大型电解槽铝母线的焊接质量控制

Ｍ　衍　与ａｉｌ制［Ｊ造ｍｄｍ。佃ｃｔｕ　ｎｑ　大型电解槽铝母线的焊接质量控制　覃有群　（十一冶建设集团有限责任公司安装工程分公司电气公司，广西柳州５４７００７）　摘要：本文以某煤电有限公司电解铝工程铝母线安装施工为例，对铝母线相关的焊接技术及方法进行了介绍。对今　后类似工程施工起到指导和借鉴的作用。　关键词：铝母线；焊接；半自动ＭＩＧ；反变形　中图分类号：ＴＦ３５１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００２—５０６５（２０１８）１２—００５８—２　Ｗｅｌｄｉｎｇ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｂｕｓｂａｒ　ｉｎ　ｌａｒｇｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ　ｃｅｌｌ　ＯＩＮ　ＹＯＵ—ｑｕｎ　（Ｅｌｅｖｅｎ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｒｅｆｃｏ　Ｇｒｏｕｐ　Ｌｔｄ　Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｂｒａｎｃｈ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｌｉｕｚｈｏｕ　５４７００７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｔｏ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｂｕｓｂａｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃａｓｅ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｂｕｓ　ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｃｏａｌ　ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ　ｌｉｍｉｔｅｄ　ｃｏｍｐａｎｙ．Ｉｔ　ａｌｓｏ　ｐｌａｙｓ　ｔｈｅ　ｒｏｌｅ　ｏｆ　ｇｕｉｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｒａｗｉｎｇ　ｌｅｓｓｏｎｓ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ，　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｂｕｓ　ｂａｒ；ｗｅｌｄｉｎｇ；ｓｅｍｉ——ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ＭＩＧ；ａｎｔｉ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　某煤电有限公司电解槽制作安装工程项目，工程规模为　５０万吨再生铝。电流强度为５００ＫＡ的高功效电解槽。铝母　铝软带：８＝Ｉｍｍ，铝含量９９．７％；　铝焊板：８＝１０ｍｒｎ铝含量９９＿７％。　（２）焊接材料　铝焊丝：牌号ＳＡＬ一２，ＡＬ≥９９．７；　保护气体：ＧＢ／Ｔ　４８４２－２００６中规定高纯氩技术指　标…氩气纯度≥９９．９９９％，纯氩气技术指标…氩气纯　度≥９９．９９％。　