母线加工安装方案.docx
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母线加工安装方案
母线加工安装方案
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1、工程概况
本工程为包头铝业有限公司电解铝挖潜项目的一个子项工程。
共包含76台400KVA电解槽配套铝母线加工、安装。
主要工作内容包括：
阴极母线、槽周围母线、立柱母线、进/出电端母线、中间过道母线的加工、校正、安装；铝板、铝软带下料、焊接；
阳极母线加工、安装；铝板铝软带下料、焊接；
根据招标文件要求，76台槽要达到通电要求。
本工程工期短、工程量大，投入劳动力和施工机械量多
1.1工程名称：
包头铝业有限公司电解铝挖潜改造项目
1.2建设地点：
内蒙古包头市东河区毛其来
1.3工程性质：
挖潜改造工程
1.4质量标准：
符合国家现行规范的合格标准，并不得低于《有色金属工业建筑工程质量评定标准》质量检验评定优良标准。
1.5工期要求：
总工期150日历天。
2、编制依据
2.1《铝母线焊接施工及验收规范》YS5417—95
2.2《铝及铝合金焊条》GB3669—83
2.3《重熔用铝锭技术条件》JB/T1196—93
2.4《焊接结构几何尺寸允许偏差规范》Q/ZB74—7
2.5《沈阳铝镁设计院母线制安技术规程》
3、主要施工方案
3.1总体部署
电解车间母线包括槽周围母线安装，进（出）电端母线、端头连接母线以及中间过道母线安装等。
施工主要特点是母线规格多、数量大、加工复杂、要求加工精度高、工序多、安装、调整、焊接量大。
母线加工多采用专用机加设备和胎具、夹具配合使用，安装中使用胎具控制和防止焊接变形，并根据母线配置的层次，合理考虑安装的先后顺序。
施工中应合理组织人力、物力，合理安排工序，精心组织施工。
铝母线包括铸铝母线、铝板、软带等全部由甲方供应；材料供应原则是铸铝母线长度定尺，加工母线应考虑加工余量，铝板不定尺、定量供应，铝板规格应考虑不造成材料浪费，铝软带单定尺即宽度规格定尺供应。
铝母线供应数量大，可根据工程进度和工序要求进料，以减少场地占用。
根据本工程施工特点及现场具体情况并结合我单位以往施工经验，施工分为三个大的施工区：
母线加工间；半成品组焊区；母线安装区。
3.1.1铝母线加工间安排在业主提供一栋跨度19米的闲置厂房内；主要负责母线的加工、组对、焊接、拼装等工序，尽量减少电解车间组对焊接。
加工间配备两台5t单梁吊车，主要加工设备配备情况如下：
序号
机械或设备名称
规格型号
数量
额定
功率（kW）
用于施工部位
备注
1
液压剪板机
13×2000
2
11
铝板剪切
2
Φ80摇臂钻
Z5080
1
4.5
母线钻孔
3
Φ50摇臂钻
Z3050
2
4
母线钻孔
5
小型剪板机
1.0×1000
2
4.0
软带加工
7
铝母线端面铣床
自制专用
2
5.5
母线端头
8
铝母线平面铣床
自制专用
2
7.5
母线平面
9
铝母线卧式锯床
自制专用
2
10.5
锯母线
10
铝母线立式锯床
自制专用
2
9.7
锯母线
11
母线液压矫正机
320t
1
7.5
母线校直
12
熔化极氩弧焊机
KH-600
5
31.5
母线焊接
13
交流焊机
NB500
2
23
钢件制作
14
电动单梁吊
5t+5t
2
9.5
吊装
母线加工区任务安排：
①槽端母线、立柱母线、进电侧母线、阳极母线②所有铝板、铝软带的剪切
立柱及短路母线研磨、组装
出电侧母线组对、焊接。
本工程工期紧、加工任务量较大，工程能否按期完成，铝加工是关键。
