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新闻正文

4 拧紧滑触线后的压接面

  现批准《铝母线焊接工程施工及验收规范》为国家标准,编号为GB 50586-2010,自2010年12月1日起实施。其中,.0.3、4.1.2、7.2.3、8.2.4条为强制性条文,必须严格执行。

  本规范是根据原建设部《关于印发2006年工程建设国家标准制定、修订计划(第二批)的通知》(建标[2006]136号)的要求,由七冶建设有限责任会同有关单位共同编制完成的。

  本规范在编制过程中,编制组根据铝电解工业飞速发展的需求,进行了比较广泛的调查研究,总结了我国铝电解工程建设中铝母线焊接的施工及质量验收的实践,并在此基础上开展了专题调研,坚持“验评分离,强化验收,完善手段,过程控制”的指导原则,以多种方式广泛征求了有关设计、施工、监理及生产单位的意见,对主要问题进行反复修改,后经审查定稿。

  本规范共分8章和1个附录,其主要内容有:总则、术语、原材料、加工、现场安装、焊接、焊接质量、工程验收等。

  本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中国有色金属工业工程建设标准规范管理处负责日常管理,由七冶建设有限责任负责具体技术内容的解释。为了提高规范质量,请各单位在执行本规范过程中,结合工程实践,认真总结经验,注意积累资料,如发现需要修改和补充之处,请随时将意见和建议反馈给七冶建设有限责任(地址:贵州省贵阳市白云区白云南路10号;邮政编码:550061),以供今后修订时参考。

  参编单位:十一冶建设有限责任(原中国有色金属工业第十一冶金建设)

