2.0MW風(fēng)力發(fā)電機后底座的焊接工藝評定及應(yīng)用

風(fēng)潤新能源設(shè)備有限公司（陜西咸陽 712044）曹曉民 馮小靜 董 曼 鄒增輝

1.概述

我公司是一家制造焊接式風(fēng)力發(fā)電機底座的專業(yè)公司，先后為國內(nèi)外十余家風(fēng)力發(fā)電設(shè)備整機制造商生產(chǎn)過不同型號、不同規(guī)格的焊接式風(fēng)力發(fā)電機底座，大多數(shù)廠家要求焊接前進行的焊接工藝評定均按照J(rèn)B/T4708《壓力容器焊接工藝評定》進行，其中部分廠家要求按照ISO15614—1《焊接工藝試驗》標(biāo)準(zhǔn)進行評定，最近我公司開發(fā)的一個新產(chǎn)品就要求按后者進行評定。我們對ISO15614—1《焊接工藝試驗》標(biāo)準(zhǔn)進行了系統(tǒng)性地學(xué)習(xí)，編制了pWPS，并嚴(yán)格按照ISO15614—1《焊接工藝試驗》標(biāo)準(zhǔn)進行了相關(guān)的評定試驗，并將評定參數(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)中，成功地焊接了該機座產(chǎn)品。

2.產(chǎn)品簡介

2.0MW風(fēng)力發(fā)電機后底座作為風(fēng)力發(fā)電機部件的支撐結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鋼板規(guī)格多，厚度大，焊接工作量大，質(zhì)量要求高，大部分尺寸公差為±1mm，箱型梁表面平面度2mm/m，橫向直線度1mm。其接頭類型及鋼板厚度、材料如表1所示，箱型梁結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 箱型梁結(jié)構(gòu)

表1 2.0MW后底座接頭類型

3.焊接工藝評定要求

（1）人員要求 工藝評定前對從事該項目的焊工進行培訓(xùn)，并按照ISO9096—1《焊工考試-熔化焊-第一部分：鋼》標(biāo)準(zhǔn)進行本人所從事的項目的考試，合格后方可參加該項目的焊接評定工作及產(chǎn)品焊接工作。

（2）材料要求 材料分為母材及焊接材料，評定前按照ISO/TR15608《焊接-金屬材料分類》標(biāo)準(zhǔn)中母材的鋼組及焊接材料分類，確定評定的材料。原則是進行一類母材及焊接材料的工藝評定能盡可能的具有較大的認(rèn)可范圍，從而在滿足焊接標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下減少工藝評定的數(shù)量，節(jié)約成本。

（3）焊接位置要求 評定所選擇焊接位置嚴(yán)格按照ISO6947《焊縫-施焊位置-傾斜和旋轉(zhuǎn)角度定義》標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進行，原則是評定焊接位置盡可能多的覆蓋施焊位置，以減少焊接評定的數(shù)量。

（4）評定項目 通過綜合分析，我們選取了四種接頭進行工藝評定試驗，分別為平板對接（兩種）、單V坡口角接頭、角焊縫。評定試件接頭形式及尺寸如表2所示。此工藝評定可完全覆蓋產(chǎn)品的要求。

按照以往的經(jīng)驗，考慮到評定板材的特點，評定時的工藝規(guī)范參數(shù)如表3所示。

表2 評定試件類型及尺寸

表3 評定工藝規(guī)范參數(shù)

（續(xù)）

4.焊接工藝評定試驗結(jié)果

（1）平板對接評定試驗結(jié)果 按照ISO15614—1《焊接工藝試驗》標(biāo)準(zhǔn)要求對60-60厚鋼板進行取樣、加工試樣、試驗，得到的力學(xué)性能結(jié)果如表4所示。

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)ISO15614—1—2004，經(jīng)60℃ 1+1鹽酸侵蝕，肉眼觀察宏觀金相組織如圖2所示，未見缺陷。

表4

圖2 試樣1

硬度試驗結(jié)果（HBW10/3000）：按照標(biāo)準(zhǔn)ISO15614—1—2004、GB/T231.1—2002（相當(dāng)于ISO6506—1—1999）進行硬度試驗，結(jié)果如表5所示。

表5 （HBW）

按照ISO15614—1《焊接工藝試驗》標(biāo)準(zhǔn)要求的標(biāo)準(zhǔn)及方法進行取樣、加工試樣、試驗，得到15-15厚對接試板力學(xué)性能試驗結(jié)果如表6所示。

按照標(biāo)準(zhǔn)ISO15614—1—2004，經(jīng)60℃ 1+1鹽酸侵蝕，肉眼觀察宏觀金相組織如圖3所示，未見缺陷。

硬度試驗結(jié)果（HBW10/3000）：按照標(biāo)準(zhǔn)ISO15614—1—2004、GB/T231.1—2002（相當(dāng)于ISO6506—1—1999）進行硬度試驗，試驗結(jié)果如表7所示。

表6

圖3 試樣2

表7 （HBW）

（2）角接頭及T形接頭評定結(jié)果 25-60厚鋼板T形接頭試驗結(jié)果：執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)ISO15614—1—2004，經(jīng)60℃ 1+1鹽酸侵蝕，肉眼觀察宏觀金相如圖4所示，未見缺陷。

圖4 試樣2-1（T形熔透）

硬度試驗結(jié)果（HBW10/3000）：試驗標(biāo)準(zhǔn)ISO15614—1—2004、GB/T231.1—2002（相當(dāng)于ISO6506—1—1999），硬度試驗結(jié)果如表8所示。

表8 （HBW）

25-60厚鋼板T形接頭試驗結(jié)果：執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)ISO15614—1—2004，經(jīng)60℃1+1鹽酸侵蝕，肉眼觀察宏觀金相如圖5所示，未見缺陷。

硬度試驗結(jié)果（HBW10/3000）如表9所示。

圖5 試樣1-1（T形）

表9 （HBW）

5.產(chǎn)品組裝、焊接時的工藝要求

（1）下料件原則上全部采用精密切割法進行，保證零件尺寸偏差。

（2）參照表3編制生產(chǎn)用WPS，生產(chǎn)中嚴(yán)格執(zhí)行各項工藝規(guī)范參數(shù)。

（3）組裝采用分片組裝法進行，下料時箱型梁零件預(yù)留焊接收縮量，長度上留約7mm收縮量（實際中總結(jié)得到值）。

（4）箱型梁焊接前加工藝支撐，或制作工裝保證組裝尺寸，焊接時對稱施焊，焊后火焰矯形。

整體組裝時長度上加3mm收縮量，對角線加工藝支撐，熱處理后去除。

6.結(jié)語

不論是采用國內(nèi)還是國外焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn)，評定前應(yīng)認(rèn)真分析圖樣，認(rèn)真學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)，確定評定的類型及項目，獲得切合實際的工藝規(guī)范參數(shù)，以此編制焊接工藝指導(dǎo)書，指導(dǎo)生產(chǎn)。通過按照ISO15614—1—2004標(biāo)準(zhǔn)進行工藝評定試驗，確定了工藝規(guī)范參數(shù)并應(yīng)用于生產(chǎn)。采取其他必要工藝措施，成功的焊接了2.0MW風(fēng)力發(fā)電機后底座，為類似產(chǎn)品焊接提供了參考。