线安装量大，规格多，具有焊接截面大、操作空间狭窄、焊　缝长焊口多等难点，单台电解槽合计２１０个焊口，焊缝长度　单台合计为１９７３ｍ。为确保每个焊口焊接合格，以满足通电　压降达到设计要求。　１大型电解槽铝母线施工特点　随着电解槽电流强度的提高，对母线配置难度也增大，　尤其是焊接，本工程中对焊接质量的有更高要求，特点如　（３）焊接设备　采用高质量、高效率的日本ＯＴＣ半自动氩弧焊机。　２＿２　ＭＩＧ焊接工艺　（１）工艺原理　下：母线结构复杂、流程严格；母线加工精度高，安装要求　尺寸精确；槽上母线焊接空间狭小；槽间母线间隙小且焊　接量大等特点。　ＭＩＧ焊是采用实芯焊丝，在惰性气体（Ａｒ）保护下进行　的一种电弧焊方法，该方法采取合适的焊接参数，对铝母线　进行半自动焊接生产，以工艺保证焊接质量，克服了铝合金　焊接时易出现熔合不良、气孔等缺陷，是一种焊接铝及铝合　金较好的焊接方法。　２铝母线焊接原理及方法　铝由于它的熔点低，极易氧化，生成气孔等特性，因而　焊接难度较大，焊接方法与焊钢基本相同，但铝电解母线截　面大，没有较高的热能很难满足焊接要求。经过多方面的科　学论证，熔化极氩弧焊（ＭＩＧ焊）具有电弧热量集中，焊接穿　（２）工艺流程　铝板的坡口制备，清理焊接区域（先化学法再机械法），　组对，打底焊，填充焊，盖面焊，机械磨平（砂轮），组对下一　层，焊接，检查验收。　透力强，对母材熔深大、生产率高等优点。本工程采用半自　动熔化极氩弧焊接技术对铝母线进行焊接。　２１材料及设备　（１）母材规格　焊接母材为各类规格的铸铝母线（截面积）：　２１０ｍｍ　３８０ｒａｍ、１２０ｍｒｎ　４６０ｍｍ、９０ｍｍ　４６０ｒａｍ、　、　＼封面立焊，　一　卜ｆ　一　瞄ａＩ稿ｆ　———一　、　二　ｌ　ｌ　ｌ　　．６０ｍｍ　４６０ｍｍ等，其铝含量最低９９－７％；　／铝母线　瓤　Ｊ　＼：　一　一ｆ　１　／　，　—～一　一一　　一　—、—、　／　ｔ　二　＼　平角焊　甥　缴　收稿时间：２０１８－０５　～　Ｉ　作者简介：覃有群，女，生于１９８１年，壮族，广西环江人，研究生，工程师　研究方向：机电工程项目、冶金工程项目施工技术。　图１焊接位置示意图　５８　世界有色金属２０１８年６ＦＪ下　Ｍ　（３）焊接技术　杀川…　１１１１　ｉｌｉｌＩ　管理目标，从公司管理层到焊接班组再刨焊工个晰　宴质量　奖惩制度；关键岗他及特殊工种必须持证上岗，恨据宴际情　况进行岗前培训。　母线与母线之间既可通过多块铝板霍加焊接形成母线　焊接接头，也可通过多束铝软带叠加焊接形成母线焊接接　，接头的焊缝有多种焊位，焊接位置示意图如网１所示。　ａ．熔化极氩弧焊焊接参数见表１（本分部工程板厚为　机：施工所用焊接设备、检测汁　仪器住　接ｉ）ｉｉ．ｔ　进行　技术　定，以保证埠接质量的技术耍求　料：焊接材料母线材料需经过ｊ方（厂家、　方、甲方）　检测合格，遵照质量管理体系的物资验收　序～＇１　ｚ．－．验收后，　１Ｏｍｍ　ｏ　表１　熔化极氩弧焊焊接参数　焊件厚度焊丝直径焊接电流焊接电压氟气流量喷咀直径　（ｍｍ）　７～１【１　才能使用。　法：进行焊接工艺评定，编制作业指导书，对作业人　进行技术交底。　（ｎｌｎ１）　２【１　（Ａ）　２Ｈ￣ｌ～３２（）　（Ｖ）　２８～３４　（Ｌ／ｒａｉｎ）　ｌ　５～２｛ｌ　（ｍｍ）　２（１　环：针对当地的施工环境，合即安排施工进　，对可预　ｂ。粥　线焊接接头的第一层铝焊板应采用无坡口、无间　隙对（角）接，焊后的焊肉以不影响第二层铝焊板与第一层　铝焊板的贴紧。第二层及其它各层铝焊板均应采用坡口填　见的环境因素采取预控措施。　