1、铝电解槽阴极连接片焊接时磁场的影响摘要：电解厂房作为大电流磁场的环境，它的磁场作用使连接片焊接和质量难以得到保证。从电解厂房中的电焊和二保焊接所处的槽外和槽内磁场环境入手，探讨了强电流磁场作用下的焊接难的问题，并提出了初步的解决方案。 关键词：强磁场焊接电解厂房铝电解槽 磁偏吹 中图分类号：TF803.27 文献标识码：A 文章编号： 前言： 铝电解过程是一个熔电解过程式，服从于法拉保定律，其必须形成一电流回路，电流在电解槽内由阳极到阴极，在槽外则由铝母线构成电流通路，为了保证各个电解槽的电流相等，电解系列均采用串联电路连接。电解系列强大的直流电由阴极钢棒导入到槽外铝母线以形成完整的电流回路。
2、伴随着现代科技和材料的发展与应用，现电解槽容量在不断的增大，同时每台电解槽有多组阴极碳块组和阴极钢棒，且其一旦连接好后将伴随一代电解槽寿命，故其连接质量将直接影响到电解槽导电的均匀性和能耗经济指标，所以如何经济、高质量和较低劳动强度对阴极钢棒与阴极母线进行连接，尤其对大容量电解槽显得非常重要。 1.1、过渡片连接 阴极钢棒与阴极母线的连接点作为导电体，要求电阻越低越好，同时考虑到电解槽的内衬大修，必须方便施工，阴极钢棒与阴极母线的连接有以下方式，如下所述： 过渡片连接是阴极钢棒与阴极铝母线的传统方式，因阴极钢棒横截面为 18065mm 的扁钢，大断面焊接又比较困难，为了将其连接成一体，选用6m
3、m 的同一材质钢板一片一片往上堆焊，此种焊接属传统工艺，工作量非常大，我公司 320KA 电解槽的每根阴极钢棒需焊接 26-30 片6mm 的过渡钢板才能达到焊接要求。320KA 电解槽共有阴极钢棒108 根，对其进行大修时，仅钢棒过渡片焊接需 12 名焊工焊 3 天，且存在工作场地太小，环境恶劣，系列不停电，周围磁场大，严重影响焊接质量。 2.2 阴极钢棒与阴极母线压接连接 导体在传导较大电流时为了降低传导损耗，尽可能采用焊接的方法对其进行连接，且焊接时要求焊逢处的电阻不能大于同材质同型号导体的电阻。电解铝厂强大的电流在串连的电路中传导，且系列有较多的电解槽，在电解槽大修时，要对阴极钢棒进行
4、割除和重新焊接，随着电解槽容量和电流的不断增大，槽周围磁场强度也急剧上升，强大的电流使焊接变行非常困难，有时必须采用停电焊接，这样的话损失也非常大。为了系列槽大修时不停电将阴极软带和阴极钢棒有效连接，可能采用一种连接方法，即在电解槽的阴极钢棒爆炸焊片，将铜铝复合片通过高强度螺栓与阴极钢棒压接在一起。由于电解槽周围的温度过高产生膨胀，这种连接，需要层层地紧固螺栓，才能保证压接的质量。 2.3 压接和焊接的对比 电解槽阴极钢棒与阴极小母线的连接属于过渡连接，主要是传导电流的作用，而且较为稳定一旦连接好要经历一代槽寿命。故连接质量非常重要，焊接质量好的电解槽的能耗较低，焊接质量不好则能耗较高，而且影
5、响导电均匀性使槽况发生变化。目前我公司主要采用在槽内焊接和局部停电焊接，这样很好地减小了磁场的影响，使焊接质量大大地提高。 3.3 在强磁场中解决焊接的方法一 2005 年在电解槽大修过程中，因受强磁场的影响，电解槽连接片焊接全系列停电了一次（这样的损失不可估量） ，后通过一系列科学试验，最后决定： 3.1 找出槽底母线对应的短路片； 3.2 单组短路片断开，320KA 电解槽采用 5 点进电的方法，对槽底母线上部和相邻两组阴极钢棒进行连接片焊接；(如下图 A-A1 A2 3.3 焊接完后对短路片进行连接，依次类推（如下图） 。此项技改，可直接增效 40.32 万元。最终采用局部断电焊接法获得
6、成功。 图示（A-A1 A2，B-B1B2，依次类推） 4 在槽内解决强磁场焊接的方法二 因受到强磁场作用的影响，电解槽的连接片在焊接过程中出现了偏差，而连接片焊接是否达到工艺技术要求是直接影响到电解槽的各项性能指标的，经过多次的现场勘察及揣摩，发现如果在槽内进行连接片的焊接，可以保证连接片的焊接质量，通过在 5 台电解槽槽内试验证明槽内连接片焊接确实大大的提高了焊接质量，既减轻了工人的劳动强度，又保证了连接片的焊接质量。 5 了解强磁场中焊接的原理 电解槽连接片焊接时，在磁场的环境下焊接是非常困难的，但磁场的运动是有规律的，槽内焊接时有槽壳做为屏障，隔断了磁力线，对磁场进行了屏蔽，所以焊接时
7、磁场就小的多了;如果槽内连接片焊接有些地方磁场较大，并且槽壳底下有母线穿过钢棒时，此时应采用电焊打底，焊到磁场微小时，再用二保焊接（如果还是不能焊接，可采取方法一分组把短路片断开） 。 6 结束语 在强磁场的电解厂房内进行连接片的焊接时，槽外焊接如遇到夏季时，因槽与槽之间的间距只有 1.2 米，距离太窄，相邻槽又正常的运行着，热量辐射使焊工难以承受，焊接 34 片又得离开焊接场地；320KA电解槽是采用“五点”进电法，五根立柱母线对应的连接片磁场非常大，正常焊接无法进行，必须采用单根母线拉开断电的方法，这又存在安全隐患，有这两条不利因素的存在，槽外焊接现已不采用了。槽内焊接现在已广泛的应用在实际生产当中。 参考文献： 1、牛新国.铝电解大修中注意的关键环节。中国设备工程，2004.5 2、史耀武.焊接技术手册。北京化工工业出版社，M 2009.