母线加工区配备施工队长1人，主要负责加工区施工管理及与半成品焊接区和安装区的协调，负责根据施工计划分解加工任务，是加工区质量、进度、安全的第一责任人。
母线加工区执行昼夜倒班制度，计划施工人员40人。
3.1.2半成品焊接区：
槽端母线、进电侧及槽底母线制作成型后外形尺寸较大，为方便运输，半成品焊接区安排在电解车间过道位置，主要负责槽端母线、进电侧母线、槽底母线的胎上焊接。
为方便施工，同时缓解加工区场地压力，半成品焊接区配备一台母线校直机和一台端面铣床。
槽端母线、进电侧母线、槽底母线可以部分直接进入电解车间，完成校直、铣头、上胎焊接。
为缓解电解车间吊装压力，我方在原有行车配备基础上再安装一台5t电动单梁吊，专门用于焊接区母线校直、加工吊装、焊前上胎、焊后下胎等吊装工作。
序号
机械或设备名称
规格
型号
数
量
额定
功率（kW）
用于施工部位
备注
1
电动单梁吊
5t
2
吊装
2
铝母线端面铣床
自制专用
1
5.5
母线端头
3
母线液压矫正机
320t
1
7.5
母线校直
自制专用
4
熔化极氩弧焊机
KH-600
5
31.5
母线焊接
半成品焊接区由电焊班长直接负责协调管理。
电焊班长听命与安装区施工队长。
半成品焊接区焊接作业执行昼夜倒班，计划安排施工人员20人。
3.1.3母线安装区，主要负责母线半成品安装就位和后装母线的焊前固定处理、爆炸焊块安装、焊接。
现场配备施工队长1人，负责协调安装区的施工及与相关专业的协调配合，负责协调安排半成品焊接区的施工任务，合理安排槽周母线及槽底母线的加工、焊接、安装进度，确保电解槽安装不受影响。
序号
机械或设备名称
规格
型号
数
量
额定
功率（kW）
用于施工部位
备注
1
熔化极氩弧焊机
KH-600
8
31.5
母线焊接
2
Co2气体保护焊机
KR500
6
27
爆炸快
3
交流电焊机
500
2
23
小件安装
焊接作业及配合焊接人员执行昼夜倒班，其他作业不倒班，计划安排施工人员25人。
3.2铝母线加工技术措施
3.2.1铝母线的技术要求
1）铸造铝母线的化学成分应不低于GB/T1196-1993中的A199.6（特二级）标准，或GB12768-1991中的A199.65E；铝板的化学成分应符合GB/T3190-1996中的1060的要求，其尺寸应符合GB/T3194-1998的要求。
2）铸造铝母线表观应平整，不得有气孔、夹渣、横向裂纹等缺陷，内部应密实，质体均匀。
不加工表面水波纹不得超过1mm，横向裂纹长度不得超过10mm。
3）铸造铝母线尺寸公差应符合设计规范要求。
铝板（δ=10mm）和铝软带（δ=1mm）为压延加工产品，其化学成分应符合GB/T3190-1996的要求，其尺寸应符合GB/T3194-1998的要求。
表面应平整、光滑、不得有气泡夹渣、重皮和折裂等缺陷。
3.2.2材料供应要求：
铝母线进料必须综合考虑母线加工安装的先后顺序，铝母线加工场地、机具胎具人员等必须提前准备，并且铝母线应按使用顺序先后供料有计划地供料。
母线加工供料应尽量考虑按如下顺序供应，铝板供应与铸铝母线同步逐步到位。
1）进/出电端母线（视现场安装条件可以先加工、吊装就位）；
2）槽底母线；
3）进电侧母线、出电侧母线；
4）端部立柱及短路母线；
5）中间过道母线；
6）阳极母线。
3.2.3铸铝母线加工工艺及设备配置（见表3-1）
3.2.4铸铝母线加工工序要求
材料检验——校直——端面加工——锯切——钻孔——铣面加工——研磨——清洗脱脂——组对拼装——小部件焊接——安装---------焊接-------验收
1）材料检验：
材料检验应符合第2.1条要求
2）母线校直：
