原料车间监理知识.docx
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原料车间监理知识
目录
第一部分电解槽结构特点………………………………………1
第二部分电解槽施工特点………………………………………2
第三部分电解监理基础要求……………………………………3
1、钢结构专业(下部槽壳、上部大梁)………………………6
2、筑炉专业………………………………………………………8
3、母线专业………………………………………………………10
第四部分电解槽钢结构制作安装技术要求……………………12
1、总则……………………………………………………………12
2、材料……………………………………………………………12
3、制作……………………………………………………………13
4、焊接……………………………………………………………14
5、部件(下部短侧、长侧、底板,摇篮架、AB底梁等)……15
6、组对(下部槽壳部分)………………………………………18
7、安装(下部槽壳部分)………………………………………18
8、部件(上部门柱、椼架、料箱、烟道等)…………………19
9、组对(上部大梁部分)………………………………………21
10、安装(上部大梁部分)………………………………………22
11、安装(上部其它部分)………………………………………23
12、验收……………………………………………………………24
第五部分电解槽筑炉施工技术要求……………………………25
1、筑炉准备………………………………………………………25
2、筑炉铺底………………………………………………………26
3、底块组装及安装………………………………………………27
4、浇注料施工……………………………………………………28
5、侧块角块砌筑…………………………………………………29
6、整槽底糊扎固…………………………………………………30
7、其它要求………………………………………………………31
第五部分A阴极炭块组装技术要求……………………………32
1、组装材料的外观质量检查……………………………………32
2、组装过程中的质量检查………………………………………33
3、组装后的质量检查……………………………………………34
4、炭块组压降(或电阻)的测量及选配要求…………………35
第五部分B冬季筑炉特殊技术要求……………………………36
1、预热扎固要求…………………………………………………36
2、浇注施工要求…………………………………………………37
3、保温防冻要求…………………………………………………38
第六部分电解槽铝母线加工焊接安装技术要求………………39
1、材料质量要求…………………………………………………39
2、焊工技术要求…………………………………………………39
3、加工技术要求…………………………………………………40
4、安装技术要求…………………………………………………41
5、焊接质量要求…………………………………………………42
6、其它相关要求…………………………………………………43
第七部分生产准备………………………………………………44
1、组织准备………………………………………………………44
2、材料准备………………………………………………………45
3、设备准备………………………………………………………45
4、工器具准备……………………………………………………46
5、电解槽装炉……………………………………………………46
6、通电试验………………………………………………………47
第八部分焙烧启动………………………………………………48
1、焙烧启动注意事项……………………………………………48
2、焙烧的目的与控制……………………………………………49
3、启动方法、条件及注意问题…………………………………52
第一部分电解槽结构特点
