В предыдущих главах были рассмотрены наиболее распространенные случаи сварки шин, которые могут считаться общими для широкой электромонтажной прак­тики.

Рассмотрим теперь сварку некоторых узлов, характерных для тяжелых ошиновок заводов электролиза алюминия и электропеч — ных установок.

Сварка тяжелых шин встык в нижнем и вертикальном поло­жении приведена в § 9-2, 9-3 и 9-5. Сварка может выполняться как при расположении шин в одну линию (см. рис. 2-12, а), так и при расположении их под углом (см. рис. 2-12, б, г).

В стационарных условиях наиболее рекомендована электро­шлаковая сварка алюминиевых шин, при которой достигается наи­большая производительность и улучшаются условия труда свар­щиков. Однако этим способом можно пока лишь сваривать оди­ночные шины и только встык, что до некоторой степени умаляет другие достоинства этого способа. Поэтому практически почти повсеместно сварка тяжелых шин выполняется угольным электро­дом на постоянном токе.

Приварка пакетов лент к монолитным контактным пластинам и непосредственно к шинам может рассматриваться как сварка шин встык. Особенности процессов в этих случаях также уже приводились в § 9-2, 9-3 и 9-5. Сварка шин по торцевым и боковым кромкам (см. рис. 2-12, в, д) применяется для соединения верти­кальных пакетов шин с горизонтально^ расположенными пакетами, например для соединения анодного стояка ошиновки электроли­зера с анодным пакетом (см. рис. 2-11 и 2-13) и соединения уравни­тельных шин с анодными пакетами.

Особенностью сварки по торцевым и боковым кромкам пакетов шин тяжелой ошиновки является сборка шин под сварку; торцы шин, отходящих вертикально вниз, должны быть утоплены от­носительно верхних кромок шин горизонтально расположенного пакета на толщину соединяемых шин. Таким образом, кромки каж­дых двух горизонтальных полос и находящийся между ними утоп­ленный конец шины, отходящей вниз, образуют своеобразную пря­моугольную разделку шва, заполняемую металлом при сварке. На собранный таким образом узел надевают приспособление, сходное по конструкции с приведенным на рис. 9-7. Приспособле­ние представляет собой стальную рамку, в которую по периметру вставлены графитовые бруски для формовки зоны шва. Приспо­собление закрепляется на пакете с помощью стяжных винтов.

Сварку производят угольным электродом на постоянном токе. Режимы сварки аналогичны приведенным в табл. 9-2 для соедине­ния шин встык. Первоначально кромки двух горизонтальных шин
и торец шины, уходящей вниз, разогревают дугой до «отопотева — ния» металла. Затем расплавляют дугой на глубину 8—10 мм торец вертикальной шины и смежные с ним боковые кромки горизон­тальных шин. Концом присадочного прутка при этом контроли­руют глубину расплавления, перемешивают сварочную ванну и сгоняют шлак в конец шва. Интенсивного плавления прутка при

Рис. 12-1. Приварка анодного гибкого спуска к анодному пакету шин: а — приварка мед­но-алюминиевого кронштейна к шине анод­ного пакета; б — приварка анодного спуска к кронштейну

1 «— анодный пакет шин; 2 — кронштейн (медно­алюминиевая пластина); 3 — анодный гибкий мед­ный спуск; 4 — винт-барашек; 5 — стальная на­кладка; 6 — бруски из угля; 7 — каркас приспо­собления (крестиками обозначен участок при­варки)

этом не должно быть, так как оно может затруднить процесс расплавления кро­мок и контроль за ним. За второй и последующий проходы заполняют шов металлом. Общее сечение шва при этом не должно быть меньше сечения сва­риваемых шин. В случае если по каким-либо при­чинам (в частности, в ре­зультате неточности в из­готовлении пакетов шин или в их установке и сборке не удается заглубить в па­кет торцы вертикально расположенных шин на величину, указанную вы­ше, то необходимо на­плавить на место сварки (на все нівьї) слой метал­ла необходимой толщины.

Соединение внахлестку применяют для приварки медно-алюминиевых пла­стин к алюминиевым ши­нам анодных пакетов в электролизерах некоторых типов (см. рис. 2-12, з) и для соединения гибких катодных спусков с шина­ми катодных пакетов (см.

рис. 2-12 и, к). Контакт­ные пластины (рис. 12-1, а) изогнутые в виде кронштейнов, при­варивают по периметру их алюминиевой части. Участки буду­щих швов на время сварки формуют угольными брусками, закре­пленными в специальную рамку-шаблон.

Перед сваркой соответствующие места шин и кронштейнов за­чищают до блеска, на шины устанавливают рамки-шаблоны и на места сварки наносят тонкий слой флюса-пасты. Рамки должны быть так сконструированы, чтобы при сварке обеспечивалось рас­
стояние 15 мм между кромками алюминиевой части. кронштейнов и угольными брусками. Все это пространство заполняют при сварке присадочным алюминием, образуя сварной шов. Кромки крон­штейна расплавляют на ширину 5—8 мм, а поверхность шины про­плавляют на глубину 3—4 мм. Сварку производят током 400 А прямой полярности. Все указания, приведенные ранее по технике ведения сварки алюминиевых шин внахлестку, справедливы и для описываемого случая.

Сварку гибкого анодного спуска с медной частью кронштейна (шов внахлестку) производят в приспособлении, приведенном на рис. 12-1, б.

