铝电解槽阴极钢棒焊口有效焊接面积测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了铝电解槽阴极钢棒焊口有效焊接面积测量装置，包括第一生产槽、第二生产槽、大修槽，第一生产槽、大修槽、第二生产槽依次串联设置，通过从上一台生产槽引测量电源，加在大修槽被测钢棒上，解决了测量用低压大电流问题；采用“等距离压降”法，通过测量阴极钢棒母材和焊口压降，再通过根据欧姆定律I＝U/R和电阻定律R＝ρ

【技术实现步骤摘要】
铝电解槽阴极钢棒焊口有效焊接面积测量装置


[0001]本技术涉及焊口有效焊接面积测量领域，具体涉及铝电解槽阴极钢棒焊口有效焊接面积测量装置。

技术介绍

[0002]铝电解生产系列是由若干台电解槽串联运行的，通以直流电。就单台电解槽而言，电流通路为：由上一台槽阴极母线——本台槽阳极立柱母线——软母线——水平母线——铝导杆——阳极炭块——电解质——铝液——阴极炭块——阴极钢棒——钢铝复合块——阴极铝母线——下一台槽阳极立柱母线。电解槽经过一个生产周期运行后，需要停槽大修。在大修过程中，需要对阴极钢棒与钢铝复合块之间进行钢
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钢焊接，焊接采用交流手工电弧焊工艺。该焊口采用若干片δ＝6mm钢板逐层叠摞焊接。在大修槽两侧是正常生产槽，生产槽与大修槽母线产生强大磁场，因此该焊口是在强磁场环境下焊接的。此焊口焊接质量优劣，直接影响到电解槽阴极电流分布的均匀性，关系到电解槽能否平稳运行。电解槽大修中阴极钢棒焊接是一道关键工序。其焊接质量优劣直接影响到大修槽投运后阴极电流分布是否均匀，也关系到该处空耗高低。此前焊接质量检测，仅凭目测检查焊口外观，无法对焊口内部质量作出判断，如此难免会出现误判现象。因此如何采用量化手段，用测量数据反映焊口焊接质量显得尤为重要。
[0003]现有技术方案的缺点：行业内对该焊口焊接质量检查靠人工目测，且仅对焊口外观做检查，对内部焊接质量则无法判断。而且，由于焊口直流电阻值仅几微欧姆，欲准确读取压降值，按常规“V
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A”方法测量须施加至少数以几千安培的直流电源方能解决。然而，该电源目前市面上尚无此类产品。如何用测量数据量化焊口质量能否达标，是本技术要解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本技术解决了现有技术存在的行业内对该焊口焊接质量检查靠人工目测，且仅对焊口外观做检查，对内部焊接质量则无法判断的问题，提供铝电解槽阴极钢棒焊口有效焊接面积测量装置，其应用时从上一台生产槽引测量电源，加在大修槽被测钢棒上，解决了测量用低压大电流问题；采用“等距离压降”法，通过测量阴极钢棒母材和焊口压降，经折算得出焊口有效截面积占理论焊口截面积问题；用测量数据替代人工目测焊接质量，解决了焊口质量受控问题。
[0005]本技术通过以下技术方案实现：
[0006]铝电解槽阴极钢棒焊口有效焊接面积测量装置，包括第一生产槽、大修槽、第二生产槽，所述第一生产槽、大修槽、第二生产槽依次串联设置，所述第一生产槽、第二生产槽的内部设置有阳极水平母线，所述第一生产槽、大修槽、第二生产槽的外侧均设置有阴极母线，所述第一生产槽、大修槽、第二生产槽一侧阳极母线上设置有短路口，所述第一生产槽、大修槽、第二生产槽内设置有阴极钢棒，所述阴极母线上设置有阴极软铝母线，所述阴极钢
棒与阴极软铝母线之间由钢铝复合块，通过Fe
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Fe、Al
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Al焊口连接，所述阴极钢棒上连接有阴极到阳极电气通路，所述大修槽内设置有被测焊接口，所述第一生产槽内的阳极水平母线与大修槽内的被测焊接口上连接的阴极钢棒之间由设置的95mm2YHHR焊接电缆线连接，所述大修槽内的阳极水平母线上设置有断点，所述大修槽内的阳极母线上的短路口上设置有短路口闭合连接线。
[0007]进一步的，铝电解槽阴极钢棒焊口有效焊接面积测量装置，所述95mm2YHHR焊接电缆线一端与第一生产槽上的阳极水平母线之间由设置的汇流铜板连接，所述95mm2YHHR焊接电缆线另一端与大修槽被测焊接口上的阴极钢棒由设置的汇流铜板连接。
[0008]进一步的，铝电解槽阴极钢棒焊口有效焊接面积测量装置，所述95mm2YHHR焊接电缆线、大修槽被测焊接口上的阴极钢棒、被测焊接口之间设置有电流测量表。由于电解槽运行时电流存在小幅波动状态，为精确读取压降值，需采用两块mV表同步测量，一块测量阴极钢棒母材压降，另一块测量焊口压降。
