Сварка при производстве электромонтажных работ
СВАРКА ШИН ЭЛЕКТРОЛИЗНЫХ И ЭЛЕКТРОПЕЧНЫХ УСТАНОВОК
В предыдущих главах были рассмотрены наиболее распространенные случаи сварки шин, которые могут считаться общими для широкой электромонтажной практики.
Рассмотрим теперь сварку некоторых узлов, характерных для тяжелых ошиновок заводов электролиза алюминия и электропеч - ных установок.
Сварка тяжелых шин встык в нижнем и вертикальном положении приведена в § 9-2, 9-3 и 9-5. Сварка может выполняться как при расположении шин в одну линию (см. рис. 2-12, а), так и при расположении их под углом (см. рис. 2-12, б, г).
В стационарных условиях наиболее рекомендована электрошлаковая сварка алюминиевых шин, при которой достигается наибольшая производительность и улучшаются условия труда сварщиков. Однако этим способом можно пока лишь сваривать одиночные шины и только встык, что до некоторой степени умаляет другие достоинства этого способа. Поэтому практически почти повсеместно сварка тяжелых шин выполняется угольным электродом на постоянном токе.
Приварка пакетов лент к монолитным контактным пластинам и непосредственно к шинам может рассматриваться как сварка шин встык. Особенности процессов в этих случаях также уже приводились в § 9-2, 9-3 и 9-5. Сварка шин по торцевым и боковым кромкам (см. рис. 2-12, в, д) применяется для соединения вертикальных пакетов шин с горизонтально^ расположенными пакетами, например для соединения анодного стояка ошиновки электролизера с анодным пакетом (см. рис. 2-11 и 2-13) и соединения уравнительных шин с анодными пакетами.
Особенностью сварки по торцевым и боковым кромкам пакетов шин тяжелой ошиновки является сборка шин под сварку; торцы шин, отходящих вертикально вниз, должны быть утоплены относительно верхних кромок шин горизонтально расположенного пакета на толщину соединяемых шин. Таким образом, кромки каждых двух горизонтальных полос и находящийся между ними утопленный конец шины, отходящей вниз, образуют своеобразную прямоугольную разделку шва, заполняемую металлом при сварке. На собранный таким образом узел надевают приспособление, сходное по конструкции с приведенным на рис. 9-7. Приспособление представляет собой стальную рамку, в которую по периметру вставлены графитовые бруски для формовки зоны шва. Приспособление закрепляется на пакете с помощью стяжных винтов.
Сварку производят угольным электродом на постоянном токе. Режимы сварки аналогичны приведенным в табл. 9-2 для соединения шин встык. Первоначально кромки двух горизонтальных шин
и торец шины, уходящей вниз, разогревают дугой до «отопотева - ния» металла. Затем расплавляют дугой на глубину 8—10 мм торец вертикальной шины и смежные с ним боковые кромки горизонтальных шин. Концом присадочного прутка при этом контролируют глубину расплавления, перемешивают сварочную ванну и сгоняют шлак в конец шва. Интенсивного плавления прутка при
|
Рис. 12-1. Приварка анодного гибкого спуска к анодному пакету шин: а — приварка медно-алюминиевого кронштейна к шине анодного пакета; б — приварка анодного спуска к кронштейну 1 «— анодный пакет шин; 2 — кронштейн (медноалюминиевая пластина); 3 — анодный гибкий медный спуск; 4 — винт-барашек; 5 — стальная накладка; 6 — бруски из угля; 7 — каркас приспособления (крестиками обозначен участок приварки) |
этом не должно быть, так как оно может затруднить процесс расплавления кромок и контроль за ним. За второй и последующий проходы заполняют шов металлом. Общее сечение шва при этом не должно быть меньше сечения свариваемых шин. В случае если по каким-либо причинам (в частности, в результате неточности в изготовлении пакетов шин или в их установке и сборке не удается заглубить в пакет торцы вертикально расположенных шин на величину, указанную выше, то необходимо наплавить на место сварки (на все нівьї) слой металла необходимой толщины.
Соединение внахлестку применяют для приварки медно-алюминиевых пластин к алюминиевым шинам анодных пакетов в электролизерах некоторых типов (см. рис. 2-12, з) и для соединения гибких катодных спусков с шинами катодных пакетов (см.
рис. 2-12 и, к). Контактные пластины (рис. 12-1, а) изогнутые в виде кронштейнов, приваривают по периметру их алюминиевой части. Участки будущих швов на время сварки формуют угольными брусками, закрепленными в специальную рамку-шаблон.
Перед сваркой соответствующие места шин и кронштейнов зачищают до блеска, на шины устанавливают рамки-шаблоны и на места сварки наносят тонкий слой флюса-пасты. Рамки должны быть так сконструированы, чтобы при сварке обеспечивалось рас
стояние 15 мм между кромками алюминиевой части. кронштейнов и угольными брусками. Все это пространство заполняют при сварке присадочным алюминием, образуя сварной шов. Кромки кронштейна расплавляют на ширину 5—8 мм, а поверхность шины проплавляют на глубину 3—4 мм. Сварку производят током 400 А прямой полярности. Все указания, приведенные ранее по технике ведения сварки алюминиевых шин внахлестку, справедливы и для описываемого случая.