本书主要介绍东大设计院为我们公司设计的400KA电解槽的结构特点。
该槽属高效节能型电解槽,槽壳为船形结构,长19.184m,宽5.124m,高1.974m;单围带,中间摇篮架27个,每组摇篮架中间的立板上焊有两块散热片,上部环板中心开有一个散热孔、槽壳总重48.512t。
槽内衬设计了28块阴极,阴极钢棒为对开式的两节钢棒;内衬设计特点为底部保温,侧部散热,其中底部有硅酸钙板,陶瓷纤维板和硅藻土砖等三种保温材料;干式防渗料设计厚度为20cm;侧下部的浇注料大面为重质高强性质的浇注料,而小头为轻质保温性质的浇注料;侧上部大面用的是氮碳化硅侧块,小头则用的是半石墨质炭素侧块,角部采用周围糊扎固,该设计有利于侧块受热后膨胀应力的释放,整个内衬材料共有23种之多,其总重量为124.365t。
该槽上部结构的大梁为椼架(俗称花梁)结构,比一般的板梁结构在使用钢材的数量上稍有减少,此次该结构的总重量为19.163t;排烟采用7个集烟罩分区域收集烟气,两个烟道设在大梁上部的内侧,设计思路比较新颖,排烟效果比较理想;打壳汽缸共7个,三个氧化铝料箱,两个氟化盐料箱,6点下料,下料点较多且分布也比较合理;阳极提升机该版图纸设计有螺旋垂直上下式和三角板推拉升降式两种,前者造价较高,使用安全、调整维护方便;后者造价较低,其安全性和可调性都还有待改进完善。
阳极母线每侧设计为两根,整槽共四根八个吊点(每段母线两个吊点),吊点处的连接螺栓是母线水平高度调整的唯一可调点,分段式母线的直线度和同步性的调整控制有一定难度,特别是生产过程中对其纵向变形来讲基本上是无法调整。
阳极共24组双阳极,单从节电方面考虑双阳极与单阳极相比明显处于劣势(导杆截面及压接面前者明显小于后者)。
该槽的进电方式为六点非等比进电,六点进电的分配比例分别为10:
:
9:
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9:
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9:
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9:
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10,槽周及槽底的母线配置为非对称设计,磁场平衡较好,特别是角部的垂直磁场控制的较为理想,生产过程中铝液在槽内流动时的波幅较小,磁流体的运动比较平稳,比对称母线设计电解槽的磁场平衡要稳定很多。
槽母线安装连接使用的是10mm厚的铝焊板和1mm厚的铝软带,每台槽总的铝材使用数量为68.843t。
第二部分电解槽施工特点
电解槽施工主要分钢结构(下部槽壳和上部结构),筑炉和母线三大部分,分别有三个不同专业的施工队伍负责施工。
其中钢结构施工是一种最为常见的分项工程,对钢材的下料、组对、焊接等施工一般大家都多少有些感性认识,但真正要达到既能看懂施工图纸,理解设计要求,熟练技术规范,又能明白施工质量控制重点并能拿出有效的质量控制措施则就需要狠下一翻功夫了。
该专业施工队伍鱼龙混杂,“游击队”类型的队伍要远多于“正规军”类型的队伍,问题部件和问题设备大多都出在问题突出的施工队身上,故而,对其施工质量把关的监理和相关领导要特别地对其多加督促、多加检查。
本专业施工和质检的技术依据一是施工图纸,二是制作规程,三是(业主)技术要求。
筑炉是由专门的具有丰富实践经验的筑炉队伍负责施工。
该专业的施工特点与土建专业施工的特点比较接近,但作为高温状态下的生产设备对其施工质量的要求必然要比一般的土建施工的质量要求要严格很多,特别是糊料的扎固,必须注意对糊温,风压和捣固等细节的有效控制,糊料的压缩比及其密实度必须均匀一致,一个坚固的碳素容器要在几年生产期间时刻经受着960度高温状态下磁流体不停地冲刷,其质量不过硬是很不安全的,故而,该环节是整个筑炉施工质量把关控制的重中之重,施工人员和甲方监理都务必要高度重视。
