專利名稱：大型預(yù)焙陽極電解槽槽殼制作的變形控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防變形控制工藝，特別涉及一種大型預(yù)焙陽極電解槽槽殼制作的
變形控制方法。
背景技術(shù)：
大型預(yù)焙陽極電解槽是指300KA以上的電解槽，它由一塊底板、兩塊長(zhǎng)側(cè)板、兩塊 端側(cè)板、兩塊斜側(cè)板焊接組成。斜側(cè)板與底板及長(zhǎng)側(cè)板均呈135。角，端側(cè)板的兩個(gè)端部圍 城1/4周長(zhǎng)圓弧，斜側(cè)板與端側(cè)板1/4周長(zhǎng)圓弧部分連接相貫形成橢圓。各部分單獨(dú)制作， 再整體組焊，其幾何尺寸及焊接質(zhì)量要求較高，是電解鋁工程施工中的一個(gè)施工技術(shù)難點(diǎn)。 船形的槽殼結(jié)構(gòu)形式使端側(cè)板和長(zhǎng)側(cè)板難于加工，且在制作過程中容易產(chǎn)生難于矯正的變 形，主要為焊接變形。因此在槽殼制作過程中變形控制、確保幾何尺寸是大型預(yù)焙陽極電解 槽槽殼制作的關(guān)鍵技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提供一種大型預(yù)焙陽極 電解槽槽殼制作的變形控制方法，該方法可有效地避免電解槽在組裝焊接的過程中產(chǎn)生的 焊接變形現(xiàn)象，從而提高了電解槽的制作質(zhì)量。 本發(fā)明的技術(shù)方案是一種大型預(yù)焙陽極電解槽槽殼制作的變形控制方法，其特 征在于 (1)采用反變形法和約束法相結(jié)合的工藝控制焊接變形對(duì)端側(cè)板采用約束法焊 接，對(duì)長(zhǎng)側(cè)板采用反變形法焊接，因此槽殼整體組裝采用反變形法和約束法相結(jié)合的工藝 進(jìn)行焊接；組裝焊接順序按先中間后兩端，先上后下的順序進(jìn)行； (2).采用二次下料來保證部件的幾何尺寸在槽殼的結(jié)合部位預(yù)留長(zhǎng)度，并進(jìn)行 二次下料來保證組裝的幾何尺寸； (3).對(duì)于端側(cè)板的焊接采用端側(cè)板冷壓成型組裝胎具，對(duì)于長(zhǎng)側(cè)板的焊接采用長(zhǎng)
側(cè)板組裝胎具，因此可有效地控制端側(cè)板和長(zhǎng)側(cè)板的焊接變形； (4).采用手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、(A氣體保護(hù)焊三種焊接方式； (5).將六個(gè)鋼筋混凝土配重塊放置在底板上，沿著長(zhǎng)側(cè)板間均勻分布，用于電解
槽槽殼整體組裝時(shí)防止變形。 上述配重快的配重尺寸為800X1000X3000mm，總重36噸。 上述端側(cè)板冷壓成型組裝胎具由成型臺(tái)、千斤頂、圓柱形壓桿、底座連接桿、主平 臺(tái)連接桿以及底座構(gòu)成，成型臺(tái)由一主平臺(tái)以及兩個(gè)豎平臺(tái)構(gòu)成，兩個(gè)豎平臺(tái)分別通過圓 弧臺(tái)對(duì)稱固裝在主平臺(tái)的兩端，兩個(gè)豎平臺(tái)分別通過一千斤頂固裝在各自的底座上，在每 一底座的兩端均對(duì)稱鉸裝一底座連接桿，在主
上述長(zhǎng)側(cè)板組裝胎具的基座的一側(cè)為用于焊接斜側(cè)板的斜面，基座面上用于焊接
長(zhǎng)側(cè)板，在基座的四周均分布多點(diǎn)固定夾具，并且在基座面的窗口位置均勻分布固定夾具；
