專利名稱：大型預焙陽極電解槽槽殼制作的變形控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種防變形控制工藝，特別涉及一種大型預焙陽極電解槽槽殼制作的
變形控制方法。
背景技術：
大型預焙陽極電解槽是指300KA以上的電解槽，它由一塊底板、兩塊長側板、兩塊 端側板、兩塊斜側板焊接組成。斜側板與底板及長側板均呈135。角，端側板的兩個端部圍 城1/4周長圓弧，斜側板與端側板1/4周長圓弧部分連接相貫形成橢圓。各部分單獨制作， 再整體組焊，其幾何尺寸及焊接質量要求較高，是電解鋁工程施工中的一個施工技術難點。 船形的槽殼結構形式使端側板和長側板難于加工，且在制作過程中容易產生難于矯正的變 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焙陽極電解 槽槽殼制作的關鍵技術。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就在于克服上述現(xiàn)有技術中存在的不足，而提供一種大型預焙陽極 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生的 焊接變形現(xiàn)象，從而提高了電解槽的制作質量。 本發(fā)明的技術方案是一種大型預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合的工藝控制焊接變形對端側板采用約束法焊 接，對長側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合的工藝 進行焊接；組裝焊接順序按先中間后兩端，先上后下的順序進行； (2).采用二次下料來保證部件的幾何尺寸在槽殼的結合部位預留長度，并進行 二次下料來保證組裝的幾何尺寸； (3).對于端側板的焊接采用端側板冷壓成型組裝胎具，對于長側板的焊接采用長
側板組裝胎具，因此可有效地控制端側板和長側板的焊接變形； (4).采用手工電弧焊、埋弧自動焊、(A氣體保護焊三種焊接方式； (5).將六個鋼筋混凝土配重塊放置在底板上，沿著長側板間均勻分布，用于電解
槽槽殼整體組裝時防止變形。 上述配重快的配重尺寸為800X1000X3000mm，總重36噸。 上述端側板冷壓成型組裝胎具由成型臺、千斤頂、圓柱形壓桿、底座連接桿、主平 臺連接桿以及底座構成，成型臺由一主平臺以及兩個豎平臺構成，兩個豎平臺分別通過圓 弧臺對稱固裝在主平臺的兩端，兩個豎平臺分別通過一千斤頂固裝在各自的底座上，在每 一底座的兩端均對稱鉸裝一底座連接桿，在主
上述長側板組裝胎具的基座的一側為用于焊接斜側板的斜面，基座面上用于焊接
長側板，在基座的四周均分布多點固定夾具，并且在基座面的窗口位置均勻分布固定夾具；
斜側板與長側板成145°角；胎具基座和固定夾具均設計有反變形弧度。 上述底板的拼焊采用埋弧自動焊，長側板與斜側板的焊接采用C02氣體保護焊。 上述端側板與長側板組對時，錯邊量《1.5mm。 本發(fā)明的優(yōu)點是 1、本發(fā)明對端側板采用約束法和端側板冷壓成型組裝胎具進行焊接，對長側板采 用反變形法和長側板組裝胎具進行焊接，對于槽殼整體組裝采用反變形法和約束法相結合 的焊接工藝，并且組裝焊接順序按先中間后兩端，先上后下的順序進行；因此可有效地控制 焊接變形，同時提高了制作的精度、縮短了制作時間、提高了勞動效率，降低了勞動強度。
2、本發(fā)明為了確保槽殼的整體幾何尺寸，在槽殼的結合部位預留長度，并進行二
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、埋弧自動焊、C02氣體保護焊三種焊接方法，可提高焊 接的精度，提高產品的質量。 4、本發(fā)明為了有效地抑制焊接變形，槽殼整體組裝時，將六個鋼筋混凝土配重塊 放置在底板上，并沿著長側板間均勻分布。 5、操作簡單、提高了生產效率，降低了勞動強度，生產出的電解槽質量可靠、精度高。


圖1是本發(fā)明的組裝示意圖。 圖2是端側板冷壓成型組裝胎具的結構示意圖。 圖3是圖2的右視圖。 圖4是長側板組裝胎具的結構示意圖。 圖5是長側板和斜側板焊接的示意圖。
具體實施例方式—種大型預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合的工藝控制焊接變形對端側板采用約束法焊
接，對長側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合的工藝
進行焊接；組裝焊接順序按先中間后兩端，先上后下的順序進行； 2、采用二次下料來保證部件的幾何尺寸在結合部位預留長度，并進行二次下料 來保證組裝的幾何尺寸。 3、對于端側板的焊接采用端側板冷壓成型組裝胎具，對于長側板的焊接采用長側 板組裝胎具，可有效地控制焊接變形。 如圖2、3所示上述端側板冷壓成型組裝胎具，其由成型臺、千斤頂11、圓柱形壓 桿1、底座連接桿2、主平臺連接桿3以及底座15構成，成型臺由一主平臺7以及兩個豎平 臺IO構成，兩個豎平臺分別通過圓弧臺9對稱固裝在主平臺的兩端，兩個豎平臺分別通過 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對稱鉸裝一底座連接桿，在主平臺的兩面?zhèn)劝?