改進(jìn)陽極導(dǎo)桿組焊接工藝提高導(dǎo)桿組循環(huán)利用率

改進(jìn)陽極導(dǎo)桿組焊接工藝提高導(dǎo)桿組的循環(huán)利用率王濤（中鋁蘭州分公司機(jī)修廠，甘肅蘭州730000）摘要：本文針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中，陽極桿組由于各種原因鋁導(dǎo)桿與爆炸塊的鋁一鋁焊接部位以及爆炸塊鋼一鋁結(jié)合面經(jīng)常出現(xiàn)開焊現(xiàn)象，利用改變破口形狀、異形補(bǔ)強(qiáng)爆炸焊塊補(bǔ)強(qiáng)、規(guī)范焊接工藝的方法進(jìn)行改善優(yōu)化，提高導(dǎo)桿使用壽命和周轉(zhuǎn)率，降低電解生產(chǎn)成本。關(guān)鍵詞：陽極導(dǎo)桿。焊接工藝。爆炸塊。補(bǔ)強(qiáng)1引言陽極鋁導(dǎo)桿是預(yù)焙電解槽生產(chǎn)重要的損耗部件。是電解生產(chǎn)中不可缺少的導(dǎo)電組成部分，由鋁導(dǎo)桿、爆炸塊和鋼爪依次焊接而成，見圖1。圖I陽極球桿組結(jié)構(gòu)示意圖陽極桿組起著輸送電流和吊掛炭塊組的雙重作用。由于400kA系列使用的是雙陽極，爆炸塊與導(dǎo)桿的鋁一鋁焊接面是導(dǎo)桿組的機(jī)械強(qiáng)度的一個(gè)薄弱點(diǎn)，特別是400kA電解系列，此處焊縫承擔(dān)著爆炸塊、鋼爪和兩組碳?jí)K的全部1850.8kg的重量，在實(shí)際生產(chǎn)中，由于自重和使用原因鋁導(dǎo)桿與爆炸塊的鋁一鋁焊接部位以及爆炸塊鋼一鋁接觸面經(jīng)常出現(xiàn)開焊現(xiàn)象，加上在換極作業(yè)中開縫不到位，操作不當(dāng)?shù)入娊獠僮鬟^程中受力情況復(fù)雜，特別是在采取強(qiáng)化電流和極上保溫料厚度增加后，陽極導(dǎo)桿和爆炸塊的負(fù)荷大大增加，開焊現(xiàn)象頻發(fā)，從而造成整個(gè)陽極導(dǎo)桿組的下線維修，爆炸塊使用量大，維修成本高，浪費(fèi)極其嚴(yán)重，更重要的是影響鋁電解槽的正常生產(chǎn)。此類導(dǎo)桿組的維修是用氣刨將其連接處刨開，修整鋁導(dǎo)桿焊接坡口后用新爆炸塊重新焊制。但是焊接完后還是開焊，為了降低開焊率，提高陽極導(dǎo)桿的周轉(zhuǎn)率我們對(duì)其焊接工藝進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。2焊接坡口的改進(jìn)優(yōu)化鋁導(dǎo)桿和爆炸焊塊焊接時(shí)，在鋁導(dǎo)桿上打有坡口，見圖2。圖7鋁球肝坡II但是在焊接時(shí)由于導(dǎo)桿坡口處沒有清理干凈，焊槍嘴伸不到底，操作人員持續(xù)作業(yè)疲勞時(shí)焊槍嘴與爆炸焊塊夾角過大，見圖3。導(dǎo)致焊接完后焊縫出現(xiàn)氣孔、未焊透、未熔合等缺陷，見圖4、圖5。其中未熔合的產(chǎn)生與焊接坡口形狀與焊接規(guī)范有很大關(guān)系。

圖5未培含在使用過程中鋁一鋁焊口開焊，導(dǎo)桿和鋼爪分離，嚴(yán)重影響導(dǎo)桿的使用壽命和電解車間的安全平穩(wěn)生產(chǎn)。但是由于爆炸焊塊的原因不能采取提高焊接熱輸入量的方式解決，因?yàn)闇囟忍咪撘讳X受熱膨脹系數(shù)不一樣導(dǎo)致爆炸焊塊鋼一鋁結(jié)合面裂開。根據(jù)焊接接頭靜強(qiáng)度計(jì)算公式，焊縫所承受的最大拉力公式為：F=aXA式中:F一焊縫所能承受的力。a一焊縫材料的許用應(yīng)力。A一焊縫截面積。由此可見，焊縫的承載能力與其截面積成正比。所以我們?cè)诤附舆^程中改變坡口形狀增大焊縫截面積以提高焊縫承載能力。坡口根部加工成5mm鈍邊，使焊絲能夠深入根部充分融化母材。改進(jìn)后焊縫的截面積變化見圖6。圖6改進(jìn)前蓿坡口和焊縫的榷而積變化從圖6看出，改進(jìn)后的坡口使焊縫的截面積明顯加大。那么其承載能力也將明顯加強(qiáng)。焊槍嘴也容易伸到底部，防止未焊透和未熔合缺陷的發(fā)生。3使用補(bǔ)強(qiáng)塊補(bǔ)強(qiáng)在改進(jìn)焊接坡口的同時(shí)采用異形爆炸焊塊進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。在鋁導(dǎo)桿與爆炸塊鋼材部分之間，利用異形爆炸塊將其連接起來作為爆炸塊鋼一鋁復(fù)合面的補(bǔ)強(qiáng)板。增加換極作業(yè)時(shí)的爆炸焊塊抗拉強(qiáng)度。增強(qiáng)各焊口間的抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)電率也有所提高。我們所使用的異形爆炸塊見圖7所示。補(bǔ)強(qiáng)后的導(dǎo)桿組如圖8所示。補(bǔ)強(qiáng)后的導(dǎo)杵組示廿圖4遵守焊接工藝，規(guī)范施焊另外，在焊接時(shí)嚴(yán)格遵守焊接工藝，規(guī)范施焊。在焊接前用鋼絲刷將坡口處和爆炸焊塊表面清理干凈，保持焊槍合適的傾角。在坡口面上有瞬間停歇，焊絲在熔池的前沿，然后周圍四點(diǎn)點(diǎn)焊固定，再采取多層多道對(duì)稱焊法，以消除焊接應(yīng)力，保證焊接質(zhì)量。多層焊接中各道焊縫連續(xù)完成，每層焊縫為4?6mm，不允許有氣孔、夾渣、未溶合、裂紋等缺陷。通過改進(jìn)后的導(dǎo)桿組使用周期大大延長(zhǎng)，導(dǎo)桿組的循環(huán)利用率提高，返修率、生產(chǎn)成本和維修成本降低，