  主要起草人:佡连壁 钱孝儒 张劲松 代国才 张民峰 孙万臣 梁瑞霞 刘昭义 李晓楠 张泽进 张贵清 曹明强 刘大能 管兴福 王蓉陵 聂玉栋 陈建平

  主要审查人:王延伶 王汝良 万长生 杨宏伟 王 平 强红江 丁爱英 郑先锋 郑保义 喻正宝

  1.0.1 为统一铝母线焊接技术要求,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量,制定本规范。

  1.0.4 铝母线焊接工程的施工及验收,除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

  用铝质材料制成的截面积较大能连接若干电路的导电体(本规范简称为母线 焊丝 welding wire

  在焊接过程中作为填充金属又同时作为导电的金属线 短路接口 short circuit joint

  具有足够刚性,能保持其形状和尺寸的铝母线 软性铝母线 soft aluminum bus-bar

  在设定方向有吸收其连接硬性铝母线热胀冷缩或其他变位要求的铝母线 硬焊片 hard welding plate

  用爆炸法复合铝、钢两种金属板材,具有一定尺寸和连接强度,用以解决铝母线焊接工程中铝、钢两种金属直接焊接困难的过渡部件。

  用爆炸法复合铝、铜两种金属板材,具有一定尺寸和连接强度,用以解决铝母线焊接工程中铝、铜两种金属直接焊接困难的过渡部件。

  能把某一电解槽快速从系列组合回路中分离或闭合的母线 压接器 stress connection machine

  电解房中间过道下及临时连接两电解房中间的母线 进电端母线 power inlet side bus-bar

  电解系列台电解槽与整流母线正极相连接的母线 出电端母线 Power outlet side bus-bar

  电解系列后一台电解槽与整流母线负极相连接的母线 槽端母线 pot end bus-bar

  电解系列中相邻两槽的前一台槽的出电母线 槽上母线 bus-bar over pot

  位于电解槽的上部槽上,平行于电解槽长轴线,并随阳极提升机构上下移动的母线段。又称阳极母线 槽周围母线 bus-bar around pot

  位于电解槽四周的槽端母线、槽侧母线、槽底母线、立柱母线、短路母线等的总称。

  1 铝母线焊接工程的承包合同和工程技术文件对铝母线材料和焊缝填充材料的品质、等级的要求不得低于本规范的规定。

  2 铝母线焊接的辅助材料质量应符合现行国家标准《焊条用铝及铝合金线 铝母线材料和焊接材料应具备材料出质量合格证书或质量复检报告。

  3.1. 3 铝母线材料开箱,除应核对材料出质量合格证明文件外,尚应检查材料外表质量;表面应无划伤、碰伤、氧化锈蚀斑点等缺陷。

  3.2 硬性铝母线 硬性铝母线材料铸铝质量,应符合现行国家标准《重熔用铝锭》GB/T 1196中含铝纯度高于99. 6%,且铁硅含量比必须大于1的规定。3.2.2 硬性铝母线材料长度宜定尺供货,定尺长度应根据施工图尺寸另加加工余量和材料负偏差综合确定。3.2.3 硬性铝母线材料出时,每根料的小面离端头50mm处应设置下列标志:1 生产名或标。

  3.2.4 硬性铝母线材料的铸铝表面应平整,并应无夹渣、气孔、粗大铸瘤等缺陷;硬性铝母线材料的铸铝表面允许存在的局部缺陷,应符合下列规定:

  1 垂直于铝母线输送电流方向铸造冷隔深度宜为1. 5mm,长度宜为300mm。棱角部位的冷隔允许修整,修整痕深度宜为2mm。

  3)铝母线mm时,裂纹长度为母线%;铝母线mm时,裂纹长度为母线)每根铝母线 垂直于铝母线输送电流方向的横向裂纹,应符合下列规定:

  3)裂纹数量每米长度范围为三处。3.2. 5 每根铝母线材料的内部组织应致密、均匀,并应无裂纹、气孔、夹渣等缺陷。晶粒度应符合国家现行标准《铝线 硬性铝母线材料的供货尺寸及几何形状,应符合下列规定:1 高、宽度尺寸允许偏差为

  3 端头应采用机械锯切,切面应垂直于铝母线 铝母线材料应平直,不得有急剧折弯;直线 铝母线材料不应有扭曲,料长小于或等于5000mm时,平面度允许偏差每米为2mm;料长大于5000mm时,平面度允许偏差每米为3mm;且全长为15mm。3.2.7 硬焊片材料的质量应符合现行国家标准《一般工业用铝及铝合金板、带材》GB/T 3880.1中含铝纯度高于99. 6%的铝板材料,且铁硅含量比必须大于1的规定。3. 2. 8 硬焊片材料供货,每箱重量宜为500kg~2000kg。

  3.3 软性铝母线 软性铝母线材料的品质、等级应符合现行国家标准《一般工业用铝及铝合金板、带材》GB/T 3880.1中含铝纯度高于99.5%的纯铝,且铁硅含量比必须大于1的带(板)料的规定,并应采用退火状态供货的铝带(板)材料。

  3.3.2 软性铝母线材料宜按需定宽成卷供货,软性铝母线材料的包装应符合下列规定:

  1 铝-钢过渡焊片的载流截面应大于或等于与其连接的硬性铝母线、碳块钢棒或软性铝母线的载流截面;当两端不对称时,应取较大值。

  2 铝-钢过渡焊片应有产品质量证明书和检验合格文件,其质量应符合下列规定:

  1)铝-钢过渡焊片铝层应为99.6%纯铝,且宜高于硬性铝母线料一个级别。铝层厚度应为12mm±1mm。铝基动力母线

  2)铝-钢过渡焊片的钢层牌号应为Q235A或与电解槽阴极钢棒的牌号一致;其机械性能、化学成分的要求,应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700的有关规定。钢层厚度应取30mm~40mm。

  6)铝-钢接合面的抗拉强度不应低于137MPa。7)铝-钢接合面的抗剪强度不应低于80MPa。8)允许工作温度不应低于℃。9)电阻率应小于8.16×10-8Ω·m。

  3.5.1 铝-铜过渡焊片的质量和外形尺寸应符合下列规定:1 铝-铜过渡焊片的载流截面应大于或等于与其连接的硬性铝母线、碳块钢棒或软性铝母线的截面;当两端不对称时,应取较大值。

