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1、320KA电解槽焊接与变形控制320KA电解槽是目前国内最大的电解槽，是国家推广的槽型（1652450441822mm。槽重约40吨）。具有能耗低、容量大、环境优、科技含量高等技术优势。属于当今世界电解铝行业的先进生产工艺。槽壳由端板、侧板、底版、摇篮架四部分组成。320KA电解槽结构大，焊缝多，焊接变形大。控制焊接变形和保证机何尺寸是制作过程中的两大难点。本文着重介绍了通过选择合理的焊接方法、焊接参数、焊接顺序，接合反变形和钢性固定来控制焊接变形和保证几何尺寸。一、焊接工艺：1焊接方法的选择：槽壳制作焊接量大，焊接变形较难控制。端板、侧板、摇篮架的焊接选用CO2气体保护焊，它具有热量集中、受
2、热面积小、焊接效率高、焊后变形小等特点。底版的焊接选用埋弧焊。2CO2保护焊的焊接工艺：2.1电解槽槽壳材料为Q235，板厚1215mm。焊缝多为角焊缝，焊角68mm。根据保护焊的特点和工程情况，平焊熔滴过渡形式采用射流过渡,此形式具用熔深大、成形好、焊接效率高等特点；向上立焊时如熔池较大，铁水易流失，采用小电流小电压的短路过渡。2.2工艺参数选择原则：2.2.1平焊时，为了保证熔热和提高焊接效率，在保证飞溅不过大的前提下，宜尽量采用稍高些的电流。焊丝选用H08Mn2SiA、1.2的焊丝，焊接电流选在220240A，匹配电压由下式计算：U0.04I+202（V）。2.2.2立焊时，焊接电流选在
3、170180A，匹配电压由下式计算：U0.04I+162（V）。2.2.3电弧电压增加时，熔深减少、飞溅变大。飞溅对焊接不利，又给打磨除锈工序带来困难。电弧电压不宜选择过大。2.3焊丝伸出长度对焊接电流、焊缝熔深、飞溅影响较大。过长，焊缝熔深浅、飞溅大；过短，易烧导电咀。合适的焊丝伸出长度L10d (d为焊丝直径)。2.4焊接采用左焊法，直流反接。2.5工艺参数电流(安)电压(伏)焊速mm/min气体流量L/min焊丝直径(mm)焊丝牌号平焊2202402832404524261.2H08Mn2SiA立焊1701802024353816181.2H08Mn2SiA3.埋弧焊焊接工艺3.1底板为
4、12mm钢板对接平焊，采取正面焊一遍，背面清根焊一遍，按工艺要求背面余高01mm。3.2焊丝选用H08MnA、4mm。焊剂选用HJ-431，300350烘干。3.3经实验，正面焊保证5mm的熔透深度。反面炭弧气刨清根焊接，底版冷却后，基本可保证底版的平整度。3.4参数选取原则：3.4.1焊接电流过大，熔深加大，焊缝形状系数(BH B：焊缝宽、H熔深)减小，易出现焊接裂纹和烧穿；焊接电流过小，易出现未焊透或未熔合。结合底板工艺要求，正面焊接电流保证熔深即可，背面按焊缝最佳成型来选取。3.4.1不留间隙对接接头：熔深H=KmI（Km取1.1，I表示电流）正面焊时，电流选取480A500A，电弧电压
5、38v，焊接速度400mm/min。3.4.2背面碳弧气刨清根，电压选择580A600A，电压大小按I/V=100/1.3比例增加，电压应选取39V，为了获得较宽的焊缝、较低的余高，电压实际选4143V，焊速选350mm/min。焊接参数如下：电流(安)电压(伏)焊速mm/min焊丝直径（mm）焊 丝牌 号焊剂正 面48050038394004.0H08MAHJ431背面清根58060041433504.0H08MAHJ431二、端头焊接：端头主要由端侧板、环板、围带及筋板组成，外形尺寸为50441372755mm，重约2.9吨，见图(1)。图1 环板 围板 筋板 端侧板1. 变形分析：端头结
6、构复杂，焊缝较多，焊接量大。措施不当，易发生扭曲变形；焊缝均分部在端侧板一壁，焊完后，会造成端头开口变大。2.措施：2.1虽端头焊缝较多，但对称分布，可采取对称焊接。2.2钢性固定，强制焊件不能自由变形。3.组对焊接：3.1围带长而窄，卷制时易发生扭曲变形。在施工中，多条围带在一块钢板上切割，切割时，多条围带的两端部、中部各留100mm不切割，等卷制完后切开，这样可防止切割和卷制变形。易与装配。3.2胎具准备：根据端侧板图纸制作胎具，胎具应具有足够的强度，长度方向小于端侧板内壁2mm，开口略向内。3.3把端侧板固定于胎具上，固定应牢固。在胎具与端侧板间加润滑剂，以便脱胎。按图纸尺寸把环板、围带
7、、筋板组对在端侧半上，用CO2点焊固定。3.4焊接顺序：先焊接焊缝16（见图1；4、5、6与1、2、3对称分部），由两名焊工对称焊接；焊接围板与筋板组成方格内外的平角缝，由两名焊工由中心向两侧对称焊接。焊接过程中，需翻转两次胎具，尽量焊平角。围带与围板内角缝由焊工进行经验焊接。 3.5焊接完毕，端头冷却后方可脱胎。2. 6检查半成品，各种尺寸符合规范要求。三、长侧制作焊接：1.变形分析：1.1长侧由长侧板(14298107216mm)、斜侧板(1099842416mm)、双层翼板(1397830016mm)（下层翼缘板开孔与摇篮架连接）和筋板组成。1.2长侧板和翼板很长，焊接时，两层翼板垂直焊
8、接在长侧板上，有四条通长焊缝，焊角6mm。主要会造成成侧板和翼板很大的纵向收缩量；长侧板的角变形，横向上翘；翼板焊接时，先焊内角缝，先焊的焊缝变形大，两翼板上部向内勾角。1. 3斜侧板与长侧板组对焊接时，引起纵向收缩和角变形。2. 控制变形措施：2.1预留收缩余量：下料时，长侧板、翼板、斜侧板均预留20mm收缩余量。为了确保焊后下层翼板孔的位置准确，号孔时须留收缩余量。根据有关文献上的经验值结合工艺评定，确定每米收缩量为1mm。在实际号孔时，从中心向两侧1m长度内予留1mm的收缩余量。尺寸如下表：距中心第1孔234567891011图纸尺寸2003507509001300145018502000240025502950实际尺寸20035075190113011451185220022402255229532.2钢性固定、反变形、合理的焊接顺序。2.2.1长侧和翼板焊接时，制作胎具如图2：.2在胎具上组对长侧板、翼缘板、筋板。点焊牢固。长侧板与翼缘板中心线一定要对正。长侧板一定要用卡具卡死在胎具上。两道翼板上部用卡具固定。由于焊缝多，焊接量大，单独采取钢性固定无法完