本专业施工和质检的技术依据一是施工图纸,二是筑炉规程,三是(业主)技术要求。
铝母线施工与钢结构施工方法比较接近,下料方面最大的不同是不能割、而只能锯和剪。
焊接方面所使用的焊机不同,铝材焊接使用的是专用氩弧焊机,而铝焊丝则要求其铝的纯度必须不低于铝母线的纯度水平。
钢板焊接一般只打坡口、不留焊缝间隙,而铝母线与铝焊板焊接则要求必须要留有8-10mm的焊缝间隙;与铝软带焊接也要求留出3—5mm的间隙,预留有间隙更能保证焊缝焊透焊实,我们要求做到焊缝处的压降增量值为零既通常所说的焊缝零压降。
另外,铝材比钢材的传热要快2倍以上,故而,其焊接过程中的变形量也要比钢材大得多,必须要采取反变形措施加于控制。
本专业施工和质检的技术依据一是施工图纸,二是有色95施工规范,三是(业主)技术要求。
第三部分电解监理基本要求
工程监理制是国家对工程建设质量管理的基本制度。
合格的工程质量既是制造出来的,也是检查出来的。
所以,对监理工作甲方的干部和职工都必须高度重视,乙方的干部和施工人员也都必须积极配合、服从指挥。
电解工程监理最常见的有两种方式,一种是有专门的监理公司承担监理任务(承担设备制作安装的很少);另一种是业主职工自己承担监理任务。
前者最多只能适合土建专业,而对电解专业的施工特点监理公司一般很少具有监理实践的机会,故而对该专业就毫无经验可言,是根本没有能力胜任此项工作的;后者既熟悉工艺流程、又熟悉设备特点,是比较适合承担此项工作的,所以业内一般大多都是采用这种自己监理的方式。
虽说自己职工监理在工作程序和管理方法上与监理公司不尽相同,但在具体到对施工质量的严格把关方面其工作则要做得更加深入、更加具体,更见功力、更有成效。
监理工作是一项高智能的工作,监理单位的整体技术素质应高于施工单位。
“三控制,两管理,一协调”是监理队伍最基本的中心工作,必须始终坚持不懈。
魏桥电解铝职工已参与了多个电解系列的建设监理工作,已聚积了相当厚实的技术积淀,多年摸索总结出了一整套较为有效的监理经验,其技术层次呈金字塔形,遵循管理学的帐篷原理(帐篷的面积已定,其容积取决于顶杆的高度),我们不同技术层次的监理干部各自都发挥出了各自不同高度的顶杆作用。
虽说我们没有像专业监理公司那样层次分明,既监理员对监理工程师负责,监理工程师对总监理工程师负责,总监理工程师对业主负责。
但我们于此类似的职责实际上是分别有不同管理层次的干部分别承担着,比如,普通的职工主要担任监理员,主要负责旁站监理;车间一级干部则相当于监理工程师的技术角色;而厂长以上级别的干部则就兼顾着总监理工程师的职责。
我们注重的主要是对施工质量实际的监理效果,而简化的则主要是带有表面性质的一些形式。
比如,像我们工程质量管理所采用的“拟目标、定措施,抓落实、比效果,挖潜力、创新高”等有效的管理方法是监理公司很难达到的专业综合水平。
每个施工单位都有其习惯的施工方法,而每个业主单位对施工质量的要求也都有着不同的理解和不同的要求,所以,每个专业在开工前甲方都应当组织召开专门的技术交底会议,甲方应有相当于总监理工程师一级技术水平的领导或总工向乙方详细介绍业主对施工质量具体的目标要求并提出明确的质量控制重点和具体的专项技术要求,还应解答乙方提出的诸如施工图纸问题和施工质量的检测验收等问题,总之,甲方要把该讲的问题都讲清楚,乙方也要把该提的问题都提出来,否则,都将会影响到正常施工及施工质量的有效控制。
会后要以会议纪要的形式将会议内容下文并存档,施工过程中甲乙双方都必须严格遵照执行。
尽管我们很多监理刚参加工作不久,以前根本也没当过监理,更无经验可言,但我们通过任务分解,他们个人实际一般承担的监理内容大都比较单一,经过临时学习培训,加上老师现场的讲解示范指导,一般都能胜任此项工作。
整体而言,监理工作确实需要有具备深厚技术理论功底和丰富的现场施工经验,既熟悉施工图纸、又熟悉施工规范,既熟悉材料性能而又熟悉工艺流程,既善于发现问题而又还善于解决问题,我们具备这种技术能力的人员数量虽然不多,但金子塔型的技术层次结构从下至上呈递减趋势还是比较科学的,也是最为经济的。
