全截面焊接技术在阴极钢棒焊接中的应用

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2019.03.007全截面焊接技术在阴极钢棒焊接中的应用朱康1，伍成波2（1.郑州经纬科技实业有限公司，郑州450000；2.重庆大学，重庆400000）摘要：介绍了全截面焊接技术及装置在铝电解槽阴极钢棒焊接中的应用。与传统焊接工艺焊接效果对比，该技术能够实现阴极钢棒的全截面焊接，有效提高焊接阴极钢棒的焊接质量和焊接效率、降低焊口压降。生产实践表明，相对传统工艺，该工艺能够将工期缩短40h左右，上槽后压降降低15mV左右。关键词：全截面焊接

2、；铝电解槽；阴极钢棒；焊接；节能中图分类号：TF821文献标志码：A文章编号：1007-7545（2019）03-0000-00ApplicationofFullSectionWeldingTechnologyinCathodeSteelBarWeldingZHUKang1,WUCheng-bo2(1.ZhengzhouJingweiTechnologyIndustryCo.,Ltd.,Zhengzhou450000,China;2.ChongqingUniversity,Chongqing4000

3、00,China)Abstract：Applicationoffullsectionweldingtechnologyandequipmentincathodesteelbarweldingofelectrolyticcellwasintroduced.Comparingwithtraditionalweldingtechnology,thistechnologycanrealizefullsectionweldingofcathodesteelbar,effectivelyimproveweldi

4、ngqualityandefficiencyofcathodesteelbar,andreducevoltagedropofweldedjunction.Plantpracticesshowthatthistechnologycanshortenconstructionperiodby40hoursandreducevoltagedropbyabout15mV.Keywords：fullsectionwelding;aluminumelectrolyticcell;cathodesteelbar;w

5、elding;energysaving随着电解槽的大型化，电流强度也越来越大，电解槽周围磁场强度增大，导致传统阴极钢棒“钢连片”式焊接质量难以保障，有效导电面积小、焊接强度低、焊口压降高，容易造成电解槽事故，增加电解铝生产成本。由于传统焊接是人工焊接，劳动强度大、磁场下施工困难，焊接效率低，造成电解槽大修周期较长，降低了电解铝产量。面对日趋严峻的市场竞争，提高焊接效率、改善焊接质量、降低焊口压降，实现节能减耗一直是电解铝企业的重要课题。目前，有人提出采用磁场屏蔽[1]，利用磁场补偿或者电流短路方式，

6、消除磁场影响，再进行人工焊接，这种方式避免了磁场的影响，在一定程度上能够为人工焊接带来较好的施工环境，但人工焊接弊端仍然存在，难以从根源上解决导电面积小、焊口压降高的问题。铝热剂[2]焊接电解槽阴极钢棒，利用铝粉和氧化铁粉的铝热反应，产生熔融铁水流入两钢棒直接进行填充，该方式替代钢连片焊接，焊接质量有所提升，但根据实际应用反馈，铝热剂焊接方式成本较高、准备工作耗时长，熔融铁水瞬间流入造成焊缝内部杂质和气体难以排出，内部容易出现气孔和夹杂，且安全性差，在铝热剂点燃瞬间迸溅严重，存在较大安全隐患。全截面

7、焊接技术是采用高度自动化机械设备，替代人工焊接。该项技术及设备从源头上避免了人为因素影响，焊接过程无需人工干预；且全截面焊接取代钢连片，充分保障了导电面积及焊口压降。1全截面焊接技术介绍1.1焊接原理全截面焊接是利用焊材在两端母材组成焊缝内起弧、熔化形成熔池，利用电流通过熔池产生的电阻热作为热源将两端母材各熔化一部分，同焊材形成的熔池一起自下而上逐步冷却，最终实现两母材之间的全截面结合。1.2工艺参数采用全截面焊接工艺及设备[3]，焊缝宽度20~30mm即可，焊缝底部焊接有厚度10~16mm的起弧板

8、，初始电压控制在40~45V，确保充足的焊接热量将底部起弧板熔化。熔池逐渐形成，熔池热量逐渐富集后，可逐渐降低电压，充分利用熔池余热进行焊接，进而节省能量，当焊接高度达到要求，停止焊接即可。收稿日期：2018-11-23基金项目：河南省科技开放合作项目（182106000033）作者简介：朱康（1988-），男，河南人，硕士，工程师.1.3工艺特点全截面焊接工艺较传统人工焊接钢连片方式有如下优点：1)减少焊工需求全截面焊接设备自动化程度高，普通工人经培训后即可完成操作