CN107398620A - 一种用于风电塔筒的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于风电塔筒的焊接方法，包含如下步骤：S1，将组对好的筒节移动到焊接工段，每个筒节有多条环缝，所述的环缝包含外环缝和内环缝；S2，采用气保焊从筒节外部将环缝进行封底；S3，将埋弧焊焊机安装在行走小车上组装成内部焊接设备，并进入至筒节内部，滚轮架托住筒节，同时启动滚轮架与行走小车，并调整速度，使滚轮架和行走小车保持稳定的相对速度，直到一条内环缝完成，如此按顺序逐条完成内环缝的焊接，取出内部焊接设备，然后在筒节外部对打底层进行碳弧气刨清根；S4，移动滚轮架将筒节运至外环焊接工段，在筒节外两处环缝位置分别布置一十字臂焊机，一对所述的十字臂焊机同时对外环缝施焊。

Description

一种用于风电塔筒的焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接领域，特别涉及一种用于风电塔筒的焊接方法。

背景技术

现有技术中对风电塔筒的焊接，当条件较差时，只用行走小车，条件允许的工程用十字臂，对类似的大管径钢结构施工，前者在外环施工中存在不稳定因素，同时内环对焊工要求高，后者价格昂贵，同时不适于大纵深的焊接。更或者采用价格更加昂贵的双丝埋弧焊焊机、多丝埋弧焊焊机或者是带极埋弧焊焊机来提高外环焊接效率。

塔筒组对采用二节管组对站(液压升降滚轮架)组装成大纵深的筒节，手工电弧焊进行定位点焊，组对完毕利用埋弧自动焊进行环缝焊接。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于风电塔筒的焊接方法，通过采用双十字臂焊机与行走小车相结合的焊接方法，大大的调高了生产效率，缩短了环缝焊接时间。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于风电塔筒的焊接方法，其特点是，该方法包含如下步骤：

S1，将组对好的筒节移动到焊接工段，每个所述的筒节有多条环缝，所述的环缝包含外环缝和内环缝；

S2，采用气保焊从筒节外部将环缝进行封底；

S3，将埋弧焊焊机安装在行走小车上组装成内部焊接设备，并进入至筒节内部，滚轮架托住筒节，同时启动滚轮架与行走小车，并调整速度，使滚轮架和行走小车保持稳定的相对速度，直到一条内环缝完成，如此按顺序逐条完成内环缝的焊接，取出所述内部焊接设备，然后在筒节外部对打底层进行碳弧气刨清根；

S4，移动滚轮架将筒节运至外环焊接工段，在筒节外两处环缝位置分别布置一十字臂焊机，一对所述的十字臂焊机同时对外环缝施焊。

所述的步骤S3中所述的埋弧焊焊机沿着塔筒径向放置。

所述的步骤S3中对打底层进行碳弧气刨清根后还包含打磨坡口这一步骤。

所述的步骤S4中通过调节不同的十字臂焊机的电流、电压参数以满足不同焊缝单位时间内所需的熔敷金属质量。

所述的步骤S4后还包含：

S5，利用超声或射线对焊接后的焊缝进行探伤。

所述的筒节纵深超过十字臂焊机的十字臂长度。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明通过采用双十字臂焊机与行走小车相结合的焊接方法，避免了组对与焊接交叉作业，大大的调高了生产效率，缩短了环缝焊接时间，具有可观的经济效益。

附图说明

图1为本发明一种用于风电塔筒的焊接方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示，一种用于风电塔筒的焊接方法，该方法包含如下步骤：

S1，将组对好的大纵深长达20米甚至更长的筒节移动到焊接工段，筒节含多条环缝，所述的环缝包含外环缝和内环缝；

S2，采用气保焊从筒节外部将环缝进行封底；

S3，将埋弧焊焊机安装在行走小车上组装成内部焊接设备，并进入至筒节内部，滚轮架托住筒节，同时启动滚轮架与行走小车，并调整速度，使滚轮架和行走小车保持稳定的相对速度，直到一条内环缝完成，如此按顺序逐条完成内环缝的焊接，取出所述内部焊接设备，然后在筒节外部对打底层进行碳弧气刨清根；