实践表明我们技术力量的层次是比较清晰的,职责是比较明确的,结构是比较合理的。
电解槽制作安装三个专业的施工特点各不相同,各专业首先要学好本书与各自专业相关的基本技术知识,并掌握必要的基本监理技能,工程质量的优劣在很大程度上依赖于我们监理工作严格的、有效的质量把关。
1、钢结构专业
该专业必须学习理解焊接施工的工艺原理和质量控制的必要条件。
钢材焊接实际是一个金属热处理的过程,焊接时电弧将焊缝两侧的母材和焊丝都熔化成熔体状态而形成熔池(母材一般要熔化2mm左右,焊丝熔化在两侧母材之间的焊缝内起到填充料的作用),三者熔合,冷却,成形后就将两侧母材连接成了一个整体。
其中,三者熔合的区域叫做“熔合区”,焊接时其内部温度高达1700度左右,一般因该区域的合金成分(来自焊丝)的增加其机械强度要明显优于两侧的母材;两侧母材温度较高的区域叫做“热影响区”,该区域温度分布高低不一,越靠近焊缝的位置温度越高,其力学性能在焊接过程中受到损坏的程度也就会更大,破坏性试验表明焊件被最终拉裂一般都出现在紧靠熔合区的热影响区内。
所以,保证焊接质量除了母材,焊接材料和焊工的技术都必须合格以外,焊缝的除锈,坡口及组对的间隙也都必须符合设计和规范的要求,这三者不合格其焊接质量是必然会受到一定影响的。
比如,铁锈和其它污染物不清除干净即会影响到熔敷金属的纯度,又会影响到焊接过程中金属的传热、散热和排渣,而且氧化物在焊接过程中产生的额外气体排出不及时还很容易造成气孔;而坡口的设计尺寸是通过焊接试验后对切片的相图观察和力学性能的检测最终找到的最佳几何尺寸,不严格按照设计要求控制其焊接质量必然会受到一定的影响;焊缝间隙也不是可有可无、可大可小的,大了不仅要增加焊缝填充材料的数量既多用材料,而且焊接时间过长还将会升高热影响区的温度并增加热影响区的面积,另外,间隙过大两侧母材很容易出现未熔透、未焊实的质量问题,这些问题对焊接质量都会产生较大的影响。
所以,监理对保证焊接质量的诸多操作细节的检查都绝对不能松懈,必须要按照专项要求严格把关。
监理必须对各种钢材和焊接材料的外观质量进行严格检查、并要认真查看其材质证明单。
对现场几种不同的焊接方法也应基本清楚各自的焊接特点,一般来讲,焊接质量自动埋弧焊要优于二氧化碳气体保护焊,而二保焊则又要优于焊条电弧焊,后者因焊接连续性不好且焊接变形量也比较大,所以一般应尽量少用。
对焊缝焊接的种类也必须熟悉,一般有平焊、横焊、立焊和仰焊,平焊因自身独居的熔池开口垂直向上的优势其焊接质量的可靠性最高,相反仰焊因熔池开口向下其焊接质量的可靠性最低,所以,施工过程中应尽量多采用平焊、少采用仰焊。
焊接质量除必须焊实焊透、不得有气孔和夹渣以外,还必须得保证其表面质量,焊缝表面必须饱满整洁、焊缝与母材的过度要圆滑,余高最低不得低于2mm;咬边深度最多不能超过0.5mm(咬边处容易造成应力集中,容易产生裂纹、容易发生事故);角焊缝表面绝不能焊成上拱形状,否则,不仅焊缝的焊接强度达不到要求,而且还容易造成焊缝应力集中或应力传递不好等不良后果。
所以,监理必须认真跟踪把好焊缝的内在质量关和表面质量关,这两方面对设备的质量达标和安全使用都非常重要。
该专业监理除熟练掌握以上基础知识以外,还必须认真学习制作规程和甲方编制的技术要求,特别是对与自己监理内容有关的质量检测验收表格则更应熟悉其具体要求,熟练掌握其检测要领。
对焊接质量不合格的焊缝应补焊或铲掉重焊,而外形尺寸偏差超标超过公差值20%以内一般可有监理对乙方进行罚款处理,超过20%以上则必须上报主任以上领导处理,未经甲方处罚过的超标部件和整体安装的设备监理都不能签字,未经监理签字的施工量不得申报工程量,绝不允许虚报、误报工程量的问题发生。
2、筑炉专业
筑炉主要分铺底和扎糊两大块,一般筑炉队都是将队伍分为两个班组,其中铺底包括砌筑、振捣和浇注,而扎糊则有阴极碳块组装和整槽底糊扎固两个部分。
筑炉监理在工作之前就应按照自己分工负责的监理内容学习筑炉规程和甲方的技术要求中与己有关的内容,先有车间班组准备技术资料组织自学,然后有老师集中讲课并现场示范辅导,直到完全达到了该专业旁站监理基本技能的要求为止。
