大型电解槽铝母线的焊接质量控制

电解槽大母线焊缝气孔的形成原因及消除方法浅析摘要：本文通过对中铝青海分公司180KA电解槽大母线焊接中常见的焊缝气孔缺陷的形成原因及消除方法进行了详细阐述，以期对广大从事铝及铝合金焊接的从业人员有一定的帮助。

关键词：大母线气孔消除方法1前言在铝冶炼行业中，大母线是给电解槽供电的主要硬件，大母线焊接是电解槽大修的主要工作内容之一，其焊接质量直接影响电解槽的平稳供电和正常生产。

大母线的材质是99.7%的纯铝，其化学活性和导热性强，表面易形成致密难溶的氧化膜，焊接时氧化膜极易吸收水分而在焊缝中形成气孔。

焊缝气孔对大母线导电性能影响极大，气孔集中的部位，电阻率大，导电会产生热量而是母线熔断，严重威胁电解槽的平稳运行。

2 形成气孔的原因氢是铝熔焊时产生气孔的重要因素，氢的来源主要是焊接起弧时混合烟气中的水汽和焊接体外表面氧化膜所吸附的水分，它们在焊接时对焊缝气孔有很大影响。

2.1起弧时混合烟气中水汽的对焊缝气孔的影响。

由其中水汽分解而来的氢，焊接时进入熔融金属中，冷却凝固时来不及析出成为焊缝气孔，此类气孔的内壁为白色，断层呈纤维状。

它最终的几何形态，与其在铝及其合金溶液中的溶解度有关。

铝及其合金溶液从液态至固态的变化过程中，其内氢的溶解度从0.71mL/100g迅速降到0.038mL/100g，相差约22倍，这是氢易使焊缝产生气孔的重要原因之一。

铝的导热性很强，在同样的工艺条件下，铝和普通碳素钢在各自熔合区内的冷却速度相差4～7倍，溶解于其中的氢来不及析出，而在熔融体（即焊肉）中产生气孔。

起弧时混合烟气中水汽在不同合金系中对焊缝气孔的影响是不同的。

相同焊接条件下其中的水汽对纯铝焊接体的影响较大，焊缝中产生气孔的可能性相对于其他铝合金系要大。

2.2大母线焊接坡口外表面氧化膜中水分对焊缝气孔的影响。

焊接时，焊丝和大母线焊接表面氧化膜中吸附的水分是焊缝气孔形成的主要原因。

氧化膜密度小、吸水性能力强的铝合金（如AL-Zn合金），焊接形成焊缝时，焊肉内产生气孔的倾向要比氧化膜密度大、吸水性能力弱的纯铝要大得多。

铝电解槽大修过程中的技术控制及实践摘要：铝电解槽大修质量直接关系到电解槽的寿命，影响企业的设备大修周期，关系到企业经济效益的提高。

为了提高电解槽大修质量，达到延长槽寿命的目的，必须对电解槽大修的各个环节进行严格的技术控制。

关键词：铝电解槽；技术控制；大修；扎固前言电解槽是电解铝生产的主要设备，电解槽大修质量直接关系到电解槽使用寿命，进而影响到大修周期，与企业经济效益息息相关，目前国外电解槽寿命在3d左右，而我国仅在2000d左右，部分槽寿命达到2500d左右，这是我国电解铝成本与国外有较大差距的重要影响因素。

为了延长电解槽使用寿命，加强对电解槽大修过程中的技术控制及质量是十分必要的。

1、选择质优的原材料内衬材料（主要是阴极炭块）是组成电解槽炉膛的最基本的原材料，其性能直接关系到电解槽的寿命和生产技术指标的好坏，因此必须选择质量优良的内衬材料。

前期，我公司240KA 电解槽均使用25%石墨质炭块。

这种炭块电导率较小、电阻大，经过电解生产的长期高温焙烧后也能逐渐石墨化，但其产生的炉底压降大，随着槽寿命不断地延长电解质侵蚀也越来越严重，在炭块表面存在大小不同的腐蚀坑，寿命短，高温膨胀严重等问题。