３＿２施工过程控制及关键问题解决　大　电解槽的锅母线安装操作空　狭窄、挥缝长焊口　焊，铝焊板焊接铸铝母线端而的间隙为３ｒａｍ～５ｍｍ，焊　后的焊肉基本上与铝焊板齐平，焊完最后一层必须施以封口　焊，使其焊肉高为２ｍｍ～３ｍｍ。　多，焊接安装可分为椭外焊接预ｔｔ￣ｊｐ，ｃ，－Ｉ１椭上焊接　诞。　保证　焊接安装过程中的质量，采取以卜描施。　（１）首件认可　铝母线的安装采用先在槽外大规模组焊成那件的工序，　在确保安装工序的前提下尽量减少现场槽上的焊接ｍ，从而　改善了安装及焊接环境，极大地提高了施工效率　、冈此，对　于批曼焊接的部件，必须进行　什认可，防ｄ：ｌ夫ＩＪ贡∽Ｉ＇ｉｉ］　造　ｃ．现场槽上铝母线各个焊接接头的焊接，按照先里后　外，先下厉一ｈ的顺序进行。　ｄ．同一　母线接头的焊接应一次连续焊成，硬焊片（铝　焊板）的焊接按顺序应遵衢先罩后外、先下后上，以及焊完　硬焊片（销焊板）两焊接端口后再覆盖下一硬焊片（铝焊板）　成大而积返工。　（２）变形处珲　的原则。同一处有多个并列接头的焊接，应采用相互交错，　分层渐进的焊接方法施焊。　ｅ．锅母线接头焊成后。应在接头附近明显处打上焊工代　号和日期钢印。焊工对发现的裂纹、气孔等严重缺陷，应及　ａ．预制焊接时，冈铝焊接应力容易导致变形，　此锅焊　接通常在夹具紧阁下进行，制作　应的胎具模　控圳　线变　形．以确保预制焊接后铝母线的尺寸符合设计文件要求。　时反映和处理，不得随意覆盖、隐瞒缺陷。　（４）操作要点　ｂ．安装焊接时，采用反变形描施。将不留　隙的焊板放　入母线垂直中心１１２处，进行点【刮焊接。将留ｆｆｌ１ｊ］隙的焊板　ａ．施焊时应采用“左焊法”为宜。ＭＩＧ焊熔滴过渡形式　的选择采用射流过渡的形式。　沿着中心向外分别焊接，同时也可采用两人对称焊接，效果　更好。即，沿着中心焊板，第二块先焊左侧后焊存侧，篦三　块先焊右侧后焊左侧，如此循环进行焊接，保持　线受热均　匀，使焊接变形量大为减小。　（３）开展质量控带ｌＪ活动　ｂ．施焊：在保证厚铝板一侧熔合良好的情况下，焊枪（焊　丝）以直线或划小格向前运动，焊接速度适当快些。焊道要　细、焊层要薄，控制熔池形状、熔化的铝屑不得超越焊丝之　前，否则厚铝板一侧将会出现未熔合、焊道两侧夹角过深等　开展ＱＣ活动，不仅可以保证质遗，还可以ＪＪｕ怏施工进　度，【犬Ｉ铝软带焊接位置比较狭窄，存质　控制　施ｒ　进度上　缺陷。熄弧时，当焊丝运动到坡口边缘，焊丝应回焊２０ｍｍ　左右，防止产生弧坑．同时焊枪也不可马上抬起，应使滞后　氩气功能继续保护尚未完全凝固的熔池免受空气的侵入，防　止产生气孔。每个接头要连续焊完，中途不得停顿。　都受到制约，通过ＱＣ小组开展的活动，并采ｌ仪　施进行合　理的控制，很好的解决了铝软带焊接难题。　４结语　３焊接过程的质量控制措施　铝母线的焊接是一种特殊过程，为保证母线的焊接质　量，整个环节必须严格执行质量管理体系标准。　在焊接施工过程中，采用的先进没备以及先进焊接技　术，经过现场精心管理和严格的质量控剖，该工程铝母线焊　接分部工程合格率达到１００％，销母线悍接接头咆压降令部　符合规范要求，电压降的降低大大降低了设计产能电能消　耗。四　３＿１预控措施　为确保创优目标的实现，对焊接质量从源头开始控制，　方案．作业指导书，施工工艺卡，操作规程，从人员、设备、　材料、施工工艺等以几点做好充分的准备工作。　人：在人员管理方而组织并建立完善的质量岗位责任　制，明确每个岗位职责。建立各项质量管理制度，制定质量　Ｅ翟￡：ｌ一　㈦　】　［｛Ｊ　　Ｊ＿＿　·　弦　■　－　ｌｌＩ　’　’　。一　、．１＿‘　　，。　。。　。。　ｉ，　‘　．＇ｌｌ～　、　、　·　２０１８年６月下世界有色金属　５９