专利名称：大型预焙阳极电解槽槽壳制作的变形控制方法
技术领域：
本发明涉及一种防变形控制工艺，特别涉及一种大型预焙阳极电解槽槽壳制作的
变形控制方法。
背景技术：
大型预焙阳极电解槽是指300KA以上的电解槽，它由一块底板、两块长侧板、两块 端侧板、两块斜侧板焊接组成。斜侧板与底板及长侧板均呈135。角，端侧板的两个端部围 城1/4周长圆弧，斜侧板与端侧板1/4周长圆弧部分连接相贯形成椭圆。各部分单独制作， 再整体组焊，其几何尺寸及焊接质量要求较高，是电解铝工程施工中的一个施工技术难点。 船形的槽壳结构形式使端侧板和长侧板难于加工，且在制作过程中容易产生难于矫正的变 形，主要为焊接变形。因此在槽壳制作过程中变形控制、确保几何尺寸是大型预焙阳极电解 槽槽壳制作的关键技术。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种大型预焙阳极 电解槽槽壳制作的变形控制方法，该方法可有效地避免电解槽在组装焊接的过程中产生的 焊接变形现象，从而提高了电解槽的制作质量。 本发明的技术方案是一种大型预焙阳极电解槽槽壳制作的变形控制方法，其特 征在于 (1)采用反变形法和约束法相结合的工艺控制焊接变形对端侧板采用约束法焊 接，对长侧板采用反变形法焊接，因此槽壳整体组装采用反变形法和约束法相结合的工艺 进行焊接；组装焊接顺序按先中间后两端，先上后下的顺序进行； (2).采用二次下料来保证部件的几何尺寸在槽壳的结合部位预留长度，并进行 二次下料来保证组装的几何尺寸； (3).对于端侧板的焊接采用端侧板冷压成型组装胎具，对于长侧板的焊接采用长
侧板组装胎具，因此可有效地控制端侧板和长侧板的焊接变形； (4).采用手工电弧焊、埋弧自动焊、(A气体保护焊三种焊接方式； (5).将六个钢筋混凝土配重块放置在底板上，沿着长侧板间均匀分布，用于电解
槽槽壳整体组装时防止变形。 上述配重快的配重尺寸为800X1000X3000mm，总重36吨。 上述端侧板冷压成型组装胎具由成型台、千斤顶、圆柱形压杆、底座连接杆、主平 台连接杆以及底座构成，成型台由一主平台以及两个竖平台构成，两个竖平台分别通过圆 弧台对称固装在主平台的两端，两个竖平台分别通过一千斤顶固装在各自的底座上，在每 一底座的两端均对称铰装一底座连接杆，在主
上述长侧板组装胎具的基座的一侧为用于焊接斜侧板的斜面，基座面上用于焊接
长侧板，在基座的四周均分布多点固定夹具，并且在基座面的窗口位置均匀分布固定夹具；
斜侧板与长侧板成145°角；胎具基座和固定夹具均设计有反变形弧度。 上述底板的拼焊采用埋弧自动焊，长侧板与斜侧板的焊接采用C02气体保护焊。 上述端侧板与长侧板组对时，错边量《1.5mm。 本发明的优点是 1、本发明对端侧板采用约束法和端侧板冷压成型组装胎具进行焊接，对长侧板采 用反变形法和长侧板组装胎具进行焊接，对于槽壳整体组装采用反变形法和约束法相结合 的焊接工艺，并且组装焊接顺序按先中间后两端，先上后下的顺序进行；因此可有效地控制 焊接变形，同时提高了制作的精度、縮短了制作时间、提高了劳动效率，降低了劳动强度。
2、本发明为了确保槽壳的整体几何尺寸，在槽壳的结合部位预留长度，并进行二
次下料来保证组装的几何尺寸。 3、本发明采用手工电弧焊、埋弧自动焊、C02气体保护焊三种焊接方法，可提高焊 接的精度，提高产品的质量。 4、本发明为了有效地抑制焊接变形，槽壳整体组装时，将六个钢筋混凝土配重块 放置在底板上，并沿着长侧板间均匀分布。 5、操作简单、提高了生产效率，降低了劳动强度，生产出的电解槽质量可靠、精度高。