斜側(cè)板與長(zhǎng)側(cè)板成145°角；胎具基座和固定夾具均設(shè)計(jì)有反變形弧度。 上述底板的拼焊采用埋弧自動(dòng)焊，長(zhǎng)側(cè)板與斜側(cè)板的焊接采用C02氣體保護(hù)焊。 上述端側(cè)板與長(zhǎng)側(cè)板組對(duì)時(shí)，錯(cuò)邊量《1.5mm。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是 1、本發(fā)明對(duì)端側(cè)板采用約束法和端側(cè)板冷壓成型組裝胎具進(jìn)行焊接，對(duì)長(zhǎng)側(cè)板采 用反變形法和長(zhǎng)側(cè)板組裝胎具進(jìn)行焊接，對(duì)于槽殼整體組裝采用反變形法和約束法相結(jié)合 的焊接工藝，并且組裝焊接順序按先中間后兩端，先上后下的順序進(jìn)行；因此可有效地控制 焊接變形，同時(shí)提高了制作的精度、縮短了制作時(shí)間、提高了勞動(dòng)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。
2、本發(fā)明為了確保槽殼的整體幾何尺寸，在槽殼的結(jié)合部位預(yù)留長(zhǎng)度，并進(jìn)行二
次下料來保證組裝的幾何尺寸。 3、本發(fā)明采用手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、C02氣體保護(hù)焊三種焊接方法，可提高焊 接的精度，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。 4、本發(fā)明為了有效地抑制焊接變形，槽殼整體組裝時(shí)，將六個(gè)鋼筋混凝土配重塊 放置在底板上，并沿著長(zhǎng)側(cè)板間均勻分布。 5、操作簡(jiǎn)單、提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，生產(chǎn)出的電解槽質(zhì)量可靠、精度高。


圖1是本發(fā)明的組裝示意圖。 圖2是端側(cè)板冷壓成型組裝胎具的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是圖2的右視圖。 圖4是長(zhǎng)側(cè)板組裝胎具的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是長(zhǎng)側(cè)板和斜側(cè)板焊接的示意圖。
具體實(shí)施例方式—種大型預(yù)焙陽極電解槽槽殼制作的變形控制方法，主要特征在于 1、采用反變形法和約束法相結(jié)合的工藝控制焊接變形對(duì)端側(cè)板采用約束法焊
接，對(duì)長(zhǎng)側(cè)板采用反變形法焊接，因此槽殼整體組裝采用反變形法和約束法相結(jié)合的工藝
進(jìn)行焊接；組裝焊接順序按先中間后兩端，先上后下的順序進(jìn)行； 2、采用二次下料來保證部件的幾何尺寸在結(jié)合部位預(yù)留長(zhǎng)度，并進(jìn)行二次下料 來保證組裝的幾何尺寸。 3、對(duì)于端側(cè)板的焊接采用端側(cè)板冷壓成型組裝胎具，對(duì)于長(zhǎng)側(cè)板的焊接采用長(zhǎng)側(cè) 板組裝胎具，可有效地控制焊接變形。 如圖2、3所示上述端側(cè)板冷壓成型組裝胎具，其由成型臺(tái)、千斤頂11、圓柱形壓 桿1、底座連接桿2、主平臺(tái)連接桿3以及底座15構(gòu)成，成型臺(tái)由一主平臺(tái)7以及兩個(gè)豎平 臺(tái)IO構(gòu)成，兩個(gè)豎平臺(tái)分別通過圓弧臺(tái)9對(duì)稱固裝在主平臺(tái)的兩端，兩個(gè)豎平臺(tái)分別通過 一千斤頂固裝在各自的底座上，千斤頂?shù)耐茥U12與豎平臺(tái)底板13固裝，千斤頂為螺旋千斤頂、齒條千斤頂或者油壓千斤頂?shù)囊环N，本實(shí)施例附圖所示的千斤頂為油壓千斤頂，在每 一底座的兩端均通過銷軸14對(duì)稱鉸裝一底座連接桿，在主平臺(tái)的兩面?zhèn)劝?