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

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

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).