因此为避免以上问题的产生我公司目前均使用高质量、导电性好、电阻率小的阴极炭块（即30%石墨质阴极炭块）。

2、槽壳及摇篮架的修复2.1 组装阴极炭块时必须使用钢棒糊，而不能使用周围糊，这是因为钢棒糊与周围糊有着截然相反的理化性质，为了适应电解槽由常温到正常生产温度（940℃--955℃）的转化而引起的炭块膨胀，扎固糊烧结过程中是处于收缩状态的，而由于钢棒的热胀系数很小，固钢棒糊在烧结过程中是膨胀的（膨胀率0.4%）列出铝电槽阴极内衬材料在焙烧时的膨胀率和发生的变化情况。

2.2 阴极炭块组装时的技术条件掌握。

在各种技术条件满足的情况下制作完成的炭块组要通过对其电阻进行测试，以检验工作质量。

测试的办法：①给阴极炭块通入200A电流，直接测出其压降值，该压降值一般控制在60 mv以下。

浅析大型电解槽铝母线的焊接质量控制摘要：随着我国经济建设的飞速发展,大型电解槽已经被广泛应用于化工和机械等行业,由于电解槽的施工要点繁多复杂以及质量把控的力度不高,一旦出现事故,不仅损害机器设备,还带来重大经济损失和伤及人的身心健康。

本文以某电解铝工程铝母线安装施工为例, 对铝母线相关的焊接技术及方法进行了介绍, 对今后类似工程施工起到指导和借鉴的作用。

关键词：铝母线; 焊接; 半自动MIG; 反变形某公司电解槽制作安装工程项目, 工程规模为50万吨再生铝, 电流强度为500KA的高功效电解槽。

铝母线安装量大, 规格多, 具有焊接截面大、操作空间狭窄、焊缝长焊口多等难点, 单台电解槽合计210个焊口, 焊缝长度单台合计为1973m。

为确保每个焊口焊接合格, 以满足通电压降达到设计要求。

1 大型电解槽铝母线施工特点随着电解槽电流强度的提高, 对母线配置难度也增大, 尤其是焊接, 本工程中对焊接质量的有更高要求, 特点如下:母线结构复杂、流程严格;母线加工精度高, 安装要求尺寸精确;槽上母线焊接空间狭小;槽间母线间隙小且焊接量大等特点。

2 铝母线焊接原理及方法铝由于它的熔点低, 极易氧化, 生成气孔等特性, 因而焊接难度较大, 焊接方法与焊钢基本相同, 但铝电解母线截面大, 没有较高的热能很难满足焊接要求。

经过多方面的科学论证, 熔化极氩弧焊 (MIG焊) 具有电弧热量集中, 焊接穿透力强, 对母材熔深大、生产率高等优点。

本工程采用半自动熔化极氩弧焊接技术对铝母线进行焊接。

2.1 材料及设备(1) 母材规格焊接母材为各类规格的铸铝母线(截面积) :210mm*380mm、120mm*460mm、90mm*460mm、60mm*460mm等, 其铝含量最低99.7%;铝软带:δ=1mm, 铝含量99.7%;铝焊板:δ=10mm铝含量99.7%。

(2) 焊接材料铝焊丝:牌号SAL-2, AL≥99.7;保护气体:GB/T 4842-2006中规定高纯氩技术指标---氩气纯度≥99.999%, 纯氩气技术指标---氩气纯度≥99.99%。

某电解铝厂电解槽槽底平衡铝母线浇铸修复经验总结135#槽3月31日因槽壳熔穿漏铝，造成铝水冲断一根槽底平衡铝母线，如采用焊接修复方式则需进行系列停电，所有电解槽都必须停电，用16块10mm 厚的铝板一块叠一块地把断口焊接起来。