  2 铝-铜过渡焊片应有产品质量证明书和检验合格文件,其质量应符合下列规定:

  1)铝-铜过渡焊片铝层应为99.6%纯铝,且宜高于硬性铝母线料一个级别。铝层厚度应为30mm~50mm;当采用同一尺寸厚度时,其铝层厚度允许偏差为±1mm。

  2)铝-铜过渡焊片铜层质量的机械性能、化学成分应符合现行国家标准《加工铜及铜合金化学成分和产品形状》GB/T 5231中T2的有关规定。铜层的厚度应为8mm~10mm。

  4)铝-铜过渡焊片的铝面应平整,其平面度的允许偏差为1mm。5)铝-铜界面应呈波纹状态:沿爆炸压接方向应为连续界面波,用超声波检查不应有剥离现象。6)铝-铜接合面的抗拉强度在常温条件下不应低于100MPa。7)铝-铜接合面的抗剪切强度不应低于60MPa。8)铝-铜接合面为315℃时,铝、铜结合面抗拉强度不应低于20MPa。

  3. 5.2 铝-铜过渡焊片的包装,应符合本规范第3.4. 2条的规定。

  3.6.1 惰性气体保护焊的焊丝质量,应符合现行国家标准《焊条用铝及铝合金线含铝纯度与硬性铝母线铸铝成分相同的规定,且宜高一个级别,并应采用退火状态供货的盘状焊丝。3.6.2 焊丝直径应按焊接接头板厚和焊接设备性能综合确定。

  2 焊丝直径的允许偏差为±0.04mm。3 焊丝不得有缠绕混乱和折弯。4 焊丝表面缺陷允许进行检验性打磨,但应保证小直径在允许偏差内。5 应采用经抛光处理并用塑料袋密封的盘状焊丝。

  3.6.7 氩气应采用现行国家标准《氩》GB/T 4842中一级及以上的工业纯氩。

  3.6. 8 氩气钢瓶颜色标志应符合现行国家标准《气瓶颜色标志》GB 7144的有关规定。

  4.2.1 下料和放样除应符合施工图纸要求外,尚应根据加工工艺留足铣平、刨边(焊接坡口)等加工余量及焊接收缩余量。

  4.3.1 硬性铝母线材料的矫正宜采用机械或液压式平整机进行。矫正作业应避免与平整机上金属构件碰(擦)伤,滑触线表面划痕允许深度为1.5mm。矫正后的硬性铝母线表面局部被压陷的允许深度为2mm;允许压痕面积为100mm×100mm。

  4. 3.3 硬焊片矫平木槌锤痕或机械压痕的允许深度为0.5mm。4.3.4 硬焊片板面直线度的允许偏差应符合下列规定:1 板厚大于或等于10mm时,为0.5mm。

  4.4.1 铝母线的焊接坡口形式与尺寸应符合本规范第6章的规定。4. 4.2 焊接坡口加工应采取机械方法。毛刺、飞边应清除,坡口面应无裂纹。【条文说明】

  4.5.1 短路口的接触平面应精加工,其表面粗糙度的算术平均偏差应小于0.025mm,直线 短路口的接触平面应采取防止机械碰伤和化学腐蚀的措施。

  4.5. 3 短路口螺栓孔及连接件加工的允许偏差应符合表4.5.3的规定。铝基动力母线

  4.6 软性铝母线 软性铝母线 软带束带片规格、片数及弯曲尺寸应符合设计要求,宜采用专用胎具,并应一次加压成型。

  4.6.2 成型软带束两端的软焊片片头应对齐,修正后的片头参差宜为0~+1mm。

  4.6.3 软带束成型后应及时点焊固定,焊点应距束两端50mm。焊点尺寸及数量应根据软带尺寸形状确定,也可在软带束两侧距束端30mm~50mm,采用熔化极氩气保护电弧焊焊接法固定,其焊缝熔合宽度应大于10mm,熔合深度应大于2mm。每个软带束熔合带宜为2道~4道。

