継手が、電気化学的陽極の第一面において陽極シートと母線に溶込んだ突合わせ溶接継手であり、ここで電気化学的陽極はさらに、電気化学的陽極の第二面において陽極シートと母線に溶込んだ第二の摩擦撹拌接合継手を含み、ここで第二の摩擦撹拌接合継手も突合わせ溶接継手である、請求項１に記載の電気化学的陽極。
【請求項９】
電気化学的陽極の製造方法であって、該方法は；
（ａ）鉛を含む陽極シートを提供する工程；および、
（ｂ）陽極シートを母線に接続し、陽極シートを母線に電気的に連結する第一の摩擦撹拌接合継手を形成する工程； 
を含む、上記方法。
【請求項１０】
工程（ｂ）はさらに：
電気化学的陽極に沿って第一の摩擦撹拌接合継手を形成する工程、ここで摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第一面において母線と陽極シートに溶込む；および、
電気化学的陽極に沿って第二の摩擦撹拌接合継手を形成する工程、ここで第二の摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第二面において母線と陽極シートに溶込む、
を含む、請求項９に記載の電気化学的陽極の製造方法。
【請求項１１】
前記方法はさらに：
母線の周りに広がっており陽極シートの一部と接触する鉛の被膜を提供する工程；
電気化学的陽極に沿って第一の摩擦撹拌接合継手を形成する工程、ここで第一の摩擦撹拌接合継手が、電気化学的陽極の第一面において鉛の被膜と陽極シートに溶込む；および、
電気化学的陽極に沿って第二の摩擦撹拌接合継手を形成する工程、ここで第二の摩擦撹拌接合継手は、電気化学的陽極の第二面において鉛の被膜と陽極シートに溶込む、
を含む、請求項９に記載の電気化学的陽極の製造方法。
【請求項１２】
工程（ｂ）が、母線の下にある陽極シートの一部と陽極シートの上端とが接触するように母線を陽極シートで包む工程を含み、ここで第一の摩擦撹拌接合継手は、陽極シートの上端と陽極シートの一部とに溶込んでいる、請求項９に記載の電気化学的陽極の製造方法。
【請求項１３】
工程（ｂ）はさらに：
第一の摩擦撹拌接合継手を、電気化学的陽極の第一面において陽極シートおよび母線に溶込んだ隅肉溶接継手として形成する工程；および、
第二の摩擦撹拌接合継手を、電気化学的陽極の第二面において陽極シートおよび母線に溶込んだ隅肉溶接継手として形成する工程、
を含む、請求項９に記載の電気化学的陽極の製造方法。
【請求項１４】
母線を鉛で被覆する工程；および、
陽極シートを、母線と鉛の被膜とが出会う領域に配置された摩擦撹拌接合継手を用いて各末端においてシールする工程、
をさらに含む、請求項９に記載の電気化学的陽極の製造方法。
【請求項１５】
第一の摩擦撹拌接合継手が、母線と陽極シートとを接合させる突合わせ溶接継手である、請求項９に記載の電気化学的陽極の製造方法。
【請求項１６】
第一の摩擦撹拌接合継手を、電気化学的陽極の第一面において陽極シートと母線に溶込んだ突合わせ溶接継手として形成する工程；および、
第二の摩擦撹拌接合継手を、電気化学的陽極の第二面において陽極シートと母線に溶込んだ突合わせ溶接として形成する工程、
をさらに含む、請求項９に記載の電気化学的陽極の製造方法。
【請求項１７】
陽極シートが母線に直接に摩擦撹拌接合されており、母線が銅を含む、請求項１に記載の電気化学的陽極。
【請求項１８】
陽極シートは、母線を包み込む被覆に摩擦撹拌接合されており、母線が銅を含んでおり、前記被覆が鉛を含む、請求項１に記載の電気化学的陽極。
【請求項１９】
陽極シートが母線の周りを覆っており、前記覆っている陽極シートが陽極シート自体に摩擦撹拌接合されており、それにより母線が覆われており、母線が銅を含む、請求項１に記載の電気化学的陽極。
【請求項２０】
陽極シートと母線との間の摩擦撹拌隅肉接合に包含された充填材をさらに含み、母線は銅を含み、前記充填材は鉛又は鉛アンチモン合金を含む、請求項１に記載の電気化学的陽極。
【請求項２１】
陽極シートは１又はそれ以上の摩擦撹拌突合わせ溶接を用いて母線に取り付けられており、母線は銅を含む、請求項１に記載の電気化学的陽極。
【請求項２２】
陽極シートは母線に直接に摩擦撹拌接合されており、母線は銅を含む、請求項９に記載の電気化学的陽極の製造方法。
【請求項２３】
陽極シートは、母線を包み込む被覆に摩擦撹拌接合されており、母線が銅を含んでおり、前記被覆が鉛を含む、請求項９に記載の電気化学的陽極の製造方法。
【請求項２４】
陽極シートは母線の周りを覆っており、前記覆っている陽極シートが陽極シート自体に摩擦撹拌接合されており、それにより母線が覆われており、母線が銅を含む、請求項９に記載の電気化学的陽極の製造方法。
【請求項２５】
陽極シートと母線との間の摩擦撹拌隅肉接合に包含された充填材をさらに含み、母線は銅を含み、前記充填材は鉛又は鉛アンチモン合金を含む、請求項９に記載の電気化学的陽極の製造方法。
【請求項２６】
陽極シートは１又はそれ以上の摩擦撹拌突合わせ溶接を用いて母線に取り付けられており、母線は銅を含む、請求項９に記載の電気化学的陽極の製造方法。
【国際調査報告】
2013538286.tif 000011
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