Приварка гибкого алюминиевого катодного спуска к сталь­ному катодному стержню-блюмсу возможна двумя способами:

1) при наличии стыковой контактной машины MC32Q1 пакет непосредственно приваривается к стержню (см. рис. 2-12, /с);

2) при отсутствии машины МС3201 пакет приваривается через медно-алюминиевую контактную пластину (см. рис. 2-12, и). При этом алюминиевая часть пластины приваривается ручной сваркой к пакету лент, а медная — к блюмсу.

В последнем случае возможна при изготовлении спусков и не­посредственная приварка медных пластин к пакету алюминиевых лент. Этим исключается необходимость выполнения ручной свар­кой шва 2 (см. рис. 2-12, и) для соединения алюминиевой части пластины с гибким спуском. Непосредственная приварка пакета алюминиевых лент к блюмсам является весьма эффективным спо­собом. По данным В. К — Добрынина [2], при этом экономится около 270 т меди на каждой серии электролизеров алюминия. Кроме того, исключаются трудозатраты как на изготовление медно-алюминиевых пластин, так и на их приварку.

Приварка медной части контактных пластин к блюмсам вы­полняется в приспособлении (рис. 12-2, а), формующем пластину с трех сторон. Блюмсы укладывают на катки специального стенда — кантователя и закрепляют в них. До установки приспособлений для сварки концы блюмсов очищают от окалины, а кромки мед­ных пластин — от окислов и грязи. После наложения пластин на блюмс их прихватывают сваркой с трех сторон. Сварку произ­водят постоянным током 800 А прямой полярности. В качестве присадки используют медные прутки сечением 150 мм2 или прямо­угольные равновеликого сечения. При сварке применяют порош­кообразный флюс для меди одного из составов, приведенных в табл. 3-8. Флюсом посыпают свариваемые кромки. Фланговые швы желательно выполнять при расположении кромок «лодоч­кой», для чего блюмс соответствующим образом поворачивают в кантователе. Сварку как фланговых, так и торцевых швов про­изводят за два прохода дуги: первый проход — разогрев кромок и второй — сварка.

Дугу возбуждают на угольной пластине на стороне шва, наи­более удаленной от сварщика. Кромки разогревают, медленно

двигая «на себя» максимально растянутую дугу, направляемую преимущественно на блюмс. Скорость движения дуги выбирают такой, при которой на кромках блюмса появляются отдельные очаги расплавления. После окончания подогрева дугу несколько задерживают в начале шва до начала интенсивного плавления кро-

Рис. 12-2. Приварка катодного гибкого спуска к блюмсу и катодному пакету шип: a — приварка катодного спуска к блюмсу через медно-алюминиевую пластину; б — приварка катодного спуска к шине катодного пакета под углом 90°; а — то же, но под острым углом

1 — гибкий катодный спуск; 2, 3 — алюминиевая и медная части медно-алюминиевой пластины; 4 — каркас приспособления; 5 — графитовая пластина, формующая шов; 6 винт для закрепления приспособления; 7 — блюмс; 8 — шина катодного пакета;

9 медный брусок

мок в этом месте, после чего начинают второй проход дуги — собственно сварку, во время которого расплавляют кромки пла­стин и блюмса. Концом присадочного прутка, который перемещают вслед за дугой, перемешивают расплавленные медь и сталь, рит­мично окуная его конец в сварочную ванну. Эта операция сопро­вождается поперечными колебательными движениями электрода.

Соединение гибких катодных спусков с шинами катодных паке­тов производят сваркой внахлестку конца пакета лент с верхней

кромкой шины. При этом пакеты лент можно накладывать на шину под прямым или острым углом к плоскости шины в зависимости от типа катодного спуска (см. рис. 2-12, и и рис. 2-12, к). Схема формовки швов угольными брусками показана на рис. 12-2, б, в. Приварку изогнутых под углом спусков (рис. 12-2, в) производят на стальной или медной подкладке 9, представляющей собой бру­сок прямоугольного сечения со скошенным углом. Подкладка и формующие бруски должны быть закреплены в стальном кар­касе соответствующего приспособления. На верхнюю часть па­кета лент катодного спуска, вдоль свариваемых кромок, наклады­вают полоски алюминия шириной 50 мм и длиной, равной ширине спуска. Они защищают от подплавления дугой верхние ленты па­кета. Сварку производят током 450—500 А по технологии, указан­ной на стр. 194 для сварки компенсаторов. Необходимо стремиться направлять дугу преимущественно на кромку шины и только после начала ее плавления начинать расплавлять конец пакета лент.

Кроме заводов электролиза алюминия, сварные ошиновки ис­пользуются повсеместно и в других электролизных производствах, и при монтаже электропечей. При этом выполняются сварные узлы тяжелых шин с соединениями встык, под углом, внахлестку, по боковым и торцевым кромкам, описанные выше для установок электролиза алюминия.

В ошиновках электропечных установок при сварке медных трубчатых водоохлаждаемых шин необходимо обеспечивать гер­метичность (плотность) швов, а также сохранять внутри труб, на необходимых участках, сплошные каналы для воды. С этой целью, например, в местах установки температурных компенсаторов пре­дусматривают создание гибких перемычек из резинотканевых ру­кавов 4 (см. рис. 2-9, з).