超厚度铜排的焊接工艺

1、超厚度铜排的焊接工艺王朱鑫 蒋爱国上海华谊集团建设有限公司二二年八月十三日一、概述：我公司承接的上海氯碱总厂十五万吨/年离子膜烧碱工程，是由化工部第八设计院设计，其中从变压器到电解厂房的导电铜排为厚55，宽300的紫铜排（T2），为保证导电性能，提高使用寿命，方便维修，设计院提出是否能将传统的铜排螺栓连接改为焊接连接形式，在超大厚度导电铜排的焊接施工工艺上有一个重大突破。为此我们查阅了大量国内外焊接技术文献，当时都没有这样大厚度铜排的焊接资料可供参考，因此只能靠自己进行试验和摸索，完成了氩弧焊对大厚度铜排进行焊接的一套工艺。二、焊接设备和工艺1、焊接设备 焊机：采用AX600型直流焊机加控制箱

2、。 焊枪：根据工艺要求，采用600A水冷焊枪（请专业单位定做） 循环水设备：为保证对焊枪和加热器的冷却，确保在使用中有一定的水压，不断水，并达到节约水的目的，自制了一套循环水系统，对冷却水进行强制循环。 加热设备：自制一套氧、乙炔加热器用于对工件加热。 劳动保护：在氩弧焊枪下面做了档板对焊工的手部和焊枪进行隔热保护，焊工采用石棉手套。 工夹具：根据现场情况自制部分胎具和工夹具，用于铜排翻身和运输安装。2、焊接工艺：采用氩弧焊双面焊工艺 工艺参数：焊接电流：500550A 焊接电压：2224V 氩气流量：1215l/分 焊丝：HS202 56 铈钨棒 6 坡口角度：3035° 装配间隙

3、：12 极性：直流正接 预热温度：550左右 针对铜的导电性良好，散热快，焊接时易氧化，焊接时对温度要求高等特性，我们采用自制的加热器在铜排下面进行加热，上面采用碳板进行保温（图1）。 由于铜液流动性很高，为防止焊接时下塌，在工件下部加一槽钢，在槽钢内加满自动焊剂（HJ431），在焊缝反面托住熔化金属（图2）。 为确保焊缝处的导电截面积，在铜排两侧各加一块碳板（图3）保护，防止铜液流出，形成边缘凹陷。碳板要求与铜排厚度相同。焊接完毕后用机械方法将铜排两边加工至与母材平齐。焊缝表面余高应控制在3以下范围内，但不得低于母材。 坡口采用机械方法加工，焊前对坡口及边缘50范围内用丙酮清洗，去除油污，坡

4、口形式（如图4）。 焊接时需快速连续焊，不能间断，每道焊缝的宽度宜为焊丝直径的34倍。焊接操作时摆动不宜过大。如发现氧化严重时，应加入适量的铜焊剂脱氧，并及时做好清理工作。 焊完一道焊缝后应立即对焊缝锤击，采用锤的端头带有R35圓角的錘进行连续密集的锤击，直至将焊缝表面打出均匀的密排麻点为止，目的是以锤击形式增大铜的致密性，提高焊缝强度及导电能力，减少焊接应力。三、对焊工的要求： 所有上岗焊工必须进行焊前培训。 培训要求是按工艺要求的参数进行施焊，并对焊缝进行拉力试验，弯曲试验，断口检查和表面着色检验，全部合格的方能上岗。四、焊缝检验及质量控制：由于超厚铜排密度大，无法对焊件进行无损检测，在当

5、时情况下也无法测定电阻值，因此设计院要求对每条焊缝通以实际使用中的最大负荷电流，要求在焊缝处的最高温度不得超过70，并对焊缝表面进行着色检查，无裂纹为合格。实际测温时在室外进行，当时室外气温在35以上，我们在无任何遮阳保护的情况下，测得焊缝表面的最高温度为63，一般为5055左右。焊缝表面着色检查全部合格。完全达到设计院提出的要求。为保证焊接质量，由专职检验人员对焊接过程中的各类参数，上岗焊工等进行严格控制和检查，确保焊接过程始终处于受控状态。五、结论：十五万吨/年双极槽离子膜烧碱装置，从1990年满负荷投产到目前，已十二年，超厚度铜排的焊接工艺，经受了实际生产的考验仍良好如初，不仅完全满足了设计要求，同时也为建设方节约了近百吨的铜材和大量的高强度双头螺栓、螺母，并减少了大量的机械加工工作，其经济价值和社会价值都十分可观。事隔9年，即1998年上海氯碱总厂又一套10万吨单极槽离子膜烧碱生产装置也由我公司施工，对超厚铜排焊接也采取了同样工艺，经近三年来的生产运行，工程使建设方满意，设计方满意，监理方满意，市质监部门满意，同时也