铸铝母线包括槽周母线、阳极母线、进、出电端母线、中间过道母线。
铸铝母线断面尺寸较大，规格较多，母线来料要求平直度符合设计规范要求，部分母线来料时可能弯曲严重，需现场进行矫正，少部分无法校直的母线，必须要求甲方更换。
母线校直平台利用320t液压千斤顶，其结构是工字钢和钢板焊接平台组成。
对于大截面母线，特别是对于母线的侧面弯曲的校正,自制校直平台,配备两台320t液压千斤顶。
校直平台两端装有滚道，用天车配合吊运。
3）铣端面：
铸铝母线来料时，端头往往歪斜而不规矩，端面垂直度往往达不到要求,影响安装精度甚至无法施焊,所以定尺供应的母线一般留有加工余量，几乎所有母线在校直后都需要对端面进行铣加工。
端面铣床是专门设计用来加工铸铝母线端面的，与铣床垂直方向，装有运输滚道，用吊车配合装卸工件。
4）锯切：
铸铝母线锯切加工，包括母线的横行锯切和纵向锯切两个工序。
利用一台圆盘锯床和一台立式带锯床配合使用进行加工。
园盘锯：
自行设计制造。
锯片直径φ630毫米。
可锯母线的最大厚度尺寸220mm。
用以锯切深为90毫米的两道横口。
立式带锯机：
自行设计制造，锯料厚度大于400毫米，用于锯切母线长度方向的纵向锯口。
5）钻孔：
母线钻孔包括立柱母线、短路口母线、阳极母线、阳极铝导杆等。
设备采用摇臂钻床，型号Z3050一台和型号Z3080一台，钻孔时，立柱母线和其上部母线以及立柱母线与短路口母线必须组合在一起配钻，钻头为特制加长钻头。
配钻后的母线必须编号以免造成混淆。
6）铣面加工：
钻孔之后，最后一道工序是铣面，立柱母线、短路口母线及阳极母线和铝导杆都需要进行平面加工。
使用设备为自行设计的大平面铣床（铣面直径为φ600mm），和一台小平面铣床（最小铣面宽度为450mm）
7）研磨：
立柱母线与立柱上部母线之间压接面，立柱母线与短路口母线之间压接面需要进行人工研磨。
使用的标准平台应达到Ⅰ级平台标准。
8）组对拼装：
为了尽量减少现场焊接，如立柱母线包括上部立柱、下部立柱、上部立柱压接面、短路口等应在安装前完成部分焊接和螺栓连接，其它部分进电侧和出电侧母线，也可以在安装前在电解车间进行组装。
3.2.5几种典型母线的加工方法：
1）立柱母线加工
（1）立柱母线如图3-1所示：
立母线上部铸铝母线加工
是母线中加工难度较大的一个部件，
其加工工序包括端面铣、纵向锯切、
横向锯切、组合钻孔、研磨等工序。
（见图3-2）
立母线端部零件L型铸铝母线加工。
该零件的一端与阳极母线软铝带焊接另一端与上部立柱母线连接，其加工面用螺栓与上部零件把接，加工程序按照：
①首先根据来料情况将定尺铝母线或倍尺铝母线铣端面或锯切加工为图纸要求长度的母线,然后利用带锯或园锯锯成如图L型形状毛坯（图3-3）
②利用小平面铣床进行铣面
加工，加工方法与上部零件相似。
③钻孔时将其与上部立柱
母线组合在一起用卡具固定后进行
图3-3
钻孔,钻孔
完毕后必须对其进行编号,即两个该型母线与
一个上部立柱母线其编号一一对应。
钻孔设备
为Z3050或Z3080型摇臂钻，钻头为特制加长钻头。
④最后一道工序是进行研磨，使用标准平台进行人工刮研，研磨L型母线与上部立柱母线的结合面。
（2）立母线母线加工组焊：
①立柱母线下部另件组焊，下部立柱母线较上部立柱母线加工简单，不需要进行锯切加工，重点是对短路口压接面进行铣削、钻孔（配钻）、磨。
下部立柱母线加工过程如下：
②按上部另件的加工方法加工两根下部立柱铸铝母线；主要包括母线的端面加工和压接面的加工。
③利用平台放样按图组对两母线，焊接母线连接板。
④组对后母线用摇臂钻钻孔，而且必须与已钻孔的短路口母线进行配钻，配钻好的下部立柱母线与短路口母线必须编号，其编号一一对应，不能混淆。
