2.0MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)底座，大多數(shù)廠家要求焊接前進(jìn)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(jìn)行，其中部分廠家要求按照ISO15614—1《焊接工藝試驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評定，最近我公司開發(fā)的一個(gè)新產(chǎn)品就要求按后者進(jìn)行評定。我們對ISO15614—1《焊接工藝試驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了相關(guān)的評定試驗(yàn)，并將評定參數(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)中，成功地焊接了該機(jī)座產(chǎn)品。

2.產(chǎn)品簡介

2.0MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)后底座作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(xiàng)目的焊工進(jìn)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(jìn)行本人所從事的項(xiàng)目的考試，合格后方可參加該項(xiàng)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(jìn)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(jìn)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(xiàng)目 通過綜合分析，我們選取了四種接頭進(jìn)行工藝評定試驗(yàn)，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(yàn)，考慮到評定板材的特點(diǎn)，評定時(shí)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(yàn)結(jié)果

（1）平板對接評定試驗(yàn)結(jié)果 按照ISO15614—1《焊接工藝試驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)要求對60-60厚鋼板進(jìn)行取樣、加工試樣、試驗(yàn)，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(yàn)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(jìn)行硬度試驗(yàn)，結(jié)果如表5所示。

表5 （HBW）

按照ISO15614—1《焊接工藝試驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)要求的標(biāo)準(zhǔn)及方法進(jìn)行取樣、加工試樣、試驗(yàn)，得到15-15厚對接試板力學(xué)性能試驗(yàn)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(yàn)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(jìn)行硬度試驗(yàn)，試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)結(jié)果（HBW10/3000）：試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)ISO15614—1—2004、GB/T231.1—2002（相當(dāng)于ISO6506—1—1999），硬度試驗(yàn)結(jié)果如表8所示。

表8 （HBW）

25-60厚鋼板T形接頭試驗(yàn)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(yàn)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(shí)的工藝要求

（1）下料件原則上全部采用精密切割法進(jìn)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(xiàng)工藝規(guī)范參數(shù)。

（3）組裝采用分片組裝法進(jìn)行，下料時(shí)箱型梁零件預(yù)留焊接收縮量，長度上留約7mm收縮量（實(shí)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(shí)對稱施焊，焊后火焰矯形。

整體組裝時(shí)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(xiàng)目，獲得切合實(shí)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(jìn)行工藝評定試驗(yàn)，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(jī)后底座，為類似產(chǎn)品焊接提供了參考。