[0009]在实际使用中，第一生产槽、大修槽、第二生产槽属整体串联连接方式，第一生产槽阳极与大修槽阴极钢棒之间存在生产槽电压，此电压可作为测量电源，即从第一生产槽阳极分出一部分电流供测量使用，分出3
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4kA电流，采用四根并联95mm2YHHR焊接电缆线，电缆两头通过分别汇流铜板连接，95mm2YHHR焊接电缆线的一头与第一生产槽阳极水平母线连接，95mm2YHHR焊接电缆线的另一头与大修槽被测焊接口上的阴极钢棒连接，此时电流通路为：第一生产槽的阳极水平母线——95mm2YHHR焊接电缆线——大修槽被测焊接口上的阴极钢棒——被测焊接口——大修槽的阴极母线——下一台生产槽，大修槽被测焊接口上的阴极钢棒上有大电流通过，即可分别测取大修槽被测焊接口上的阴极钢棒压降和焊口压降，得到焊口有效截面积占阴极钢棒母材截面积百分比，判断焊口焊接质量是否达标。
[0010]目前，行业内对该焊口焊接质量检查靠人工目测，且仅对焊口外观做检查，对内部焊接质量则无法判断，所以本申请提供了铝电解槽阴极钢棒焊口有效焊接面积测量装置，从第一生产槽阳极分出一部分电流供测量使用，分出3
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4kA电流，采用四根并联95mm2YHHR焊接电缆线，电缆两头通过分别汇流铜板连接，95mm2YHHR焊接电缆线的一头与第一生产槽阳极水平母线连接，95mm2YHHR焊接电缆线的另一头与大修槽被测焊接口上部的阴极钢棒连接，大修槽被测焊接口上的阴极钢棒上有大电流通过，即可分别测取大修槽被测焊接口上的阴极钢棒压降和焊口压降，得到焊口有效截面积占阴极钢棒母材截面积百分比，根据欧姆定律I＝U/R和电阻定律R＝ρ
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L/S，在母材和焊口材料相同、ρ相同；采用等距离测压降，L也相同；又因为钢棒母材与焊口通过的是同一个电流，所以I也相同，其中：I代表电流，U代表电压，R代表电阻，ρ代表电阻率，L代表长度，S代表横截面积。
[0011]R母材＝U母材/I，R焊口＝U焊口/I；
[0012]R母材＝ρ
×
L/S母材，R焊口＝ρ
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L/S焊口；
[0013]R母材/R焊口＝(U母材/I)/(U焊口/I)＝U母材/U焊口；
[0014]R母材/R焊口＝(ρ
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L/S母材)/(ρ
×
L/S焊口)＝S焊口/S母材；
[0015]由此得出，U母材/U焊口＝S焊口/S母材。S焊口＝(U母材/U焊口)
×
S母材，S母材已知。简言之，压降与截面成反比。生产实际中常采用(U母材/U焊口)
×
100％，得出焊口有效截面占母材截面百分比，判断焊口焊接质量是否达标。
[0016]综上所述，本技术的以下有益效果：
[0017]1、本技术铝电解槽阴极钢棒焊口有效焊接面积测量装置，从上一台生产槽引测量电源，加在大修槽被测钢棒上，解决了测量用低压大电流问题；采用“等距离压降”法，通过测量阴极钢棒母材和焊口压降，经折算得出焊口有效截面积占理论焊口截面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.铝电解槽阴极钢棒焊口有效焊接面积测量装置，其特征在于，包括第一生产槽(1)、大修槽(3)、第二生产槽(2)，所述第一生产槽(1)、大修槽(3)、第二生产槽(2)依次串联设置，所述第一生产槽(1)、第二生产槽(2)的内部设置有阳极水平母线(4)，所述第一生产槽(1)、大修槽(3)、第二生产槽(2)的外侧均设置有阴极母线(5)，所述第一生产槽(1)、大修槽(3)、第二生产槽(2)的一侧阴极母线(5)上设置有短路口(6)，所述第一生产槽(1)、大修槽(3)、第二生产槽(2)内设置有阴极钢棒(7)，所述阴极母线(5)上设置有阴极软铝母线(8)，所述阴极钢棒(7)与钢铝复合块钢的一侧由焊口(15)连接；钢铝复合块铝的一侧与阴极软铝母线(8)连接，所述阴极钢棒(7)上连接有阴极到阳极电气通路(9)，所述大修槽(3)内设置有被测焊接口(11)，所述第一生产槽(1)内的阳极水平母线(4)与大修槽(3)内的被测焊接口(11)...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴克明，殷松明，龚建军，田力宁，
申请(专利权)人：青铜峡铝业股份有限公司青铜峡铝业分公司，
类型：新型
国别省市：