均通過銷軸 4對(duì)稱鉸裝一主平臺(tái)連接桿，底座連接桿長(zhǎng)于主平臺(tái)連接桿，同一底座一側(cè)的底座連接桿及 主平臺(tái)連接桿共同鉸裝一圓柱形壓桿，該圓柱形壓桿與主平臺(tái)平行設(shè)置，圓柱形壓桿為圓 鋼，成型臺(tái)內(nèi)固裝支撐板，該支撐板由水平支撐板16以及豎直支撐板8構(gòu)成，可以根據(jù)實(shí)際 工況的需要進(jìn)行設(shè)計(jì)多個(gè)水平支撐板以及豎直支撐板，本實(shí)施例附圖所示的與千斤頂推桿 固裝的豎平臺(tái)底板通過一豎直支撐板連接主平臺(tái)，水平支撐板固裝在主平臺(tái)下方側(cè)板的內(nèi) 其工作原理是將需要軋制的鋼板6水平對(duì)稱放置在成型臺(tái)的主平臺(tái)上，啟動(dòng)豎 平臺(tái)下的千斤頂，兩個(gè)千斤頂通過推桿同時(shí)同速頂起兩個(gè)豎平臺(tái)，隨著圓柱形壓桿上連接 的底座連接桿以及主平臺(tái)連接桿的驅(qū)動(dòng)，圓柱形壓桿向下移動(dòng)，將主平臺(tái)兩端的鋼板壓制 成胎具的形狀。 如圖4、5所示長(zhǎng)側(cè)板組裝胎具在胎具基座17的一側(cè)為用于焊接斜側(cè)板18的斜 面，基座面上用于焊接長(zhǎng)側(cè)板19，在基座的四周均分布多點(diǎn)固定夾具20，并且在基座面的 窗口位置均勻分布固定夾具21。在長(zhǎng)側(cè)板上焊接有環(huán)板23與筋板24組合的框架22。上 述胎具基座和固定夾具均應(yīng)用了反變形原理，設(shè)計(jì)有反變形弧度A。
本胎具的使用方法是 (1)、組焊前應(yīng)先完成環(huán)板框架組焊、斜側(cè)板下料及長(zhǎng)側(cè)板下料和開孔等準(zhǔn)備工 作，長(zhǎng)側(cè)板下料時(shí)在長(zhǎng)度方向需留余量約40mm來補(bǔ)充焊接收縮，在槽殼整體組裝時(shí)再切 割。 (2)、組焊時(shí)先焊接長(zhǎng)側(cè)板與環(huán)板框架1、2，多名焊工同時(shí)從中間往兩邊焊，先焊接 框架里焊縫再焊接外焊縫，且長(zhǎng)側(cè)板與環(huán)板框架必需緊密結(jié)合。 (3)、斜側(cè)板與長(zhǎng)側(cè)板焊接時(shí)，如圖1先焊接外焊縫3，兩名焊工同時(shí)從中間往兩邊 焊，因胎具設(shè)計(jì)有反變形弧度，焊接時(shí)需用夾具邊固定邊焊接，以使兩板接合部對(duì)齊。冷卻 后從胎具上拆除長(zhǎng)側(cè)，再焊接內(nèi)焊縫4，因長(zhǎng)側(cè)板與斜側(cè)板之間的夾角> 145° ，因此，長(zhǎng)側(cè) 自然冷卻后斜側(cè)板與長(zhǎng)側(cè)板形成145。角。 4、采用多種焊接方法根據(jù)焊口特點(diǎn)分別選擇手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、C02氣體 保護(hù)焊三種焊接方式。上述底板的拼焊采用埋弧自動(dòng)焊，長(zhǎng)側(cè)板與斜側(cè)板的焊接采用(A氣 體保護(hù)焊。 5、為了有效地抑制吊裝變形，將六個(gè)鋼筋混凝土配重塊25(配重尺寸制作 800X 1000X3000mm)總重大約36噸，放置在底板26上，沿著長(zhǎng)側(cè)板間均勻分布，用于電解 槽槽殼整體組裝時(shí)防止變形。兩長(zhǎng)側(cè)間用倒鏈拉緊法和頂桿加千斤頂外頂法固定上部，下 部可用固定擋板加以固定。端側(cè)與長(zhǎng)側(cè)組對(duì)時(shí)，錯(cuò)邊量《1.5mm。
權(quán)利要求
一種大型預(yù)焙陽極電解槽槽殼制作的變形控制方法，其特征在于(1)采用反變形法和約束法相結(jié)合的工藝控制焊接變形對(duì)端側(cè)板采用約束法焊接，對(duì)長(zhǎng)側(cè)板采用反變形法焊接，因此槽殼整體組裝采用反變形法和約束法相結(jié)合的工藝進(jìn)行焊接；組裝焊接順序按先中間后兩端，先上后下的順序進(jìn)行；(2).采用二次下料來保證部件的幾何尺寸在槽殼的結(jié)合部位預(yù)留長(zhǎng)度，并進(jìn)行二次下料來保證組裝的幾何尺寸；(3).對(duì)于端側(cè)板的焊接采用端側(cè)板冷壓成型組裝胎具，對(duì)于長(zhǎng)側(cè)板的焊接采用長(zhǎng)側(cè)板組裝胎具，因此可有效地控制端側(cè)板和長(zhǎng)側(cè)板的焊接變形；(4).