采取措施保证400KV电解槽长侧的焊接质量.doc

采取措施保证400KV电解槽长侧的焊接质量董宏生(十二冶结构公司、山西、河津043300)摘 要： 400KA电解槽是目前国内及世界上比较大的槽型。由沈阳铝镁设计研究院进行设计，由我们单位进行施工。本槽型的特点是不仅尺寸大而且摇篮架、散热板、长侧、斜侧、围板整体焊接成型。焊缝集中、焊脚大，在整个的工程中长侧的焊接是一个最主要的问题，焊接工艺的好坏直接影响到焊接变形和成型。如果焊接变形大，增加了火焰矫正的难度。严重的降低了工作效率，增大了成本，所以研究焊接变形，提出合理的焊接工艺规程有着很重要的意义。不仅是对于本次工程，而且对于我们以后的施工积累了经验。通过不断改进和试验，焊接后的成型和变形达到了预期的效果，焊接变形很小，不仅减少了矫正的工序，而且极大的降低了成本。这个工艺规程得到了甲方及监理的认可。关键词：长侧、焊接变形、热输入、焊接质量、质量检验、工艺过程、检验结果第一章、概述400KA电解槽是目前国内及世界上比较大的槽型，在兰州有几台试验槽。通过试验本槽型各项指标达到了设计及生产的要求。在中铝包头分公司正式的投入运行。我们承担的有60台的制作安装任务。本槽型的结构为焊接结构。整体结构尺寸为18570X4820X1836，总重量为：40多吨/台。长侧的尺寸为：15985X16435，包括长侧、斜侧、围板、散热板、摇篮架。结构复杂，焊接焊缝多、焊脚大，而且要求整体焊接成型。所以本次工程中控制长侧的焊接变形是影响到整个工程质量前提，通过实践和结合以往的施工经验总结出了一套适合我们施工的工艺过程和方法，达到了预期的效果。经过检验我们的工艺在同时施工的三家单位中具有工艺先进、合理、简单、经济、高效的特点，值得推广使用。下面是长侧的示意图图1 长侧示意图第二章、施工工艺方法的选择根据以往的施工经验决定采用胎具进行施工，使用胎具的好处是成型效果好，效率高。但是我们以前的施工是使用一个胎具进行施工，只是以前的长侧长度比较小，焊接工艺比较的简单。为了保证质量我们提出两种方案进行试验。方案一：根据图纸及有关规范的要求选用如下：由于图一中的复杂结构我们在原先的工艺中考虑了分解的方法及采用以下的工艺过程：1、摇篮架下料、组对、焊接2、散热板下料成型3、在长侧板上进行散热板的焊接。如下图图2散热板成型图4、切割以后在弧型胎具上进行摇篮架的组装、焊接5、最后在胎具上进行斜侧等组装焊接（如下图）图3 长侧在胎具上的组装焊接图方案二：通过实践我们发现采用方案一的工艺过程能达到施工的要求，但是在施工的过程中由于要采取很多的工艺过程，特提出方案二。具体的工艺过程如下：1、把所有的零部件包括长侧板、斜侧板、摇篮架、散热板、围板等下料和组装成型。2、在组装胎具上进行组装焊接组装胎具见图3总结结果，采用方案二也能达到图纸及规范的要求。所以我们决定采用方案二。但是采用方案二焊接的顺序和工艺是一个关键的过程。第三章、焊接工艺过程由于我们要采用方案二，所以我们的焊接工艺和焊接方法就是一个关键的问题。同时在焊接的过程中尽量采用合理的方法和焊接参数，尽量减少焊接热输入，采取强制措施减少焊接变形是我们的目的和结果。1、焊接热输入由电弧电压、焊接电流、焊接速度来确定焊接热输入的计算公式如下： Q=60IU/v （1）式中：Q为焊接热输入j/cm、I为电流，A、U为电压，V、v为焊接速度，cm/min。降低电弧电压，增大焊接速度，将可减少热影响区的尺寸，同时还可以防止过热组织和晶粒粗化。