均通過銷軸 4對稱鉸裝一主平臺連接桿，底座連接桿長于主平臺連接桿，同一底座一側的底座連接桿及 主平臺連接桿共同鉸裝一圓柱形壓桿，該圓柱形壓桿與主平臺平行設置，圓柱形壓桿為圓 鋼，成型臺內固裝支撐板，該支撐板由水平支撐板16以及豎直支撐板8構成，可以根據(jù)實際 工況的需要進行設計多個水平支撐板以及豎直支撐板，本實施例附圖所示的與千斤頂推桿 固裝的豎平臺底板通過一豎直支撐板連接主平臺，水平支撐板固裝在主平臺下方側板的內 其工作原理是將需要軋制的鋼板6水平對稱放置在成型臺的主平臺上，啟動豎 平臺下的千斤頂，兩個千斤頂通過推桿同時同速頂起兩個豎平臺，隨著圓柱形壓桿上連接 的底座連接桿以及主平臺連接桿的驅動，圓柱形壓桿向下移動，將主平臺兩端的鋼板壓制 成胎具的形狀。 如圖4、5所示長側板組裝胎具在胎具基座17的一側為用于焊接斜側板18的斜 面，基座面上用于焊接長側板19，在基座的四周均分布多點固定夾具20，并且在基座面的 窗口位置均勻分布固定夾具21。在長側板上焊接有環(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用了反變形原理，設計有反變形弧度A。
本胎具的使用方法是 (1)、組焊前應先完成環(huán)板框架組焊、斜側板下料及長側板下料和開孔等準備工 作，長側板下料時在長度方向需留余量約40mm來補充焊接收縮，在槽殼整體組裝時再切 割。 (2)、組焊時先焊接長側板與環(huán)板框架1、2，多名焊工同時從中間往兩邊焊，先焊接 框架里焊縫再焊接外焊縫，且長側板與環(huán)板框架必需緊密結合。 (3)、斜側板與長側板焊接時，如圖1先焊接外焊縫3，兩名焊工同時從中間往兩邊 焊，因胎具設計有反變形弧度，焊接時需用夾具邊固定邊焊接，以使兩板接合部對齊。冷卻 后從胎具上拆除長側，再焊接內焊縫4，因長側板與斜側板之間的夾角> 145° ，因此，長側 自然冷卻后斜側板與長側板形成145。角。 4、采用多種焊接方法根據(jù)焊口特點分別選擇手工電弧焊、埋弧自動焊、C02氣體 保護焊三種焊接方式。上述底板的拼焊采用埋弧自動焊，長側板與斜側板的焊接采用(A氣 體保護焊。 5、為了有效地抑制吊裝變形，將六個鋼筋混凝土配重塊25(配重尺寸制作 800X 1000X3000mm)總重大約36噸，放置在底板26上，沿著長側板間均勻分布，用于電解 槽槽殼整體組裝時防止變形。兩長側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。端側與長側組對時，錯邊量《1.5mm。
權利要求
一種大型預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合的工藝控制焊接變形對端側板采用約束法焊接，對長側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合的工藝進行焊接；組裝焊接順序按先中間后兩端，先上后下的順序進行；(2).采用二次下料來保證部件的幾何尺寸在槽殼的結合部位預留長度，并進行二次下料來保證組裝的幾何尺寸；(3).對于端側板的焊接采用端側板冷壓成型組裝胎具，對于長側板的焊接采用長側板組裝胎具，因此可有效地控制端側板和長側板的焊接變形；(4).采用手工電弧焊、埋弧自動焊、CO2氣體保護焊三種焊接方式；(5).將六個鋼筋混凝土配重塊放置在底板上，沿著長側板間均勻分布，用于電解槽槽殼整體組裝時防止變形。
2. 根據(jù)權利要求1所述的大型預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)權利要求1所述的大型預焙陽極電解槽槽殼制作的變形控制方法，其特征在 于上述端側板冷壓成型組裝胎具由成型臺、千斤頂、圓柱形壓桿、底座連接桿、主平臺連接 桿以及底座構成，成型臺由一主平臺以及兩個豎平臺構成，兩個豎平臺分別通過圓弧臺對 稱固裝在主平臺的兩端，兩個豎平臺分別通過一千斤頂固裝在各自的底座上，在每一底座 的兩端均對稱鉸裝一底座連接桿，在主平臺的兩面?zhèn)劝寰鶎ΨQ鉸裝一主平臺連接桿，同一 底座一側的底座連接桿及主平臺連接桿共同鉸裝一圓柱形壓桿，該圓柱形壓桿與主平臺平 行設置。
4. 根據(jù)權利要求1所述的大型預焙陽極電解槽槽殼制作的變形控制方法，其特征在 于上述長側板組裝胎具的基座的一側為用于焊接斜側板的斜面，基座面上用于焊接長側 板，在基座的四周均分布多點固定夾具，并且在基座面的窗口位置均勻分布固定夾具；斜側 板與長側板成145°角；胎具基座和固定夾具均設計有反變形弧度。
5. 根據(jù)權利要求1所述的大型預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焊，長側板與斜側板的焊接采用C02氣體保護焊。
6. 根據(jù)權利要求1所述的大型預焙陽極電解槽槽殼制作的變形控制方法，其特征在 于上述端側板與長側板組對時，錯邊量《1. 5mm。
全文摘要
一種大型預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合部位預留長度，并進行二次下料來保證組裝的幾何尺寸；(3)對于端側板的焊接采用端側板冷壓成型組裝胎具，對于長側板的焊接采用長側板組裝胎具，因此可有效地控制端側板和長側板的焊接變形；(4)采用手工電弧焊、埋弧自動焊、CO2氣體保護焊三種焊接方式；(5)將六個鋼筋混凝土配重塊放置在底板上，沿著長側板間均勻分布。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，并且操作簡單、提高了生產效率，生產出的電解槽質量可靠、精度高。
文檔編號B23K37/00GK101733596SQ20091022873
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月25日 優(yōu)先權日2009年11月25日
發(fā)明者孫涌, 王緒恩 申請人:中冶天工建設有限公司