开始铺底前首先应将槽壳内壁的铁锈和其它赃物处理干净;再对槽壳侧板的垂直度,高度及钢棒窗口的纵横向偏差进行复测,并用水平仪检测其上口及底板的水平度偏差状况,如有异常必须通知甲方监理安排督促槽壳施工单位及时处理,有质量问题的槽壳不得开始筑炉。
砌筑采用干砌的主要是底部和侧部的保温板和保温砖,该砌法不留间隙,缝隙用氧化铝填充;湿砌主要是在浇注料上砌筑一层起找平作用的耐火砖,缝隙按2mm控制,缝隙内的灰浆必须饱满,灰浆的稠度符合规范要求,找平砖上面要砌筑一圈侧块,其中,大面的氮碳化硅使用厂家提供的专用粘接剂,按要求调制成灰浆状态后进行砌筑,小头的侧部炭块则使用炭胶泥砌筑,两种侧块的立缝间隙都不得大于0.5mm,必须使用塞尺检查间隙大小。
振捣主要是对干式防渗料施工的一种方法,该项施工的质量控制重点就是要控制好密实度的均匀性,其振后密度必须符合设计要求。
我们对该项施工有比较具体的专项要求和控制措施,监理严格遵照执行即可。
浇注主要是小头的轻质料和大面的重质料。
浇注料必须是具有合格证的产品,此类不定形材料外观很难辨别真伪,一般有业主质检部门抽样外委化验,抽检不合格的材料不得使用。
浇注料的施工方法及控制要点甲方在技术要求中有明确规定,监理要切记此类施工一要搅拌均匀,二要加水准确,三要振动适度,四要妥善养护。
阴极炭块组装我们有专门的技术要求和质检表格,监理按要求对其预热温度、风压、卫生、扎固速度、每层的往返次数及扎后的实际厚度等都进行严格的检查并做好测量记录;组装完三台槽数量的底块以后应按要求对每组阴极作压降测量(每根钢棒测3个点,每块共侧12个点),测后将压降值最为接近的28组阴极编排在一台槽内,该项工作对电解槽的电场、磁场和热场平衡都会产生直接的影响,监理必须认真细致的把此项工作做好。
底糊扎固质量直接关系到电解槽的使用安全,对每个细节都必须严格控制。
电解槽扎固前的预热温度、扎固风压、扎固运枪速度,每层往返次数及每层扎过后的实际厚度等都不得有半点松懈,整个扎固过程中检测的各种数据必须在扎固结束后尽快整理并将其公正整洁的填入到质检表内,合格率不达标或存在其他质量问题都必须要及时向车间主任以上级领导汇报。
3、母线专业
母线安装施工主要有单件加工、多件焊接预制和整体组对焊接等工序。
其中单件加工主要是立柱和短路母线压接面的锯、钻、铣、刮等工序的施工,对其孔径孔距及外形尺寸偏差监理都应严格认真的检测,并将检测数据公正地填入到质检表内,超标的加工件不予验收。
对预制件的质量把关主要是焊接质量和外形尺寸的控制,焊接主要应注意检查母线的焊接面和焊接铝板表面的清污除锈(铝材表面都有一层银灰色氧化膜),还应查看氩气的质检单(纯度不得低于99.99%)和铝焊丝(纯度不低于99.70%)的质检单,对外形尺寸的检测验收必须认真按照质检表的要求认真把关,对焊接变形量超标的预制件未校正合格将不予签字验收,不能让不合格的预制件流入到电解厂房,更不能将其用到槽周母线的整体组装的工序中去。
预制件的施工一般都在室外进行,氩弧焊施工对风比较敏感,刮小风必须在来风方向进行遮挡后方可焊接,此时监理必须加大检查力度,确保焊接不出现气孔或其他质量缺欠,刮大风则不允许焊接,雨天就更不允许焊接。
立柱中部短路口处的压接面螺栓孔口及其立柱上部L形压接面孔口都应按要求倒角,刮研质量必须严格检查,安装后要用0.05mm的塞尺检查,插入深度必须要小于5mm,要确保压降值分别不小于2mv和1mv。
阳极母线安装不仅要保证焊接质量,而且对其外形尺寸的控制也要求的特别严格,因为其直线度和垂直度对整槽28组阳极的正常安装和生产运行都会产生直接的影响,特别是垂直度对抬母线过程中各阳极导杆与其滑动摩擦过程中的接触状况对安全影响特别严重,垂直度呈正八字形,并且偏差小于2mm的情况下,就基本不打火,反之就容易打火,并且还很厉害。
阳极母线吊点处和防位移处的绝缘质量必须严格检查,其绝缘值达不到设计要求绝不能验收,更不能使用。