采用手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、CO2氣體保護(hù)焊三種焊接方式；(5).將六個(gè)鋼筋混凝土配重塊放置在底板上，沿著長(zhǎng)側(cè)板間均勻分布，用于電解槽槽殼整體組裝時(shí)防止變形。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型預(yù)焙陽極電解槽槽殼制作的變形控制方法，其特征在 于上述配重快的配重尺寸為800X1000X3000mm，總重36噸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型預(yù)焙陽極電解槽槽殼制作的變形控制方法，其特征在 于上述端側(cè)板冷壓成型組裝胎具由成型臺(tái)、千斤頂、圓柱形壓桿、底座連接桿、主平臺(tái)連接 桿以及底座構(gòu)成，成型臺(tái)由一主平臺(tái)以及兩個(gè)豎平臺(tái)構(gòu)成，兩個(gè)豎平臺(tái)分別通過圓弧臺(tái)對(duì) 稱固裝在主平臺(tái)的兩端，兩個(gè)豎平臺(tái)分別通過一千斤頂固裝在各自的底座上，在每一底座 的兩端均對(duì)稱鉸裝一底座連接桿，在主平臺(tái)的兩面?zhèn)劝寰鶎?duì)稱鉸裝一主平臺(tái)連接桿，同一 底座一側(cè)的底座連接桿及主平臺(tái)連接桿共同鉸裝一圓柱形壓桿，該圓柱形壓桿與主平臺(tái)平 行設(shè)置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型預(yù)焙陽極電解槽槽殼制作的變形控制方法，其特征在 于上述長(zhǎng)側(cè)板組裝胎具的基座的一側(cè)為用于焊接斜側(cè)板的斜面，基座面上用于焊接長(zhǎng)側(cè) 板，在基座的四周均分布多點(diǎn)固定夾具，并且在基座面的窗口位置均勻分布固定夾具；斜側(cè) 板與長(zhǎng)側(cè)板成145°角；胎具基座和固定夾具均設(shè)計(jì)有反變形弧度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型預(yù)焙陽極電解槽槽殼制作的變形控制方法，其特征在 于上述底板的拼焊采用埋弧自動(dòng)焊，長(zhǎng)側(cè)板與斜側(cè)板的焊接采用C02氣體保護(hù)焊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型預(yù)焙陽極電解槽槽殼制作的變形控制方法，其特征在 于上述端側(cè)板與長(zhǎng)側(cè)板組對(duì)時(shí)，錯(cuò)邊量《1. 5mm。
全文摘要
一種大型預(yù)焙陽極電解槽槽殼制作的變形控制方法，其特征在于(1)采用反變形法和約束法相結(jié)合的工藝控制焊接變形(2)采用二次下料來保證部件的幾何尺寸在槽殼的結(jié)合部位預(yù)留長(zhǎng)度，并進(jìn)行二次下料來保證組裝的幾何尺寸；(3)對(duì)于端側(cè)板的焊接采用端側(cè)板冷壓成型組裝胎具，對(duì)于長(zhǎng)側(cè)板的焊接采用長(zhǎng)側(cè)板組裝胎具，因此可有效地控制端側(cè)板和長(zhǎng)側(cè)板的焊接變形；(4)采用手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、CO2氣體保護(hù)焊三種焊接方式；(5)將六個(gè)鋼筋混凝土配重塊放置在底板上，沿著長(zhǎng)側(cè)板間均勻分布。本發(fā)明可有效地防止電解槽在制作過程中發(fā)生變形的現(xiàn)象，并且操作簡(jiǎn)單、提高了生產(chǎn)效率，生產(chǎn)出的電解槽質(zhì)量可靠、精度高。
文檔編號(hào)B23K37/00GK101733596SQ20091022873
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者孫涌, 王緒恩 申請(qǐng)人:中冶天工建設(shè)有限公司