風力發電塔架焊接缺陷及防治措施

劉海霞

（寧夏銀星能源股份有限公司，寧夏 銀川 750021）

風力發電塔架焊接缺陷及防治措施

劉海霞

（寧夏銀星能源股份有限公司，寧夏 銀川 750021）

本文就風力塔架制造過程中常見的焊接質量缺陷的成因進行分析，歸納出實踐性的防治措施，從而提高焊接質量，加快生產工期。

焊接缺陷；防治措施；裂紋；冷卻速度

在風力發電塔架制造過程中，焊接是非常重要的工序，焊接質量的好壞直接影響了塔架生產質量，因此了解焊縫缺陷產生的原因及各種防治措施是相當有必要的。焊接缺陷分為內部缺陷（如裂紋、未焊透）、外部缺陷以及其他因素導致的缺陷。

1 外觀

其他缺陷是不必通過儀器檢測就能夠被察覺到的缺陷，存在于物體表面上。防治措施：矯正操作姿勢，選用合理的規范，選用無偏芯焊條，減小裝配間隙，在焊縫背面加設墊板或藥墊。

2 氣孔

在焊接的過程中氣體沒能夠及時排除，從而導致氣泡。氣體來自于外部空氣或者是焊接過程中金屬彼此發生作用。

2.1 導致氣孔問題出現的關鍵因素：在進行焊接的時候，如果所需要焊接的金屬表面未清潔干凈，存在鐵銹或者油漬，那么這種情況下出現氣孔問題的概率就會增大。另外，在焊接的時候，金屬凝固較快，也會導致氣體無法正常排出，并導致氣孔的生成。

2.2 出現氣孔問題所導致的危害性：焊接的實際有效接觸面積會變小，從而導致焊接不牢固，弱化了焊件的可塑性能，極易造成泄露的問題。同時焊件表面所形成的氣孔對于應力集中也有著關鍵性的影響。

2.3 避免氣孔出現的相關對策：①在焊接之前確保焊件表面的清潔，防止鐵銹及油漬等物質的附著。②在焊接的材料上，最好選擇堿性的焊條以及焊劑，同時要將材料充分加以干燥處理。③在焊接技術上，選擇直流反接的方式，同時選擇短電弧進行焊接。④注意在實施焊接之前對焊件進行預熱處理，盡量延長冷卻所需的時間。⑤按照規范化的流程實施焊接工作。

3 裂紋

3.1 裂紋的幾種類別劃分：按照焊件出現裂紋大小的不同，通常我們能夠將其劃分成三種不同的類別：宏觀裂紋，也就是不必借助儀器就能夠觀察到的裂紋；微觀裂紋，也就是需要借助顯微鏡去觀察到的裂紋；超顯微裂紋，這種裂紋最小，需要借助高倍數顯微鏡才可以觀察到。按產生的溫度將其劃分成以下兩種類別：熱裂紋，也就是形成在Ac3線周圍的一種裂紋，在焊接工作完成之后就立即形成的。這一類別裂紋的形成會導致焊件表面光澤的暗化；冷裂紋，這種裂紋通常與焊接工作的完成之間存在一定的期間長度，所以也叫做延遲裂紋。

3.2 出現裂紋問題所造成的危害性：如果出現裂紋問題，特別是冷裂紋，所造成的危害是很大的，往往會導致安全事故。

3.3 避免冷裂紋出現的應對措施：①選擇低氫型的堿性焊條，做好干燥處理，并將材料置于100℃到150℃的環境下，需要用的時候才能取出來。②加大焊接之前的預熱溫度，并選擇實施后熱處理，在多層焊接的時候確保每一層之間的溫度都要超過之前預熱時的溫度。③在焊接工作完成之后要在第一時間做好消氫工作。

4 未焊透

未焊透指母材金屬未熔化，焊縫金屬沒有進入接頭根部的現象。產生未焊透的原因有焊接電流小，熔深淺；坡口和間隙尺寸不合理，鈍邊太大；磁偏吹影響；焊條偏芯度太大；層間及焊根清理不良。未焊透嚴重降低焊縫的疲勞強度，還可能成為裂紋源，是造成焊縫破壞的重要原因。使用較大電流來焊接是防止未焊透的基本方法。另外，焊角焊縫時，用交流代替直流以防止磁偏吹，合理設計坡口并加強清理，用短弧焊等措施也可有效防止未焊透的產生。

5 未熔合

未熔合是指焊縫金屬與母材金屬，或焊縫金屬之間未熔化結合在一起的缺陷。按其所在部位，未熔合可分為坡口未熔合、層間未熔合、根部未熔合三種。產生未熔合缺陷的原因有焊接電流過小；焊接速度過快；焊條角度不對；產生了弧偏吹現象；焊接處于下坡焊位置，母材未熔化時已被鐵水覆蓋；母材表面有污物或氧化物影響熔敷金屬與母材間的熔化結合等。未熔合的防治措施：適當加大焊接電流，提高焊接線能量；焊接速度適當，不能過快；熟練操作技能，焊條（槍）角度正確。

6 其他缺陷

焊縫化學成分或組織成分不符合要求：焊材與母材匹配不當，或焊接過程中元素燒損等原因，容易使焊縫金屬的化學成分發生變化或造成焊縫組織不符合要求。這可能帶來焊縫的力學性能的下降，還會影響接頭的耐蝕性能。

過熱和過燒：如果是焊接工作沒有規范化進行，就會導致熱影響區在高溫下停留的時間邊長，導致晶粒粗大的問題，這就是過熱。假如溫度變得更高，熱影響區在高溫下停留更長的時間，就會導致晶界出現氧化或者是局部熔化的問題，這就是過燒。

7 結語

通過對焊接缺陷產生的原因進行分析，制定各種防治措施，對員工進行焊接技能和焊接知識培訓，不僅加快了生產進度，降低了成本，還大大提高了焊接質量，一舉多得。

[1]中國機械工程學會焊接學會編.焊接手冊，焊接結構：第3卷[M].北京：機械工業出版社，2001.8ISBN7-111-03073-7.

TU974

A

1003-5168(2014)03-0112-01

劉海霞（1978—），女，工程師，主要從事風機塔架的制造技術與工藝。