图1是本发明的组装示意图。 图2是端侧板冷压成型组装胎具的结构示意图。 图3是图2的右视图。 图4是长侧板组装胎具的结构示意图。 图5是长侧板和斜侧板焊接的示意图。
具体实施例方式—种大型预焙阳极电解槽槽壳制作的变形控制方法，主要特征在于 1、采用反变形法和约束法相结合的工艺控制焊接变形对端侧板采用约束法焊
接，对长侧板采用反变形法焊接，因此槽壳整体组装采用反变形法和约束法相结合的工艺
进行焊接；组装焊接顺序按先中间后两端，先上后下的顺序进行； 2、采用二次下料来保证部件的几何尺寸在结合部位预留长度，并进行二次下料 来保证组装的几何尺寸。 3、对于端侧板的焊接采用端侧板冷压成型组装胎具，对于长侧板的焊接采用长侧 板组装胎具，可有效地控制焊接变形。 如图2、3所示上述端侧板冷压成型组装胎具，其由成型台、千斤顶11、圆柱形压 杆1、底座连接杆2、主平台连接杆3以及底座15构成，成型台由一主平台7以及两个竖平 台IO构成，两个竖平台分别通过圆弧台9对称固装在主平台的两端，两个竖平台分别通过 一千斤顶固装在各自的底座上，千斤顶的推杆12与竖平台底板13固装，千斤顶为螺旋千斤顶、齿条千斤顶或者油压千斤顶的一种，本实施例附图所示的千斤顶为油压千斤顶，在每 一底座的两端均通过销轴14对称铰装一底座连接杆，在主平台的两面侧板5均通过销轴 4对称铰装一主平台连接杆，底座连接杆长于主平台连接杆，同一底座一侧的底座连接杆及 主平台连接杆共同铰装一圆柱形压杆，该圆柱形压杆与主平台平行设置，圆柱形压杆为圆 钢，成型台内固装支撑板，该支撑板由水平支撑板16以及竖直支撑板8构成，可以根据实际 工况的需要进行设计多个水平支撑板以及竖直支撑板，本实施例附图所示的与千斤顶推杆 固装的竖平台底板通过一竖直支撑板连接主平台，水平支撑板固装在主平台下方侧板的内 其工作原理是将需要轧制的钢板6水平对称放置在成型台的主平台上，启动竖 平台下的千斤顶，两个千斤顶通过推杆同时同速顶起两个竖平台，随着圆柱形压杆上连接 的底座连接杆以及主平台连接杆的驱动，圆柱形压杆向下移动，将主平台两端的钢板压制 成胎具的形状。 如图4、5所示长侧板组装胎具在胎具基座17的一侧为用于焊接斜侧板18的斜 面，基座面上用于焊接长侧板19，在基座的四周均分布多点固定夹具20，并且在基座面的 窗口位置均匀分布固定夹具21。在长侧板上焊接有环板23与筋板24组合的框架22。上 述胎具基座和固定夹具均应用了反变形原理，设计有反变形弧度A。
本胎具的使用方法是 (1)、组焊前应先完成环板框架组焊、斜侧板下料及长侧板下料和开孔等准备工 作，长侧板下料时在长度方向需留余量约40mm来补充焊接收縮，在槽壳整体组装时再切 割。 (2)、组焊时先焊接长侧板与环板框架1、2，多名焊工同时从中间往两边焊，先焊接 框架里焊缝再焊接外焊缝，且长侧板与环板框架必需紧密结合。 (3)、斜侧板与长侧板焊接时，如图1先焊接外焊缝3，两名焊工同时从中间往两边 焊，因胎具设计有反变形弧度，焊接时需用夹具边固定边焊接，以使两板接合部对齐。冷却 后从胎具上拆除长侧，再焊接内焊缝4，因长侧板与斜侧板之间的夹角> 145° ，因此，长侧 自然冷却后斜侧板与长侧板形成145。角。 4、采用多种焊接方法根据焊口特点分别选择手工电弧焊、埋弧自动焊、C02气体 保护焊三种焊接方式。上述底板的拼焊采用埋弧自动焊，长侧板与斜侧板的焊接采用(A气 体保护焊。 5、为了有效地抑制吊装变形，将六个钢筋混凝土配重块25(配重尺寸制作 800X 1000X3000mm)总重大约36吨，放置在底板26上，沿着长侧板间均匀分布，用于电解 槽槽壳整体组装时防止变形。两长侧间用倒链拉紧法和顶杆加千斤顶外顶法固定上部，下 部可用固定挡板加以固定。端侧与长侧组对时，错边量《1.5mm。