因此，在焊接工艺规程要求范围内，调试出一套合理的焊接工艺参数，使焊完的焊口具有很好的外观和内部质量。焊接参数的调节见下表1表1 焊接参数的控制 电弧电压焊接电流焊丝直径焊接速度气体流量19V120135A1.2mm250350mm/ min20L/min 2、焊接设备的选用为减少焊接变形我们决定采用CO2气体保护焊接设备，采用此设备的优点是：（1）可以用机械连续送丝方式不仅适合于构件长焊缝连续焊接，还因为不用焊剂而使设备简单，操作简便。（2）因使用细焊丝、大电流密度以及有气体的冷却、压缩作用，而使电弧能量集中，焊缝熔深比手工电弧焊大，焊接效率高，为手工焊接的4 5倍。（3）因焊道窄，母材加热比较的集中，热影响区小，相应的焊接变形及残余应力小。通过我们多年的经验我们决定采用性能比较稳定的唐山松下500型焊机。3、焊接工艺过程及焊接顺序由于本次构件属于焊缝密集，长度大。所以焊接顺序和焊接工艺是一个关键的过程我们经过实验采用以下的焊接顺序：焊接顺序图4（1）先焊接散热板：1、2、3、4（2）焊接摇篮架：5（3）焊接长侧与斜侧：6（4）焊接围板：7为保证工程的进度，我们指定四名有焊工资格的工人，分四个区间按照上面的方法同时进行焊接。4、正在施工中的长侧第四章、检验结果通过以上的工艺过程和方法，我们对于焊接完成以后的长侧进行了实际的检验，检验的结果如下：长侧板检验结果如下表：单位工程名称南电解厂房设备制安工程分部工程名称电解槽设备制安施工部位CC1、CC2施 工 单 位中色十二冶项目经理技术负责人专业单位十二冶金属结构公司专业单位负责人专业项目经理主控项目编号检 验 评 定 标 准施 工 单 位 自 检 记 录监理（建设）验评结果1钢材的品种、规格、性能必须符合现行国家产品标准和设计要求符合设计要求2钢材切割断面必须无裂纹、夹层；切割边缘的飞边、毛刺及溶渣等打磨干净符合设计要求3焊接材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求符合设计要求4焊工必须经考试合格并取得合格证书取得合格证书5焊接工地环境温度不低于+5，否则必须采取相应措施保证焊接质量都+5以上施焊，焊接质量合格6长侧板与斜侧板反变形焊接专用胎具，必须符合电解槽长侧板制作要求符合电解槽长侧板制作要求一般项目7焊缝的外观质量优良 8项次 项 目允许偏差（mm）施 工 单 位 自 检 记 录1侧板内壁高度（每块3点）3+1 +1 +2 +2 +1 +1 2侧板内壁长度（每块3点）5 +2 +5 +1 +2 +5 +53侧板对角线差（每块1点）7 3 24侧板纵向变形（每块3点）3 2 2 3 （4） 2 15阴极孔纵横中心线（每块3点）2 +1 +1 +2 +2 +2 +16阴极孔开孔尺寸（每个块点7点）+1.5+1 +1.5 +1 +1 0 +1.5 +1+1.2 +1 +1 +0 +1.5 （+2.0）+1检查结果主控项目检查 6 项， 其中 6 项符合要求。一般项目检验项目共查 2 项， 其中 2 项优良， 优良率 100 %。允许偏差项目共测 40 点， 其中 38 点合格， 合格率 95 %。通过实际的检验符合国家及有关的验收规范达到了预期的效果。同时也节省了传统工艺中的矫正工序。第五章、总 结我们通过实际的检验，在施工的60台电解槽中，不仅速度快而且成型效果很好，为我们以后在特大型电解槽的施工中积累了丰富的施工经验和总结出了一套完整的施工方法。同时由于采用正确的焊接工艺