風電塔筒生產中埋弧自動焊的應用研究

陳琨

（中國水利水電第四工程局有限公司，甘肅 酒泉 735000）

從風電生產的發展過程來看，塔筒是其中的重要設備裝置，但是由于塔筒的高度比較高，直徑比較大，在運輸方面有著一定難度，因此風電塔筒通常都是在生產車間內進行分段加工，再運送到施工現場開展安裝工作。此外，風電塔筒進行生產制作時，各個塔筒之間的焊接工作量會比較大，而運用埋弧自動焊技術工藝，可以在最大程度上為風電塔筒生產質量與生產效率提供一定保障。

1 埋弧自動焊技術工藝的現狀分析

從埋弧焊技術工藝的發展來看，該技術工藝有著一定的優勢特點，比如焊接的電流比較大、焊接的速度更快、焊接的質量與效率更高、可以適應各種不同的施工環境條件以及實際的生產效率比較高等，使得該技術工藝在相關厚板結構的長焊縫焊接施工方面有著廣泛運用。而且，由于近幾年風電領域的飛速發展，從風電的生產發展來看，整體風機的運轉需要很多的塔筒作為支撐，這在很大程度上推動了埋弧自動焊技術的快速發展。

2 風電生產過程中焊接技術工藝分析

風電塔筒的結構一般呈圓柱或者圓錐形，直徑大，焊縫長，焊接工作量大，使得風電塔筒生產中經常會選用單節筒體縱向對接的焊接技術工藝、相鄰筒體之間圓周方向的對接焊縫技術工藝以及法蘭及筒體之間圓周方向對接焊縫技術工藝等，另外還有門框以及筒體角焊縫技術工藝，不過在實際的操作中運用比較少。而埋弧自動焊技術工藝有著比較突出的優勢，其一，埋弧自動焊技術的焊接電流比較大，有效增加了相關的電流密度，使得熔深程度比較大，在很大程度上可以適應長焊縫以及旋轉體焊縫的施工操作；其二，埋弧自動焊技術工藝的焊接弧光受到焊劑作用，產生的輻射會比較少，為工作人員創造了比較良好的勞動環境條件，而且勞動強度也比較低；其三，埋弧自動焊技術基本上采用的是自動送絲方式，焊接相關參數可以進行自動調節并保持在穩定狀態，而且沒有特別高的焊工操作技能要求，焊縫的外觀成形比較好，在很大程度上不會受到人為因素的干擾，可以有效確保焊接品質的穩定。

3 風電塔筒生產過程中埋弧自動焊的運用分析

3.1 焊接設備裝置

在選擇焊接設備裝置的時候，要保證焊接電源的穩定，就要運用適當的焊接滾輪架進行操作，但是由于焊接滾輪架體積比較大（如圖1），因此需要相關的工裝輔助工具進行操作。

圖1 焊接滾輪架

（1）焊接電源方面。大部分焊接設備都會使用特定型號的弧焊電源（時代MZ-1250）以及特定型號的焊接機頭（MZ-ZK1250），這種特定型號的焊接設備裝置具有恒流以及恒壓的電源特點，而且引弧與收弧方面都是運用的自動化控制方式，電流發生波動的幾率很小，在很大程度上可以保證電流的穩定，可以有效把控整體焊縫的操作質量。

（2）焊接滾輪架方面。由于風電塔筒存在長度不一的情況，因此，要根據塔筒各部位不同的尺寸以及重量來放置滾輪架和主動輪以及從動輪，確保這些裝置之間距離的合理性。而滾輪架一般會選擇橡膠滾輪，或者是由聚氨酯材料制作而成的滾輪架，這樣才可以增加滾輪相關接觸面的摩擦力，提升滾輪架耐摩擦以及耐高溫的功能水平。還要進行一定的無級調速，將調整的范圍適當增加，確保滾輪架具有相應的啟動能力以及精確性，這樣才可以有效控制并調整焊接的速度。

（3）輔助工裝設備裝置方面。一般來說，輔助工裝的設備裝置包括了風力發電多功能焊接機架、多功能外縫焊接機架如圖（如圖2）以及龍門式風力發電塔架焊接支架，都具有各自的優勢，在使用時要根據實際的情況來合理選用。

圖2 多功能外縫焊接機架

3.2 埋弧自動焊技術工藝

（1）坡口技術工藝參數。從以往的操作經驗來看，如果焊接的坡口參數比較大，那么焊接施工的操作難度就會變小，但是由于金屬物質的填充量增多，就會大大增加焊接的整體工作量。因此，要將坡口參數控制在合理范圍內。

（2）焊接技術工藝參數。在風電塔筒生產過程中運用埋弧自動焊技術工藝的時候，要先按照焊接的實際發展情況來設置相應的焊接參數（如圖3），保證焊接參數的合理性，還要確保相關的焊接技術工藝達到了相關標準要求。

圖3 筒體焊接工藝參數及坡口圖

（3）焊接質量的控制工作。在開展焊縫焊接的時候，必須要保證焊縫的干燥，將焊縫中存在的結晶水清理干凈，而且烘干溫度要控制在一定范圍內，從而有效減少焊縫中的氫氣，避免焊縫存在氣孔以及裂紋的情況發生。同時，還要將坡口表面以及相關的金屬表面清理干凈，確保表面的金屬光澤處于明顯狀態。而且在進行引弧板以及熄弧板安裝的過程中，要按照相關標準選擇引弧板以及熄弧板的規格，這樣才能保證焊縫兩端的齊整。

3.3 焊接控制變形工作

在進行風電塔筒筒體和上法蘭焊縫X坡口對接焊縫的過程中，要做好焊接變形的控制工作、保證焊縫里面的質量，才能確保風電塔筒的生產質量。焊接參數參考表1，其中帶’層數為內側。

表1 筒體與法蘭焊接工藝參數

4 結語

將埋弧自動焊技術工藝運用到風電塔筒的生產中，在很大程度上可以提升整體的生產質量與效率。因此，在運用埋弧自動焊技術工藝時，要有效利用相關的焊接技術工藝、嚴格按照標準的操作流程，并保證焊接實施方案的合理性，利用相關的設備裝置加以輔助，將焊接變形控制在合理范圍內，從而全面提升風電塔筒的生產制作質量和效率水平。