⑤组焊好后的下部立柱母线，再将底部端面铣齐。
（3）立柱母线组焊：
组焊后形状见图3-1：
为了保证尺寸和角度，要特别防止焊接变形，亦可采用反变形措施。
立柱母线的上部
母线与下部母线在铝母线加工车间组焊对
焊接,利用专门的胎具固定,以防止焊接变形。
（4）短路母线铸铝母线加工。
短路口母线单独组对焊接如图3-4所示：
短路口母线加工方法同下部立柱母线，
即包括端面铣削、平面铣削、钻孔、
研磨等工序；钻孔加工用摇臂钻型号
Z3050或Z3080，可单独画线钻孔，之后
与下部立柱母线配钻。
研磨短路口母线研磨
使用平台不小于600mm×600mm。
（5）短路母线与以组焊好的立柱母线用螺栓
连接在一起时,在此之前必须将二者结合面部分用酒精丙酮进行脱脂,并用碗形钢丝砂轮打磨。
结合面部分不得有任何损伤，否则必须重新研磨。
2）槽周母线加工制作
槽周母线包括槽端部母线、槽底母线、进电侧母线、出电侧母线按照图纸要求尺寸、形状和走向进行预组对。
组对在电解车间进行，在车间中间过道位置用钢板敷设钢平台，钢板厚度大于16mm，钢平台找平后与车间地面用膨胀螺栓锚固。
钢平台大小应以能够满足同时组对一台槽周母线为宜，胎具设置可以交错，胎具设计以保证母线的组对尺寸和控制焊接变形为出发点，并兼顾母线装夹和卸胎容易，经济简单实用的原则。
3）阳极母线加工
阳极母线截面尺寸为较大，长度较长，加工采用我公司自制床身为13m的大铣床加工。
钻孔需用设备为摇臂钻床Z3080或Z3050，利用加工车间单梁吊吊装，钻床两侧各设10米滚道１条，以便于调整母线钻孔位置。
阳极母线铣面是关键工序之一，其加工方法是沿长度方向大面积铣削加工，使用的主要设备是自行设计、加工的阳极母线铣床１台以及自制夹具。
阳极母线在铝母线加工车间进行加工，包括校直、钻孔、铣面加工等，采用整体加工压接面的方案加工。
铝母线加工质量检验：
宽度公差<2mm，长度差<2mm，加工精在以上。
同一铸铝母线上各工作面在同一铅垂面内，各接触面之间不重合度公差<3mm。
（1）阳极母线螺栓孔加工应符合：
①孔径偏差不应超过±0.5mm。
②阳极提升机用螺栓孔间距允许偏差±2mm。
③安装阳极导杆卡具螺栓也距离偏差同一组螺孔允许偏差±1mm，任意两组间螺栓孔距允许偏差±2mm。
④螺栓孔垂直度偏差不应大于0.3mm。
（2）阴极铝母线安装时与提升机连接固定后，调整铝母线符合下列要求，并采取临时固定措施。
①两阳极铸铝母线之间距离偏差不超过±3mm。
②两阳极铸铝母线对角线之差不应大于3mm。
③两阳极铸铝母线安装铅垂度不超过0.5/1000。
④两阳极铸铝母线安装中心线偏差不超过2mm。
（3）阳极铸铝母线安装调整合格，必须采取临时固定措施，然后焊接平衡母线。
平衡母线设计采用铝板叠加，铝板厚10mm，其制作包括剪切、分组、平整等在铝母线加工车间进行。
母线安装应符合：
①母线束长度允差0-+5mm，同组各片母线长度差不超过2mm。
②母线焊接时，各单片铝母线端部、顶部、侧部应对齐，并用专用机具卡紧点焊牢固。
4）硬铝焊片加工
硬铝焊片按设计要求有几十余种规格，来料规格厚为10毫米，用液压剪板机剪切而成。
硬铝焊片的作用是连接铸铝母线。
硬铝板加工工艺：
材料检查－平整－样板号料－编号－剪切－平整－码放
5）软铝带加工
软铝带（σ=1）有多种规格，宽度等于设计宽度的盘装软铝带。
软铝带加工工艺：
外观检查——剪切——平整——封头成束——分组压弯——坡口修整——成组打捆——编号——码放。
软铝带剪切长度的确定要谨慎，对图纸给定的长度要复查。
最好先焊一台电解槽，再大批下料。