由于在现场受磁场的影响，,焊接4块铝板所需时间在1小时以上，以此计算，修补好断口所需时间在4-6小时间之间。

为保证系列电解槽正常生产，不受较大影响，每次停电时间应控制在1小时间左右，所以要全部修补好断面，系列电解槽必须停电在4-6次左右，且不能集中到一两天内进行，所以对电网和生产影响很大。

借鉴平果铝、包头铝厂成功经验，为了避免系列停电，减少经济损失，经修前专题会研究决定于4月24日采用带电浇铸修复方式进行修复。

一、修前状况被冲断的铝母线截面尺寸160×220mm，断口长度300～350mm。

二、修复工艺1、断口打磨，清理氧化皮，用手枪钻在断口两端铝母线上钻孔呈蜂窝状，以利于浇铸铝块与母线咬合，提高导电性能。

2、安装浇铸铁模，用烤枪预热，将铝母线断口处加热到500～600℃，然后进行浇铸。

三、浇铸过程1、准备工作，大家关注的焦点。

2、倒铝，用组装车间铁水小抬包装铝水约100Kg。

3、检查铝水，扒渣、去掉氧化膜等渣皮。

4、准备浇铸，因施工单位人员对铝水浇铸不熟悉，由电解车间一区工区长陈谦与陈东负责浇铸。

5、开始浇铸。

6、铝水飞溅：开始浇铸之后，意想不到的事情发生了。

由于电流与电磁场的作用产生电磁力，造成铝水向上飞溅溢出如铝水爆炸一般（万一躲闪不及，熔融的铝水必然会烫伤人员），后续场面十分惊心动魄，在场每个人的心都悬着，笔者在躲闪过程中由于磁场对相机影响无法拍下这些场面。

6、再次浇铸：飞溅的铝水使人员心有余悸，厂长亲自操刀进行操作，所幸前二次浇铸铝水已将断口铝母线凝结在一起之后形成导电通路，再次浇铸铝水已不产生飞溅现象。

7、完成浇铸8、修复效果（从准备铝水到完成浇铸整个工作历时约20分钟）四、效果评价1、修后135#槽槽底平衡母线检测数据。

铝电解槽生产工艺与施工概述铝电解槽生产是铝工业生产的核心。

近几年西方国家新建或扩建的大型铝厂几乎全部采用300KA级（包括160KA~600KA）铝电解槽生产铝。

铝工业生产主要是由三大块互相独立又相互依存的生产组成，即氧化铝生产、电解铝生产、铝用炭素材料生产。

三大块中电解铝生产是核心。

从工艺复杂程度看：氧化铝生产最复杂，铝用炭素材料生产排第二，电解铝生产排第三。

从投资额大小看：氧化铝生产最大，铝电解生产仅次，铝用炭素材料生产排后。

从施工工期看：氧化铝生产最长，铝电解生产其次，铝用炭素材料生产再次。

电解铝生产主要是铝电解槽。

一、电解厂房电解厂房一般为装配式钢筋混凝土排架结构。

厂房内为两层楼结构，底层有钢筋混凝土设备基础，安装铝电解槽及阴极母线等；第二层为操作层，标高一般约2~3m左右。

设备基础和二层楼结构均为钢筋混凝土结构。

屋面一般采用轻型钢屋盖，轻型墙面围护结构。

厂内配有多功能天车，供更换阳极炭块、出铝、运输等作业，轨顶标高一般为9m左右。

吊车梁一般为钢筋混凝土预制构件。

从建筑工程的角度，土石方、杯口基础、预制钢筋混凝土柱、预制钢筋混凝土吊车梁、现浇钢筋混凝土设备基础、轻型钢屋架、铝板瓦或彩板瓦等，都是常规施工方法施工。

二、铝电解槽主要工艺电解铝生产是把氧化铝中的铝转变为金属铝的过程。

其生产的主要原理是以熔融的冰晶石—氧化铝体系作为电解质，以炭素材料作为两极（即阳极和阴极），炭素阳极安装在电解槽上部，阳极母线强大的直流电（30~320KA，不同的铝电解槽采用不同的电流）通过炭素阳极材料导入电解槽的电解液与铝液层并参与电化学反应，然后从炭素阴极材料经阴极母线导出。

