CS—100多功能摆动式自动焊接小车在铝电解槽槽壳焊接中运用

摘要:本文主要介绍了CS-100多功能摆动式自动焊接小车在铝电解槽槽壳四条主立缝焊接中的运用，对其工作原理、组成及特点等作了详细的描述，并通过具体实例阐述了CS-100多功能摆动式自动焊接小车的运用给我公司工程施工带来了的实效。
关键词:槽壳自动焊接工作原理立缝规范参数

1、自动焊接小车的工作原理

CS-100多功能摆动式自动焊接小车是依托CO2气体保护焊机的先进焊接设备，是采用齿轮齿条方式驱动在轨道行走的焊接装备，广泛应用于水平对接焊和垂直对接焊，特别适合中厚板焊接。CS-100多功能摆动式自动焊接小车由控制面板、摆动电机、导轨、焊夹及相应的焊接电源组成，其导轨用强力磁铁吸在工件上，安装和拆卸都很方便。其主要特点是可以实现垂直及水平焊接，设有摆动幅度调节系统，可实现左右，中心位置的随意伸出及调节。摆动焊接时为了防止咬边现象的出现，设置了左右摆动停止时间可调节功能，并配有小型轨道可对接延长；控制器采用数码方式显示摆动幅度，焊接中心位置的移动，停留时间及运行速度。

2、在槽壳立缝焊接中的运用

铝电解槽为全焊钢结构件，焊接应力大，槽壳由端侧板2块、长侧板2块、底板1块组装，经焊接后成为最终产品槽壳。在槽壳焊接中容易出现问题的地方常常在于长侧板与端侧板对接焊缝上，如果不进行有效控制，会导容易致铝电解槽在今后使用中，频繁进行维修，直接影响到电解槽的使用寿命，所以电解槽槽壳端侧板与长侧板的四条对接焊缝的焊接质量是整个电解工程中的重中之重。为了提高焊接质量，提高生产率，消除人为因素对焊缝的影响，我公司在电解槽槽壳的四条对接焊缝过程中，采用了CS-100多功能摆动式自动焊接小车进行焊接（如图－1）。

2.1焊接参数的设定及控制

为了确保四条立缝的焊接质量，我们对CO2气体保护自动立焊机焊接垂直立缝进行了焊接工艺评定，具体焊接参数如下：
第一层：焊接材料H08Mn2SiA，焊丝直径φ1.0 mm，焊接电流90～100A,焊接电压18～21V, 摆动速度10～13cm/min, 线能量8.24～8.26 kj/cm,摆动幅度3mm,左右停止0.5S,行走速度15～18 mm/min,焊丝伸出长7mm,CO2气流量15～20l/mm,电源极性直流反接；
第二层：焊接材料H08Mn2SiA，焊丝直径φ1.20 mm，焊接电流100～110A,焊接电压20～22V, 摆动速度10～13cm/min,线能量8.81～10.2kj/cm, 摆动幅度6.5mm,左右停止0.5S,行走速度8～13mm/min,焊丝伸出长12mm, CO2气流量15～20l/mm,电源极性直流反接。
(1)计算线能量E：I--电流(A)，U--电压(V)，V--摆动速度(cm/min)， --热效率，查表得CO2气体保护焊为0.75～0.90，本计算取值为0.85,经线能量计算公式得：
(2)取槽壳初始温度T0=25℃，由经验公式得，临界板厚 ，计算过程如下：
(3)由于槽壳实际板厚 ，当焊接接头为V形破口时，三维传热形状系数F3 =

1.1，按三维传热公式得：

所以得出结论为：冷却时间t8/5的时间为

4.1～5.1s，满足晶体结晶要求。

2.2 实际实施

为了保证焊接质量，在我公司的电解槽工程施工过程中，电解槽的端侧板和长侧板的对接焊缝，我们都严格按照上述评定的焊接规范和要求进行焊接操作，具体工艺要求如下：
(1)焊接位置：立焊；
(2)焊接设备：YD-350型CO2气体保护焊机，CS-100型多功能摆动式自动焊接小车；
(3)焊前清除铁锈、熔渣、药皮、毛刺和其它杂质；
(4)开50°V型坡口；
(5)焊接参数的设定（参考焊接工艺评定）；
(6)焊接作业成型。

3、成效实例

在我公司内蒙古包头项目部的300KA电解槽工程施工中，槽壳的端侧板和长侧板的对接焊缝均按此工艺进行施工。焊接完成后，专职质检人员对所有采用此工艺焊接的焊缝进行检查，检查结果为：外观检查一次合格率98%；焊缝内部射线探伤检查，合格率100%，其中Ⅰ级片率达到了75%，并且100%达到了Ⅱ级片

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以上，彻底消除了Ⅲ级片，达到了预期效果。同时，该工程还荣获了2008年“全国优秀焊接工程”一等奖。
参考文献
杨新莲,李占华等.大型预焙阳极铝电解槽槽壳焊接技术研究[J].包钢科技,2010,36(2).
高宏武.CO2半自动焊接小车在电力变压器油箱制造中的应用[J].变压器,2005(7).