为了保证立柱软带与阳极母线升降过程中的变形量最小,我们要求焊接软带之前必须要将要将母线调整到上下行程的中心点的高度,这样焊好的软带在阳极母线升降过程中其上升或下降的幅度(与焊接时的成型弧度的移动量)都为最小,监理在焊接之前必须要测量其固定好的高度,阳极母线下沿至水平罩板的间距应为37cm。
槽周(含槽底和立柱)母线的整体组对前首先应检查母线支墩的外观质量是否合格,特别是高度要处理到规定的0至-5mm的范围以内,不符合要求不得进行母线的组对安装;整体组对安装所用的零部件都必须是经检测验收过的合格品;焊接必须注意提前做好清污除锈工作,焊接过程中旁站监理必须注意不间断的进行检查,有焊接缺欠的必须及时处理,对焊接不认真,质量不稳定的焊工轻者警告,重者清退。
第四部分电解槽钢结构制作安装技术要求
1、总则
1、施工单位的技术人员要充分熟悉图纸和制作规程及技术要求,若发现问题应及时向甲方通报,等待甲方与设计院联系协商拿出解决方案。
2、凡改动图纸设计都必须经设计院同意后方可实施。
3、施工单位应依据设计图纸和制作规程及技术要求编制出操作性较强的施工方案和工艺指导书。
4、、槽壳数量多,钢材用量大,因此,槽壳的制作安装质量十分重要,它直接关系到电解槽的使用安全和使用寿命。
5、重要的焊缝质量必须100%合格,图纸要求探伤的焊缝其探伤结果也必须全部合格,不合格的焊缝必须刨开重焊,直到合格为止。
6、重要的外形尺寸偏差值必须达到100%合格。
一般的外形尺寸偏差值的合格率也必须达到95%以上(超标量超过公差20%必须进行相应的经济处罚)。
部件和整个设备如有带普遍性的质量问题必须要有书面的处理意见。
7、在批量制作前必须预先制作出一台样槽,以检查下料及焊接工艺正确与否,样槽必须经过甲方主任或专工亲自验收认可后方可批量制作。
2、材料
1、电解槽所使用的所有材料应符合图纸要求,材料代用必须经设计院同意,材料必须附有生产厂家的质量合格证书。
2、电解槽钢结构所使用的钢板、圆形和方形钢管、型钢(包括工字钢、槽钢、角钢)等应预先平整,放在钢板或型钢上的水平尺与钢板或型钢间的缝隙在1m长以内不能超过1㎜,总的直线误差应在0.1%以内,如超标则必须校正合格以后方可使用,否则,不许使用。
3、所有金属材料不得有锈蚀现象,其表面锈蚀深度不大于0.15㎜。
4、用于电解槽制作所使用的焊条、焊丝和专用气体及药料等都必须符合图纸和规程及技术要求的规定,都必须附有材质合格证明单。
3、制作
1、结构的装配应保证构件互相之间的准确位置为前提,为防止变形应在组装平台或胎具上进行,为便于装配构件,固定用的小型工具可临时将其点焊在一起,但装配结束后必须要将母材表面处理干净。
2、可以用机械方法或乙炔焰切割零件及焊接坡口,切偏深度应不超过1㎜,气割后必须清除飞边、毛刺及熔渣物等。
3、钢板切割后的边缘应当平整,否则,必须作整形处理。
4、在制造前,应推算并预留出零件的加工尺寸余量,以此补偿焊接过程中材料的收缩量。
5、零件应在冷态下进行弯曲,弯曲后零件表面不得有裂纹、龟裂、凹陷及其它缺陷,并用样板检查弯曲后的实际弧度,弯曲表面和样板之间的间隙应当不大于1㎜。
6、校正弯曲整形时,不得采用局部加热或剧冷的方法,以防止因此而对金属内部力学性能的破坏。
7、装配组对时不许强压配合、强力组对,以免引起金属结构内部附加变形应力的产生。
8、组装焊接后其外形尺寸偏差都应控制在规定的公差范围以内。
4、焊接
1、焊接前应将焊缝表面的油漆、油污、泥土、铁锈等清除干净。
2、焊接场地的温度应在5℃以上,当温度低于5℃时,应采取保温措施使其达到5℃以上或让焊工采取预热的方式来保证焊接质量。
3、二氧化碳气体保护焊对风比较敏感,室外焊接部件时如刮小风应采用遮挡措施,否则不许焊接,要确保其焊接质量不受影响;而如果刮风较大时必须停止焊接。
4、部件焊接应在专门的胎具或平台上进行。
5、全部焊接件在施焊前应除去尖角,飞边、毛刺等。
6、焊工
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