风电塔筒门框焊接工艺研究

风电塔筒门框焊接工艺研究

杨大文尹志强

中国水利水电第五工程局有限公司机电制造安装分局四川省成都市610225

摘要：通过对风电机组塔筒门框焊接工艺研究进行分析，从而提出了如何从焊接工艺角度来保证塔筒门框焊接的质量。

关键词：风电塔筒门框；焊接工艺

绿色能源一直是近年来热门的话题，全世界各个国家都在致力于新能源的开发和利用。风能作为一种可以利用的绿色能源，更是加快了开发力度，随着近年来风力发电技术的成熟，国内也掀起了投资兴建风电场的热潮。风电塔筒作为风力发电机的基础支座，其质量直接影响着风力发电机的使用寿命和利用效率。风电机组塔筒的制作过程主要是焊接，那么焊接质量就成了整个塔筒制作的核心技术，风电塔筒门框的焊接由于其产品的特殊性，又增加了焊接施工的难度，在工艺制作中需要进行合理的分析。

一．风电塔筒门框焊接工艺分析

进人门框卷制成型后在简易工装上组对，组对合格转入焊接工序。焊接之前检查门框的外形尺寸，尺寸超差报品质部，外形尺寸合格且加支撑后方可焊接。然后拼焊门框上的部分附件，最后拼到塔筒上，具体要求和工序如下：

1.1门框卷制、焊接

1、每个门框由2部分分别弯制拼接而成，拼接缝位于门框椭圆弧顶的位置。

2、下料后，先按图尺寸划椭圆弧度卷制起始线（内侧），两端各预留200mm修边量和压头，用于组对时，根据实际尺寸修割，并切割坡口。

3、按图示位置在卷板机上来回滚动卷制，卷制过程中用内弧样板检查，卷制接近椭圆弧度。在结构二车间简易工装上采用千斤顶火焰烘烤，校正弧度，用弧度样板检查，弧度偏差≤1mm。

4、在平台上按门框成品图外形划底样，将2件卷制好的弧板组对；对接注意控制：错台≤2mm，门框端面平面度≤2mm，直边直线度≤2mm，并用边角料适当加固。试拼门板、横隔板及竖隔板，检查组对尺寸及外购件尺寸。

5、对接坡口如图所示，焊接采用气体保护焊，焊前在焊缝两侧100mm范围内预热80～100℃，先焊接内侧，对焊时不留间隙；清根要彻底清除未焊透、气孔等所有缺陷；打底层和清跟后的首层厚度不得大于4mm。层间温度100℃～200℃。注意调整焊接顺序，以减小变形。焊后保温1～2h，保温温度为500～600℃。焊后100%UT、MT探伤，按照JB/T4730Ⅰ级规定。

6、焊后校正，样板与内弧偏差≤1mm，门框端面平面度≤2mm，直边直线度≤2mm。

7、表面平整光滑，锐边倒角为R2。

1.2将围边、横隔板及竖隔板拼焊到门框上

进人门框对接焊，UT、MT探伤合格后拼装附件，将围边、横隔板、竖隔板拼装、焊接到门框上，横隔板和竖隔板不合适对称修割，保证间隙均匀。

1.3门框拼焊到塔筒上

1、将进人门框吊放在底段塔筒的相应位置划线，自检合格后报品质部验收，验收合格后进入下一道工序。

2、将进人门框加固支撑安装在塔筒内侧。

3、安装进人门框焊接平台。

4、沿线切割塔筒安装门框位置，在塔筒侧切割与门框拼焊坡口，坡口周边30mm打磨光滑。

5、安装门框，位置调整合适后报品质部验收，合格后再焊接。

6、安装门框附件。

二．焊接中存在的问题

1、咬边多。

2、清根深。

3、焊缝不直。

4、焊缝宽。

5、外缝焊道比焊接工艺要求的焊道多，不利于焊接变形控制，尤其是法兰处。

三．改进

6、调整焊接工艺参数，减少咬边。已经焊接的焊缝咬边在打砂之前进行处理

7、焊剂要烘干，重复利用的焊剂，要用分离机处理，去除杂质

8、焊缝加固焊要按照焊接工艺进行，不能随便焊接，焊缝要直，否则成型焊缝就不直。

9、清根深度约5-6mm。

10、板材30mm以上要预热，环纵焊缝都要预热。

11、法兰组对时，工装要求平面度1mm之内，法兰表面不用调的很平。

12、法兰与筒节的加固焊断续焊，其余位置加固焊为满焊，加固焊焊接要直，影响清根的直线度，最终影响焊缝的直线度。

四．工艺工艺规程技术要求：

1、坡口严禁手工切割。坡口表面及两侧各30mm范围内的水、铁锈、油污、积渣和其他有害杂质清理干净后砂轮打磨。

2、焊剂在施焊前须在烘干箱内按焊剂说明书规定的烘干温度（300℃～350℃）及保温时间（2h）进行烘干，重复烘干不得超过两次。焊接过程中回收的焊剂必须经重新烘干后方可再次使用。

3、应在坡口内引弧，不允许在筒体的任何部位引弧，注意防止电弧擦伤。

4、层间焊渣及飞溅物等清理干净后，才能施焊下一层。

5、筒体焊接时候先焊接内侧，然后外侧采用碳弧气刨100%清根，清根后，用埋弧焊焊外侧焊缝，必须完全焊透。

6、在焊缝的两端必须有约100mm长的引弧、熄弧板；且焊后切割掉，不允许锤击硬打下来。

7、焊接完后，清理干净焊渣及飞溅等，自检合格后打上焊工钢印交付检验。

五．总结

通过对风电塔筒门框焊接工艺进行研究，可以为以后承担类似门框焊接工艺打下坚实基础，也为类似工程项目门框焊接工艺提供借鉴。

参考文献

[1]郭景红.风电塔筒制作过程研究[J].科技与企业，2013（17）：285