直流电在电极间产生热能并保持正常的电解温度（920~950℃），使冰晶石和氧化铝熔融体变成离子状态，在炭素阳极底部发生分解氧化铝的复杂的电化学反应（称阳极反应），阳极的最终产物是CO和CO2的混合气体（一般情况下，生成的CO约占30%左右），在阴极上析出液态金属铝，再铸成铝锭，完成铝的生产。

某电解铝工程质量控制监理的探讨摘要:本文深入分析了电解铝工程质量控制监理,供同行参考。

关键词:电解铝项目;质量控制;管理理念1组建适合项目的监理机构1)该大型电解铝项目(含阳极碳素)涉及专业多、设备多、设备制造安装复杂、精细,为确保顺利完成项目监理服务工作,监理公司派出了工作经验丰富、管理能力强的监理工程师担任项目总监,具有较高技术水平的工程师担任专业监理工程师,充分满足了项目建设监理的要求。

根据项目特点规划组建了矩阵制的监理组织机构,2)经对本电解铝工程按项目监理目标及专业分解,监理组织机构采用矩阵型的组织形式进行项目工程管理是最合理的模式。

3)监理组针对矩阵制的形式,分别对子项目监理组组长和各目标管理专业组长及专业监理工程师进行任务和责任的分配。

制定了各自的职责范围,明确责任,落实到位。

涉及多专业的检验批验收时,组织验收小组,合理配合各专业监理人员检查验收,杜绝各专业独立验收遗漏形成质量隐患。

各专业组长主要负责技术工作、图纸审查、协助施工方共同解决施工难题,并与专业监理工程师共同编制监理实施细则,对本专业的监理工程师技术工作的指导,编写本目标管理专业监理月报。

子项目监理组组长和各目标管理专业组长共同协作是项目监理成功的有力保证。

2 质量控制1)监理工程师需要加强监理自身建设,提高监理整体水平;抓重点工程、抓关键部位、抓薄弱坏节;坚持工程质量的宏观控制和微观控制相结合;坚持合理工序,严格执行监理程序,坚持分项工程的审批手续;坚持产品质量的控制;加强预防措施、消除隐患、防止事故的发生。

2)要充分发挥技术优势,强化管理与坚持原则相结合。

在图纸下发后,要求各专业监理工程师及时熟悉图纸,并编制监理细则,下发给参建各方,让各参建单位了解监理工作的程序及质量控制方法。

要求各监理工程师能够准确的执行规范及标准,做到有法必依,执法准确。

3)充分发挥参建各方管理人员在质量控制中的作用。

发挥施工单位质量体系的作用,大型综合工业项目施工单位,在一级项目的基础上往往建立二级项目部,在总项目部的基础上建立了二级土建项目部、钢结构制作安装项目部、机电项目部及筑炉项目部,为了防止施工单位的上、下级项目部质量管理脱节,要求施工单位必须在自检、互检的基础上,资料由各级管理及检查人员签认后,报监理工程师验收,专业监理工程师认真检查填写内容及签字,杜绝代签现象。