当长度确定后，便可剪切下料。
分成类，拍平，撞齐堆垛保管。
软带剪切需用设备为小剪切机一台，规格1.0mm×1000mm，软铝带盘架设装置一套，操作平台一个。
压型和点焊使用设备和工具包括，液压缸（包括油站）一套，压弯胎具及平台一套，氩弧焊机和点焊卡具等。
操作程序是：
首先将母线束的一端45°左右斜角，用点焊卡具卡紧顶实，并在距端头30毫米点焊。
然后放进胎具用压力机顶压成型，再将另一端点焊。
为了提高效率，一般将2束同时压型和点焊。
最后，将软带组打捆保管。
将每组配套的母线束用铁丝捆绑，以防安装焊接时焊错。
保管软铝带的房间应该干燥、清洁，以保证软铝带表面不腐蚀、不受潮，否则，将给安装焊接时造成巨大困难，甚至无法施焊。
3.3铝母线安装技术措施
电解车间铝母线安装包括电解配套的槽周围母线安装以及其它的进电端母线和中间过道联接母线等，母线安装调整、焊接量大，而且母线安装时必须考虑槽壳摇蓝架的安装。
槽壳摇蓝架安装之前首先应考虑槽底母线和槽端头母线安装，所以必须注意安装现场的协调和材料到货、母线加工顺序的协调。
3.3.1电解车间铝线母线总安装工艺流程：
检查基础放线－槽端母线－槽底母线－进电侧母线－出电侧母线－阴极软母线－立柱母线－阳极母线－立柱母线软带束焊接
3.3.2电解车间铝母线安装顺序说明
1）检查、验收母线基础达合格标准，并标出中心线及标高线；
2）安装槽端侧母线支架；
3）安装端侧母线（电解槽安装前）；
4）安装槽底母线（电解槽底梁安装后）；
5）安装槽进、出电侧母线（电解槽安装完）；
6）安装爆炸焊片及软母线（筑炉完成后）；
7）安装立柱母线；
8）安装阳极母线（上部结构安装完）；
9）安装阳极软带。
3.3.3母线安装的准备工作
1）清扫现场，尤其特别注意清除电解槽周围的可燃物品；
2）准备供电点：
固定的及移动的供电盘或供电柜；
3）搭设操作平台：
分二层搭设，在安装槽侧及槽底母线时，以电解槽底梁为支困搭电解槽间操作平台，在安装阳极母线时在电解槽上搭阳极母线及软带操作平台。
3.3.4母线安装程序说明
1）检查母线基础的标高及中心线是否达到设计要求，并在基础上标上中心线（按槽中心线）及标高（标高可定一统一基准标高）；
2）检查电解槽上与母线安装有关的尺寸，是否达设计要求；
3）安装母线支架底座：
按设计中心线及标高进行；
4）安装母线支架；
5）母线安装：
其顺序为从里到外，从下到上分层安装，注意及时配合电解槽安装中其他专业施工进度。
①将母线两端用划针划好"十字"中心线
②将母线安于支架上对准中心线并复核标高；
③利用设计支架、楼板、电解槽及有关的基础，用专卡具千斤顶等工具，按有关变形要求，将母线牢固地固定；
④按母线安装顺序进行母线的组焊；
⑤拆除临时固定卡，按设计尺寸安好。
3.3.5主要安装方法
1）一般母线组焊：
（1）对接焊：
如下图示意
（2）直角对焊：
变形量较小，如下示意图
爆炸焊块
软母线
阴极母线
图3-8
2）阴极软母线组焊如下图
（1）预组装：
在现场按实际情况，将加工好的软母线在组焊位置予装，看其形状是否符合设计要求，如有问题应及时修整母线两端头；
（2）组焊：
先将软母线束两边点焊在铸铝母线上，然后用平头扁铲将端头打平、打紧，并使用脉冲熔化极氩弧焊机进行组焊；
（3）最后一束软母线焊完后，将焊口周转封焊，焊肉高出2-3mm，以保证焊口截面及美观。
3）立母线安装：
安装前须复查立母线及软铝母线与两个小盒卡具间中心线应在同一平面。
（1）利用母线基础、电解槽壳及临时支架，将立母线按图纸尺寸，并作反变形牢固固定。
图3-9
①固定立母线底部：
如下示意图
图3-10
②固定立母线上部，
