控制風(fēng)電機(jī)組塔架組裝中法蘭焊接變形的工藝分析

【摘 要】近年來(lái)，風(fēng)電行業(yè)快速發(fā)展，風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量越來(lái)越大，整機(jī)的重量也隨之越來(lái)越重。塔筒做為承載整機(jī)的重要組成部分，其焊接質(zhì)量的好壞嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行。塔筒法蘭做為塔筒部分最重要的零部件，其焊接過(guò)程更是需要嚴(yán)格控制焊接工藝，保證焊接質(zhì)量。本文將著重介紹在風(fēng)電機(jī)組塔架生產(chǎn)過(guò)程中如何有效控制法蘭焊接變形，希望能夠得到相關(guān)行業(yè)的借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)電機(jī)組；法蘭焊接；工藝改進(jìn)

就目前而言，塔架制造在我國(guó)普遍實(shí)行的是首件認(rèn)證制，也就是該企業(yè)先生產(chǎn)一件進(jìn)行質(zhì)量認(rèn)證，合格以后再進(jìn)行2-3套的制造，再次檢查合格以后才允許接下來(lái)的批量制造。但是大量的實(shí)踐表明，在塔架制造過(guò)程中很難避免法蘭焊接變形的情況發(fā)生，其中最容易出現(xiàn)的就是法蘭內(nèi)翹、塔筒兩端法蘭不平行這兩大問題。值得注意的是，在本文中法蘭在到廠時(shí)已經(jīng)完全加工好外圈30度的坡口（這也是屬于通常情況），下面將針對(duì)法蘭內(nèi)翹、塔筒兩端不平行這兩大主要問題提出工藝改進(jìn)方案。

一、法蘭內(nèi)翹問題

對(duì)于法蘭內(nèi)翹問題，可以根據(jù)實(shí)際情況按照以下兩種方式對(duì)工藝進(jìn)行改進(jìn)：

（1）鑒于法蘭已經(jīng)加工好外圈的30度坡口，我們可以采取焊接的方式，具體操作為：首先在外圈焊一道，然后在內(nèi)圈焊縫碳弧氣刨清根處理，這樣連續(xù)在內(nèi)圈焊道位置焊兩道，最后在外圈焊道連續(xù)焊兩道就完畢了。其中第一道外圈工藝參數(shù)如下：電流為420A，電壓為28V，焊絲直徑3.2mm，焊接速度35-40m/s。第二道和第三道內(nèi)圈工藝參數(shù)為：電流450-530A，電壓為30V，焊接速度35-40 m/s，焊絲直徑3-4mm。第四道和第五道外圈工藝參數(shù)為：電流為450-520A，電壓為30V，焊接速度36-40 m/s，焊絲直徑3.2-4mm；

（2）在法蘭采購(gòu)過(guò)程中，一定要注意編制法蘭采購(gòu)協(xié)議，要求將筒節(jié)與法蘭脖頸處對(duì)接的外坡口改為內(nèi)坡口。

二、法蘭不平行問題

要想妥善法蘭不平行的問題，應(yīng)當(dāng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：

（1）需要在單段塔筒的兩端筒節(jié)對(duì)接位置預(yù)留十到二十毫米的修正余量，具體來(lái)說(shuō)就是利用EASY激光機(jī)對(duì)中儀尋找到塔筒的同軸度，然后用自制法蘭與平行面實(shí)現(xiàn)對(duì)接來(lái)切割修正余量，最后一步再用角磨機(jī)打磨切割坡口，讓筒節(jié)端口位置的平面度有效控制在2毫米范圍之內(nèi)。值得注意的是，我們要通過(guò)螺桿調(diào)節(jié)平行度控制的法蘭卡具使兩端法蘭固定，這樣可以保證塔筒兩端法蘭所在的平面平行，然后調(diào)節(jié)滾焊臺(tái)車上的縱向螺桿使法蘭中心與塔筒中心線重合，通過(guò)這種方式保證兩端筒節(jié)與法蘭脖頸的環(huán)縫位置實(shí)現(xiàn)對(duì)接（間隙應(yīng)小于一毫米，而且分布比較均勻）。除此之外，需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)塔筒兩個(gè)端口的內(nèi)米字撐進(jìn)行調(diào)整，保證法蘭脖頸與筒口的錯(cuò)臺(tái)小于兩毫米，具體如下圖所示（圖1）；

（2）第一道埋弧自動(dòng)焊接以后，在碳弧氣刨清根處理時(shí)的寬度需要控制在10-12毫米，而深度是一致的；第一道封底焊接采取對(duì)稱、等距離、斷續(xù)的方式使其受力均勻。等距離斷續(xù)定位固定、點(diǎn)焊完畢后，依然采取同樣的方法一直到底焊一圈完成為止；利用EASY激光器對(duì)中儀進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果一旦發(fā)現(xiàn)有變形現(xiàn)象要立即將焊接工序停止并且查找原因，然后根據(jù)具體情況采取針對(duì)性的措施解決以后再重新焊接；（3）焊接烘烤一定要嚴(yán)格按照規(guī)范執(zhí)行，通常情況下焊層不能超過(guò)6層，并且每層的厚度需要控制在4-5毫米范圍內(nèi)。其中第一道外圈工藝參數(shù)如下：電流為380A，電壓為29V，焊絲直徑3.2mm，焊接速度30-32m/s。第二道和第三道內(nèi)圈工藝參數(shù)為：電流450-500A，電壓為28-32V，焊接速度33-40 m/s，焊絲直徑3-4mm。第四道和第五道外圈工藝參數(shù)為：電流為500-520A，電壓為30-32V，焊接速度35-40 m/s，焊絲直徑為4mm。

三、總結(jié)語(yǔ)

綜上所述，風(fēng)電機(jī)組塔架組裝中法蘭焊接變形主要表現(xiàn)為法蘭內(nèi)翹、塔筒兩端法蘭不平行這兩大問題，本文對(duì)如何對(duì)其進(jìn)行工藝改進(jìn)進(jìn)行了詳細(xì)闡述。值得注意的是，我們塔筒生產(chǎn)時(shí)若同時(shí)遇到法蘭內(nèi)翹和法蘭不平行這兩大問題時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取綜合處理的辦法，也就是說(shuō)在充分考慮到法蘭不平行的同時(shí)還要兼顧法蘭內(nèi)翹的問題，通常情況下是先解決不平行問題，然后再解決法蘭內(nèi)翹問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]程孝福.大直徑平焊法蘭的焊接變形與控制[J].化工設(shè)備與管道.2010，（04）.

[2]孔凡強(qiáng).風(fēng)電塔筒法蘭焊接變形控制的工藝措施[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備.2011，（03）.

[3]王效慧、張全喜.法蘭的質(zhì)量控制及焊接變形[J].科技資訊.2011，（13）.