探讨电解铝电解槽制作安装要点及措施摘要：现代化铝电解槽拥有高效和节能的特点，而电解槽的设计就是其中的关键。

铝电解槽的稳定性是铝生产质量的重要保证，电解槽应力变形、磁流热平衡和稳定性也是解决铝电解稳定性的关键之处。

通过物理场设计，应用先进的生产技术与配套设施，将石墨化阴极炭块应用其中，可以有效提高铝电解槽的制作与安装技术水平。

本文重点分析电解铝电解槽有效的安装要点以及措施，提出一定的建议，望有助于铝行业的发展。

关键词：制作安装；电解槽；措施1.电解铝电解槽制作安装设计要点1.1先进的技术应用以下几项技术可以用在铝电解槽安装与制作中：①窄加工面技术。

结合铝电解槽热平衡特点，可以选择300mm和420mm尺寸作为大加工与小加工面宽的铝电解槽尺寸。

这样设计下铝电解槽日产量可以每d提高1.27kg/m2。

②阳极升降技术。

该技术适合用在结构简单、方便制造的三角板滚动移杆结构的阳极升降机构中。

③船形铝电解槽壳技术。

以铝电解槽壳受力情况加以分析，使用最少材料却能满足铝的电解需求，提高铝电解槽壳的强度。

通过有限元分析模型，推出了船形结构，有利于实现侧壁处空气对量，并为企业节省大量钢材。

④腹板梁技术。

在铝电解槽加工安装中，应用腹板梁结构，凭借其自身刚度大、不易变形的特点，能够有效节省钢材，提高铝电解槽的稳定性[1]。

1.2电解槽端头壁板及其附件制作工艺的安装技术要点①下料前对各规格板材进行外观检查，外观有裂缝、缩孔、气泡、重皮、夹渣等缺陷时不得使用。

②下料时以半自动切割及机械裁剪为主，从而保证料边质量。

③端侧板下料长度应在设计长度的基础上考虑焊接缝及调校收缩量。

④端侧板及为带进行弯制时必须在滚床上进行。

起弧切点及落弧切点定位要求准确，弧度应均匀。

⑤弯制壁板上胎具后对准基准点，再进行刚性支撑固定，并且检测壁板不平度。

⑥加筋板、加筋环板、围板等组对时从端头壁板的纵横中心线为基准规线。

⑦加筋板、端部环板、围板焊接时尽量不采用立焊，在需要翻转焊接时，端头壁板及其附件必须与胎具整体翻转。

400KA预焙阳极电解槽铝母线焊接施工工法400KA预焙阳极电解槽铝母线焊接施工工法一、前言随着铝产业的发展，400KA预焙阳极电解槽得到了广泛应用。

其中，铝母线在400KA预焙阳极电解槽的施工工法中起着重要的作用。

本文将详细介绍400KA预焙阳极电解槽铝母线焊接施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。

二、工法特点400KA预焙阳极电解槽铝母线焊接施工工法具有以下特点：1. 施工速度快：采用了高效的焊接机器和工艺，施工速度快，能够较快地完成对铝母线的焊接工作。

2.焊接质量高：采用了先进的焊接技术和工艺措施，确保焊接接头质量稳定可靠，符合相关标准要求。

3. 施工难度适中：工艺操作简单，施工难度适中，适合不同施工人员参与。

4. 施工成本较低：相对于传统的铆接工法，铝母线焊接工法成本较低，能够节省施工成本。

三、适应范围400KA预焙阳极电解槽铝母线焊接施工工法适用于铝电解槽、铝企业等相关行业，特别适用于400KA预焙阳极电解槽生产线的铝母线焊接。

四、工艺原理400KA预焙阳极电解槽铝母线焊接施工工法的工艺原理是采用焊接技术将两条或多条铝母线通过焊接接头连接在一起，形成完整的电流传导路径。

在焊接过程中，通过采取适当的焊接电流、焊接时间和焊接压力，确保焊接接头的质量。

此外，工法还应考虑焊接材料的选择、设备的调试、焊接接头的预制和焊接后的表面处理等方面的技术措施，以保证工法的稳定和可行性。

五、施工工艺400KA预焙阳极电解槽铝母线焊接施工工法包括以下施工阶段：1. 准备工作：对施工材料、焊接设备进行检查，准备所需材料和工具。

2. 焊接接头预制：根据设计要求和施工图纸，对焊接接头进行预制。

3. 清洁处理：对焊接接头和母线表面进行清洁处理，去除杂质。

4. 定位安装：根据焊接接头的位置，对母线进行定位和安装。

5. 焊接操作：调试焊接设备，根据焊接工艺参数进行焊接操作。