  4. 6.4 软带束成形点固后在模具内应用样板检查,软带束的弧形面与样板空隙宜为0~2mm,同束软焊片间空隙宜为0~0.5mm。

  4. 6.5 软带束应按软性铝母线设计,并应捆扎成组保管。捆扎时应保护软带束棱角。

  4.7 零件组合4.7.1 相同形状尺寸的部(组合)件宜采用胎(模)具化生产。部(组合)件应充分利用安装能力和现场条件确定。4. 7.2 胎(模)具的设计,除应符合设计要求外,尚应符合下列规定:1 应预留焊接收缩变形及冷作反弹量。2 定位基准应与安装要求一致。3 部(组合)件宜具有足够的强度和刚性,若强度和刚性不够时,应采取加固措施。4 胎(模)具应保证施工期内有效。4.7.3 固定铝母线间距的连接焊板尺寸应符合本规范附录A图A.0.5的规定。4.7.4 部(组合)件的组合质量应符合本规范第5章和第6章的规定。

  1 每件应有产品出检验合格证,合格证内容应符合本规范第8.3.5条的规定。

  5 组对与安装的专用胎具、工具应满足安装要求。6 基础验收合格。5.1.2 硬性铝母线安装前应在两端面中心划出“十”字铅垂线。

  1 应有铝母线的混凝土基础测量记录,并应在现场明显处标出铝母线的中心线和水平线;同时尚应标出电解槽的纵、横中心线mm厚的细石混凝土,二次找平。3 铝母线基础顶面外观应平整、密实、光滑和无裂纹。基础位置及尺寸的允许偏差应符合表5.2.1的规定。4 铝母线基础的预埋件允许偏差应符合表5.2.1的规定。

  5.2. 3 绝缘件安装不宜强力装塞。有绝缘垫板(套管)装入处的附近,不得火焰切割或焊接作业。当无法避免时,应采取隔热和防飞溅物侵入的措施。【条文说明】

  1 应采取防止铝母线 长途运输时,铝母线应妥善包装;装货车厢或船舱应清洁,滑触线并应无污染物和腐蚀性物品,同时应设置防雨、防雪设施。

  3 短途运输时,硬性铝母线可裸装;软性铝母线和带有短路接口的硬性铝母线应采取相应的包装措施。

  2 槽底母线、槽端母线、槽侧母线应先用支承架(座)和专业器具顶紧临时固定。

  3 槽端母线、槽侧母线与槽底母线的接头焊接时,应按先焊接“T”形、转角形接头,后焊接直线 每个接头焊接后应再次调整铝母线,并对固定支承架(座)与基础预埋件进行焊接。

  1 应在其相连的槽端母线或槽侧母线与支承架(座)安装合格并与基础预埋件焊固后安装。

  4 安装质量应符合设计要求,立柱母线上颗安装螺栓位置允许偏差为±2mm。

  5. 4.4 短路母线和槽端(侧)母线接头的安装与焊接,应符合下列规定:

  2 相互配合的两导电接触面应刮研平整,应采用标准平板检查接触点,接触点应均匀分布。3 螺栓拧紧时宜按由里向外、交错对称和分段拧紧的顺序进行。拧紧力矩应按下列公式计算:

  4 拧紧后的压接面,应用0. 05mm厚的塞尺检查,插入深度应小于10mm。滑触线

  5.4.9 阴极钢棒活接接头形式宜符合图5.4.9-1和图5.4.9-2的规定。

  4 炭块钢棒端头上的螺栓孔应制成椭圆孔,长短轴长度比应大于或等于1. 5;长轴线应呈铅垂方向。炭块钢棒钻孔质量应符合本规范表4.5.3的规定。

  5 压接器压接平面上螺栓孔应制成椭圆孔,但长轴线 压接器载电流面积,应大于或等于其两相连铝母线有效载流面积的较大值。

  6.1 一般规定6.1.1 铝母线焊接接头形式宜符合附录A的规定。6.1. 2 铝母线接头的焊接,应采用熔化极氩气保护电弧焊。6.1.3 焊接接头的焊接坡口形式和尺寸应符合下列规定:1 应与用硬焊片、软带束焊接接头的焊接坡口形式相同。2 当焊接坡口形式采用“I”形带垫板有间隙焊时,应符合下列要求:1)垫板采用含铝纯度高于99. 6%的铝板料;2)硬焊片或软带束端面与板面垂直;3)焊缝两端面间隙为10mm。3 当焊接坡口形式采用单边“V”形对接接头带垫板时,应符合下列要求:

  3)焊接接头间隙片(束)为0~3mm;其余片(束)为2mm~5mm。

  4 接头焊道除后一层(片、束)外,焊缝均不应高出板(束)面,并不应低于板(束)面0.5mm。

  6. 1.4 铝母线焊接工程施工前,应进行焊接工艺试验,并应编制焊接工艺指导书,同时应提出焊接工艺评定报告。铝基动力母线

  2 焊接接头形式、加工、组对要求及制备方法。3 焊接方法、焊接顺序和机械化程度。4 焊接电源种类、极性、电流、电压、焊接速度、保护气体的流量及焊接线能量等焊接工艺参数。5 焊接设备。6 焊接操作注意事项。7 焊前、焊后热处理要求。8 质量要求和检查方法。9 安全措施。

  3 施焊环境温度、湿度和风速记录。4 接头外观检查记录。5 焊缝射线 机械性能及金相试验报告。7 参加试验的焊工、检验、评定人签证。8 焊接工艺评定结论及审批手续。6.1.7 铝母线组对、定位焊的焊接工艺参数应符合经批准的焊接工艺指导书的规定。6.1.8 施焊前,焊接坡口及两侧各50mm的表面应清理干净。表面的油污应用丙酮等有机溶剂擦洗;表面氧化膜可采用刮刀、直径Ф0.15mm细铜丝刷、不锈钢丝刷或钢丝直径小于1.5mm的电动钢丝轮等机械方法清除。

  6.1.10 铝母线接头的装配质量,应符合设计或工艺要求,当装配质量不符合要求时,应经修整合格后再施焊。

  6.1.12 焊接铝母线接头时,宜使用拼装胎(夹)具,胎(夹)具应采取阻止或消除焊接变形的措施。

  6.1. 13 铝母线焊接完后,接头自然冷却至常温前,应避免振动或受力。

  6.1.14 铝母线接头焊接应一次连续焊成。焊接接头焊缝质量,应符合本规范第7章的规定。

  6.2.1 熔化极氩气保护电弧焊机性能应满足铝母线焊接工艺的要求,并应具有全位置焊接功能,同时应备有专用引弧和自动延时灭弧装置。

  6.2.2 焊接工艺参数应根据板厚、焊丝直径和熔化极氩气保护电弧焊机,通过试验并编制焊接工艺指导书确定。

  6. 2. 3 熔化极氩气保护电弧焊机焊接铝母线接头的直流焊接电源,应符合下列规定:

  2 熔化极氩气保护电弧焊焊接铝母线接头应采用大于焊丝临界电流达到喷射过渡的焊接。不同板厚、坡口型式和焊接位置的焊接工艺参数应符合表6.2.3-1~表6.2.3-3的规定。

  6.2.4 熔化极氩气保护电弧焊机的焊枪宜采用内部循环水冷却。焊枪的操作参数应符合下列规定:

