超厚度銅排的焊接工藝

1、超厚度銅排的焊接工藝王朱鑫 蔣愛(ài)國(guó)上海華誼集團(tuán)建設(shè)有限公司二二年八月十三日一、概述：我公司承接的上海氯堿總廠十五萬(wàn)噸/年離子膜燒堿工程，是由化工部第八設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，其中從變壓器到電解廠房的導(dǎo)電銅排為厚55，寬300的紫銅排（T2），為保證導(dǎo)電性能，提高使用壽命，方便維修，設(shè)計(jì)院提出是否能將傳統(tǒng)的銅排螺栓連接改為焊接連接形式，在超大厚度導(dǎo)電銅排的焊接施工工藝上有一個(gè)重大突破。為此我們查閱了大量國(guó)內(nèi)外焊接技術(shù)文獻(xiàn)，當(dāng)時(shí)都沒(méi)有這樣大厚度銅排的焊接資料可供參考，因此只能靠自己進(jìn)行試驗(yàn)和摸索，完成了氬弧焊對(duì)大厚度銅排進(jìn)行焊接的一套工藝。二、焊接設(shè)備和工藝1、焊接設(shè)備 焊機(jī)：采用AX600型直流焊機(jī)加控制箱

2、。 焊槍：根據(jù)工藝要求，采用600A水冷焊槍（請(qǐng)專業(yè)單位定做） 循環(huán)水設(shè)備：為保證對(duì)焊槍和加熱器的冷卻，確保在使用中有一定的水壓，不斷水，并達(dá)到節(jié)約水的目的，自制了一套循環(huán)水系統(tǒng)，對(duì)冷卻水進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)。 加熱設(shè)備：自制一套氧、乙炔加熱器用于對(duì)工件加熱。 勞動(dòng)保護(hù)：在氬弧焊槍下面做了檔板對(duì)焊工的手部和焊槍進(jìn)行隔熱保護(hù)，焊工采用石棉手套。 工夾具：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況自制部分胎具和工夾具，用于銅排翻身和運(yùn)輸安裝。2、焊接工藝：采用氬弧焊雙面焊工藝 工藝參數(shù)：焊接電流：500550A 焊接電壓：2224V 氬氣流量：1215l/分 焊絲：HS202 56 鈰鎢棒 6 坡口角度：3035° 裝配間隙

3、：12 極性：直流正接 預(yù)熱溫度：550左右 針對(duì)銅的導(dǎo)電性良好，散熱快，焊接時(shí)易氧化，焊接時(shí)對(duì)溫度要求高等特性，我們采用自制的加熱器在銅排下面進(jìn)行加熱，上面采用碳板進(jìn)行保溫（圖1）。 由于銅液流動(dòng)性很高，為防止焊接時(shí)下塌，在工件下部加一槽鋼，在槽鋼內(nèi)加滿自動(dòng)焊劑（HJ431），在焊縫反面托住熔化金屬（圖2）。 為確保焊縫處的導(dǎo)電截面積，在銅排兩側(cè)各加一塊碳板（圖3）保護(hù)，防止銅液流出，形成邊緣凹陷。碳板要求與銅排厚度相同。焊接完畢后用機(jī)械方法將銅排兩邊加工至與母材平齊。焊縫表面余高應(yīng)控制在3以下范圍內(nèi)，但不得低于母材。 坡口采用機(jī)械方法加工，焊前對(duì)坡口及邊緣50范圍內(nèi)用丙酮清洗，去除油污，坡

4、口形式（如圖4）。 焊接時(shí)需快速連續(xù)焊，不能間斷，每道焊縫的寬度宜為焊絲直徑的34倍。焊接操作時(shí)擺動(dòng)不宜過(guò)大。如發(fā)現(xiàn)氧化嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)加入適量的銅焊劑脫氧，并及時(shí)做好清理工作。 焊完一道焊縫后應(yīng)立即對(duì)焊縫錘擊，采用錘的端頭帶有R35圓角的錘進(jìn)行連續(xù)密集的錘擊，直至將焊縫表面打出均勻的密排麻點(diǎn)為止，目的是以錘擊形式增大銅的致密性，提高焊縫強(qiáng)度及導(dǎo)電能力，減少焊接應(yīng)力。三、對(duì)焊工的要求： 所有上崗焊工必須進(jìn)行焊前培訓(xùn)。 培訓(xùn)要求是按工藝要求的參數(shù)進(jìn)行施焊，并對(duì)焊縫進(jìn)行拉力試驗(yàn)，彎曲試驗(yàn)，斷口檢查和表面著色檢驗(yàn)，全部合格的方能上崗。四、焊縫檢驗(yàn)及質(zhì)量控制：由于超厚銅排密度大，無(wú)法對(duì)焊件進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，在當(dāng)

5、時(shí)情況下也無(wú)法測(cè)定電阻值，因此設(shè)計(jì)院要求對(duì)每條焊縫通以實(shí)際使用中的最大負(fù)荷電流，要求在焊縫處的最高溫度不得超過(guò)70，并對(duì)焊縫表面進(jìn)行著色檢查，無(wú)裂紋為合格。實(shí)際測(cè)溫時(shí)在室外進(jìn)行，當(dāng)時(shí)室外氣溫在35以上，我們?cè)跓o(wú)任何遮陽(yáng)保護(hù)的情況下，測(cè)得焊縫表面的最高溫度為63，一般為5055左右。焊縫表面著色檢查全部合格。完全達(dá)到設(shè)計(jì)院提出的要求。為保證焊接質(zhì)量，由專職檢驗(yàn)人員對(duì)焊接過(guò)程中的各類參數(shù)，上崗焊工等進(jìn)行嚴(yán)格控制和檢查，確保焊接過(guò)程始終處于受控狀態(tài)。五、結(jié)論：十五萬(wàn)噸/年雙極槽離子膜燒堿裝置，從1990年滿負(fù)荷投產(chǎn)到目前，已十二年，超厚度銅排的焊接工藝，經(jīng)受了實(shí)際生產(chǎn)的考驗(yàn)仍良好如初，不僅完全滿足了設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也為建設(shè)方節(jié)約了近百噸的銅材和大量的高強(qiáng)度雙頭螺栓、螺母，并減少了大量的機(jī)械加工工作，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值都十分可觀。事隔9年，即1998年上海氯堿總廠又一套10萬(wàn)噸單極槽離子膜燒堿生產(chǎn)裝置也由我公司施工，對(duì)超厚銅排焊接也采取了同樣工藝，經(jīng)近三年來(lái)的生產(chǎn)運(yùn)行，工程使建設(shè)方滿意，設(shè)計(jì)方滿意，監(jiān)理方滿意，市質(zhì)監(jiān)部門滿意，同時(shí)也