权利要求
一种大型预焙阳极电解槽槽壳制作的变形控制方法，其特征在于(1)采用反变形法和约束法相结合的工艺控制焊接变形对端侧板采用约束法焊接，对长侧板采用反变形法焊接，因此槽壳整体组装采用反变形法和约束法相结合的工艺进行焊接；组装焊接顺序按先中间后两端，先上后下的顺序进行；(2).采用二次下料来保证部件的几何尺寸在槽壳的结合部位预留长度，并进行二次下料来保证组装的几何尺寸；(3).对于端侧板的焊接采用端侧板冷压成型组装胎具，对于长侧板的焊接采用长侧板组装胎具，因此可有效地控制端侧板和长侧板的焊接变形；(4).采用手工电弧焊、埋弧自动焊、CO2气体保护焊三种焊接方式；(5).将六个钢筋混凝土配重块放置在底板上，沿着长侧板间均匀分布，用于电解槽槽壳整体组装时防止变形。
2. 根据权利要求1所述的大型预焙阳极电解槽槽壳制作的变形控制方法，其特征在 于上述配重快的配重尺寸为800X1000X3000mm，总重36吨。
3. 根据权利要求1所述的大型预焙阳极电解槽槽壳制作的变形控制方法，其特征在 于上述端侧板冷压成型组装胎具由成型台、千斤顶、圆柱形压杆、底座连接杆、主平台连接 杆以及底座构成，成型台由一主平台以及两个竖平台构成，两个竖平台分别通过圆弧台对 称固装在主平台的两端，两个竖平台分别通过一千斤顶固装在各自的底座上，在每一底座 的两端均对称铰装一底座连接杆，在主平台的两面侧板均对称铰装一主平台连接杆，同一 底座一侧的底座连接杆及主平台连接杆共同铰装一圆柱形压杆，该圆柱形压杆与主平台平 行设置。
4. 根据权利要求1所述的大型预焙阳极电解槽槽壳制作的变形控制方法，其特征在 于上述长侧板组装胎具的基座的一侧为用于焊接斜侧板的斜面，基座面上用于焊接长侧 板，在基座的四周均分布多点固定夹具，并且在基座面的窗口位置均匀分布固定夹具；斜侧 板与长侧板成145°角；胎具基座和固定夹具均设计有反变形弧度。
5. 根据权利要求1所述的大型预焙阳极电解槽槽壳制作的变形控制方法，其特征在 于上述底板的拼焊采用埋弧自动焊，长侧板与斜侧板的焊接采用C02气体保护焊。
6. 根据权利要求1所述的大型预焙阳极电解槽槽壳制作的变形控制方法，其特征在 于上述端侧板与长侧板组对时，错边量《1. 5mm。
全文摘要
一种大型预焙阳极电解槽槽壳制作的变形控制方法，其特征在于(1)采用反变形法和约束法相结合的工艺控制焊接变形(2)采用二次下料来保证部件的几何尺寸在槽壳的结合部位预留长度，并进行二次下料来保证组装的几何尺寸；(3)对于端侧板的焊接采用端侧板冷压成型组装胎具，对于长侧板的焊接采用长侧板组装胎具，因此可有效地控制端侧板和长侧板的焊接变形；(4)采用手工电弧焊、埋弧自动焊、CO2气体保护焊三种焊接方式；(5)将六个钢筋混凝土配重块放置在底板上，沿着长侧板间均匀分布。本发明可有效地防止电解槽在制作过程中发生变形的现象，并且操作简单、提高了生产效率，生产出的电解槽质量可靠、精度高。
文档编号B23K37/00GK101733596SQ20091022873
公开日2010年6月16日 申请日期2009年11月25日 优先权日2009年11月25日
发明者孙涌, 王绪恩 申请人:中冶天工建设有限公司