Сварку гибкого анодного спуска с медной частью кронштейна (шов внахлестку) производят в приспособлении, приведенном на рис. 12-1, б.
Приварка гибкого алюминиевого катодного спуска к стальному катодному стержню-блюмсу возможна двумя способами:
1) при наличии стыковой контактной машины MC32Q1 пакет непосредственно приваривается к стержню (см. рис. 2-12, /с);
2) при отсутствии машины МС3201 пакет приваривается через медно-алюминиевую контактную пластину (см. рис. 2-12, и). При этом алюминиевая часть пластины приваривается ручной сваркой к пакету лент, а медная — к блюмсу.
В последнем случае возможна при изготовлении спусков и непосредственная приварка медных пластин к пакету алюминиевых лент. Этим исключается необходимость выполнения ручной сваркой шва 2 (см. рис. 2-12, и) для соединения алюминиевой части пластины с гибким спуском. Непосредственная приварка пакета алюминиевых лент к блюмсам является весьма эффективным способом. По данным В. К - Добрынина [2], при этом экономится около 270 т меди на каждой серии электролизеров алюминия. Кроме того, исключаются трудозатраты как на изготовление медно-алюминиевых пластин, так и на их приварку.
Приварка медной части контактных пластин к блюмсам выполняется в приспособлении (рис. 12-2, а), формующем пластину с трех сторон. Блюмсы укладывают на катки специального стенда - кантователя и закрепляют в них. До установки приспособлений для сварки концы блюмсов очищают от окалины, а кромки медных пластин — от окислов и грязи. После наложения пластин на блюмс их прихватывают сваркой с трех сторон. Сварку производят постоянным током 800 А прямой полярности. В качестве присадки используют медные прутки сечением 150 мм2 или прямоугольные равновеликого сечения. При сварке применяют порошкообразный флюс для меди одного из составов, приведенных в табл. 3-8. Флюсом посыпают свариваемые кромки. Фланговые швы желательно выполнять при расположении кромок «лодочкой», для чего блюмс соответствующим образом поворачивают в кантователе. Сварку как фланговых, так и торцевых швов производят за два прохода дуги: первый проход — разогрев кромок и второй — сварка.
Дугу возбуждают на угольной пластине на стороне шва, наиболее удаленной от сварщика. Кромки разогревают, медленно
|
двигая «на себя» максимально растянутую дугу, направляемую преимущественно на блюмс. Скорость движения дуги выбирают такой, при которой на кромках блюмса появляются отдельные очаги расплавления. После окончания подогрева дугу несколько задерживают в начале шва до начала интенсивного плавления кро- Рис. 12-2. Приварка катодного гибкого спуска к блюмсу и катодному пакету шип: a — приварка катодного спуска к блюмсу через медно-алюминиевую пластину; б — приварка катодного спуска к шине катодного пакета под углом 90°; а — то же, но под острым углом |
1 — гибкий катодный спуск; 2, 3 — алюминиевая и медная части медно-алюминиевой пластины; 4 — каркас приспособления; 5 — графитовая пластина, формующая шов; 6 винт для закрепления приспособления; 7 — блюмс; 8 — шина катодного пакета;
9 медный брусок
мок в этом месте, после чего начинают второй проход дуги — собственно сварку, во время которого расплавляют кромки пластин и блюмса. Концом присадочного прутка, который перемещают вслед за дугой, перемешивают расплавленные медь и сталь, ритмично окуная его конец в сварочную ванну. Эта операция сопровождается поперечными колебательными движениями электрода.
Соединение гибких катодных спусков с шинами катодных пакетов производят сваркой внахлестку конца пакета лент с верхней
кромкой шины. При этом пакеты лент можно накладывать на шину под прямым или острым углом к плоскости шины в зависимости от типа катодного спуска (см. рис. 2-12, и и рис. 2-12, к). Схема формовки швов угольными брусками показана на рис. 12-2, б, в. Приварку изогнутых под углом спусков (рис. 12-2, в) производят на стальной или медной подкладке 9, представляющей собой брусок прямоугольного сечения со скошенным углом. Подкладка и формующие бруски должны быть закреплены в стальном каркасе соответствующего приспособления. На верхнюю часть пакета лент катодного спуска, вдоль свариваемых кромок, накладывают полоски алюминия шириной 50 мм и длиной, равной ширине спуска. Они защищают от подплавления дугой верхние ленты пакета. Сварку производят током 450—500 А по технологии, указанной на стр. 194 для сварки компенсаторов. Необходимо стремиться направлять дугу преимущественно на кромку шины и только после начала ее плавления начинать расплавлять конец пакета лент.
Кроме заводов электролиза алюминия, сварные ошиновки используются повсеместно и в других электролизных производствах, и при монтаже электропечей. При этом выполняются сварные узлы тяжелых шин с соединениями встык, под углом, внахлестку, по боковым и торцевым кромкам, описанные выше для установок электролиза алюминия.
В ошиновках электропечных установок при сварке медных трубчатых водоохлаждаемых шин необходимо обеспечивать герметичность (плотность) швов, а также сохранять внутри труб, на необходимых участках, сплошные каналы для воды. С этой целью, например, в местах установки температурных компенсаторов предусматривают создание гибких перемычек из резинотканевых рукавов 4 (см. рис. 2-9, з).