  2 任意部位有效载电流截面面积应大于或等于连接铝母线载电流截面面积的较小值。

  6. 3.2 层软带束对接焊宜采用厚度为10mm、宽度为30mm~50mm纯铝垫板焊接。

  6.4.1 用于铝母线硬性接头的硬焊片几何尺寸和片数,应符合下列规定:1 应满足其连接铝母线段间距和焊接坡口(有间隙)的要求。2 硬焊片的有效载电流截面积应大于或等于连接铝母线有效载电流截面面积的较小值。3 接头任一端焊缝根部硬焊片的有效载电流截面积应大于或等于连接铝母线 铝母线硬性接头的焊接顺序,应符合下列规定:1 每片两端应轮流施焊。2 铝母线硬性接头平焊对接应以硬焊片为层次,并应由下往上施焊;立焊对接应以硬焊片为层次,并应先里后外施焊。3 铝母线硬性接头立焊对接,有操作条件的可从接头中间采用间隙为0~3mm焊硬焊片,然后在片硬焊片前、后两面同时先里后外施焊或前、后交错施焊。【条文说明】7 焊接质量

  7.1.2 焊接质量检验应做质量验收记录,其内容应符合本规范第8.3.3 条的规定。

  7.2.2 焊接接头和焊缝外观检查的长度范围应为100%,焊缝外观检查应在焊接接头自然冷却至室温后进行。需要热处理的焊接接头,在热处理后应再次做焊缝外观检查。7.2.3 焊缝金属表面焊波应均匀,不得有裂纹、烧穿、弧坑、针状气孔、缩孔等缺陷。

  3 每条焊缝咬边的连续长度应小于100mm,且两侧咬边累计长度应小于焊缝长度的15%。

  7.2.5 接头封口焊、对接焊焊缝外形尺寸的允许偏差应符合表7.2.5的规定。

  7. 2.7 单面施焊的焊缝,未焊透允许深度为焊件板厚的0~15%,累计未焊透允许长度为该条焊缝长度的0~15%。

  8.1.1 铝母线焊接安装工程未经交工验收,不得投入使用。8.1.2 铝母线焊接安装工程交工验收应具备下列资料:1 铝母线焊接填充材料的出质量合格证书或质量复检报告。2 铝母线料的出质量合格证书或质量复检报告。3 竣工图或施工图和设计变更通知单、材料代用联系单、工程联系单等工程资料。

  8 铝母线制作、焊接安装质量验收记录和分部、分项工程质量验收记录。9 焊工编号或标志。8.1.3 铝母线焊接的《工艺试验报告》、《焊接工艺指导书》及《焊接工艺评定报告》应由施工单位妥善保管,保管期不得少于7a。

  8.2.1 短路通电检查应在铝母线焊接工程中间验收合格后由生产单位组织,设计、施工单位派人参加。8.2.2 短路通电检查条件,应符合下列规定:1 检查电源应可靠,调节应灵敏。2 铝母线对地的绝缘应已检查合格。

  8.2. 4 短路通电检查的试验电流达到设计额定工作电流2h后,铝母线的导电性能应符合下列规定:

  2)立柱母线)立柱短路接口的压接面两侧各距50mm间的电压降为20mV。

  2 铝母线焊接接头的电压降在电流密度为0.3A/mm²时,焊接接头焊缝中心线 铝母线的导电性能检查可采取抽查,抽查单台电解槽停槽电压降等各种电压降可取电解槽总台数的1/8,但不应少于8台。

  8.3.3 加工、制作分项工程应按承制的铝母线零(部)件的不同分成相应的若干质量验收记录,具体验收项目和合格评定标准内容应符合表8.3.3-1的规定。现场安装分项(部)工程应按铝母线不同位置、铝电解槽槽号、铝母线不同功能合理分设若干质量验收记录,具体验收项目和合格评定标准内容应符合表8.3.3-1~表8.3.3-4的规定。

  3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。

  《碳素结构钢》GB/T 700《重熔用铝锭》GB/T 1196《焊条用铝及铝合金线

  《一般工业用铝及铝合金板、带材》GB/T 3880.1《氩》GB/T 4842《加工铜及铜合金化学成分和产品形状)GB/T 5231《气瓶颜色标志》GB 7144《铝线
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