如下示意:
（2）与槽侧母线组焊：
组焊时，须安排好顺序，以利变形最小，
个别接口位置，其工作面小，焊片尺寸又小，则需将焊片打坡口焊接。
4）铝母线制安质量要求
（1）铝母线安装应符合设计院《400KVA预焙阳极铝电解槽安装与铝母线焊接施工及验收规程》、《400KVA预焙阳极铝电解槽铝母线铸造规程》
（2）立柱铝母线及与短路口压接面压降的质量要求：
上部立柱母线与下部立柱母线压接面电压降不大于3mV；
立柱母线与短路口压接面电压降不大于5mV。
表3-1:
铸铝母线加工工艺及其设备配置表:
设备
加工项目
母线矫正
母线端面铣削
锯切加工
母线钻孔
平面铣削
压接面精铣
研磨
320t压力矫正机
端面铣床
.立式圆锯床
园锯床
1.钻床Z3050
2.钻床Z3080
卧式平面铣床
平面铣床
抛光机、标准平台
液压
铣面直径φ=
220mm
铣削速度n=960rpm
进给速度v=180mm/min
锯切厚度
Hmax=400mm
锯切宽度
Bmax=500mm
锯切厚度H=210mm
主切削速度n=2000rpm
标准设备
（沈阳中捷）
铣刀盘直径φ=600mm
铣削n=960rpm
进给速度可调
铣刀盘直径φ=200~400mm可转换
人工
阳极母线
○
○
※
※
○
○
○
○
立柱母线压接部分
○
○
○
○
○
○
○
○
立柱母线短路部分
○
○
※
※
○
※
○
○
短路口母线
※
○
※
※
○
※
○
○
其它母线
○
○
※
○
※
※
○
※
注:
“○”表示有配置情况；“※表示无配置情况
4、工程投入施工机械设备情况表
包头铝业有限公司电解铝挖潜改造项目
序号
机械或设备名称
规格
型号
数
量
国别
产地
制造
年份
额定
功率（kW）
用于施工部位
备注
1
液压剪板机
13×2000
2
中国上海
2002
11
铝板剪切
2
液压矫正机
320t
2
中国上海
2002
7.5
母线矫直
3
汽车吊
25t
1
中国徐州
2003
4
汽车吊
8t
1
中国徐州
1998
5
汽车（加长）
10t
1
中国武汉
2003
二次倒运
6
铝母线端面铣床
自制专用
3
自制
2003
5.5
母线加工
7
铝母线平面铣床
自制专用
2
自制
2003
7.5
母线加工
8
铝母线平面锯床
自制专用
2
自制
2002
10.5
母线加工
9
铝母线立式锯床
自制专用
2
自制
2003
9.7
母线加工
10
电动单梁吊
Q=5tLk=19m
3
中国新乡
2000
9.5
车间吊装
11
普通车床
C630
1
中国沈阳
1999
11
零件加工
12
Φ80摇臂钻
Z5080
1
中国沈阳
1998
4.5
母线钻孔
13
Φ50摇臂钻
Z3050
2
中国沈阳
2005
4
母线钻孔
14
熔化极氩弧焊机
KH-600
18
中国唐山
2005
31.5
母线焊接
15
台砂轮
Φ400
2
中国烟台
2006
3
磨刀具
16
小型剪板机
1.0×1000
2
中国烟台
2005
4.0
软带剪切
17
交流焊机
NB500
8
中国济南
2004
23
钢件制作
18
CO2气保焊机
KR500
8
中国唐山
2003
27
连接片焊接
19
摇臂钻床
Z32
1
中国沈阳
2003
4
支架钻孔
20
坡口机
自制专用
2
2007
2
铝板加工
21
水准仪
SD3
1
中国苏州
2006
测量
22
经纬仪
J2
1
中国苏州
2005
测量
5、劳动力安排计划
工种
76台400KVA电解槽配套铝
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