S4，移动滚轮架将筒节运至外环焊接工段，在筒节外两处环缝位置分别布置一十字臂焊机，一对所述的十字臂焊机同时对外环缝施焊，包括两处焊缝对应的半径不同的情况，并在相同的角速度相同方向下同时焊接施工。

在具体实施例中，上述的步骤S3中所述的埋弧焊焊机沿着塔筒径向放置，具体操作如下：将组对好的筒节使用滚轮架移动到焊接工段，首先需要在外面，将环缝在一端的法兰上连接好控制线，从另一端将行走小车接入筒节内部，从离地线最近的焊缝开始，依次焊完所有的内环缝，以避免刚完成的焊缝过热，灼烧到控制线等。地线的连接既要保证接触良好，还要保证筒节在焊接转动的过程中不会打结。在筒节内部的控制线等不能跟着转动，更在筒节边缘处与法兰隔开，避免转动过程中磨破，以致破坏失效。为此，地线的连接处设计制作了加长螺杆，一端连接在铁筒的法兰上，另一端固定控制线。制作了四轮小车，沿径向放置，将控制线等放在其上面，并焊一个钢筋将线悬挑，使其超过法兰高度，并挑出管内使其不会磨损。

上述的步骤S3中对打底层进行碳弧气刨清根后还包含打磨坡口这一步骤，打底层是由于埋弧焊焊接电流相比其他焊接方式，电流较大，容易焊穿，所以在将工件组对完定位后，会使用二氧化碳气体保护焊，对整条筒外面焊缝位置进行封堵，这圈封堵和定位焊统称为打底层；碳弧气刨清根是使用碳弧气刨将打底层以及内部焊接焊缝根部的缺陷如焊渣等清除，并打出合适的坡口供外环焊接。

所述的步骤S4中通过调节不同的十字臂焊机的电流、电压参数以满足不同焊缝单位时间内所需的熔敷金属质量。

所述的筒节纵深超过十字臂焊机的十字臂长度。

具体的，外环焊接中，使用双十字臂焊接同时施焊。由于气刨清根坡口基本一致，影响双机协作的主要因素是两处的管径。相同管径的施工选择相同的工艺参数，不同管径处的工艺参数，我们进行了一系推理与论证。

焊接过程中，同一锥筒不同管径处焊接的角速度相同，线速度不同，焊接人员必须充分考虑焊接速度、焊接电流对焊接质量、焊缝外观的影响，通过对焊接参数的调整，以保证半径不同的外焊缝的焊接质量的良好。

熔敷金属质量：M＝ρ*V＝ρ*S*L＝ρ*S*V*T

焊接速度：V＝Ω*R

所以M/T＝ρ*S*Ω*R

其中M/T表示单位熔敷金属量，即熔敷速度，ρ为熔敷金属密度，是常数，S为截面积，Ω为工件角速度，即滚轮架角速度，R为焊缝处管径。

通过上述计算可知，锥筒半径较大的外环缝单位时间内所需的熔敷金属质量大于半径小的焊缝，通过调节不同十字臂焊机的电流、电压参数以满足不同焊缝单位时间内所需的熔敷金属质量(锥筒的外环锋焊道宽度和深度相同)，锥筒的每道环缝均采用正面(内环缝)埋弧焊，反面(外环缝)碳刨清根处理，清根结束后进行埋弧焊焊接，碳刨采用ф8的碳棒进行清根，所得到的焊道宽度和深度相同，所以单位长度内熔敷金属质量相同。

两处不同半径的外环缝焊接参数的制定：

通过确定锥筒不同半径处的焊接速度，在焊接热输出允许的范围内，选择各处不同的焊接电流、电压参数，保证焊接质量，焊缝外观成型良好。

因为焊道锥筒的每道焊道的单位长度所需的熔敷金属的质量相同，单位时间所需的焊接线能量相同，所以在不等速焊接过程中，当不同半径的外环缝焊接过程中，根据：

线能量:Q＝60IU/V(J/mm)

式中：I---焊接电流(A)

U---焊接电压(V)

V---焊接速度(mm/min)

由上式得出不同焊接速度，我们只需在工艺范围内，调节I、U的值，保证不等速焊接中每处的焊接线能量相同，就能确保焊接质量。

上述的步骤S4后还包含：

S5，利用超声或射线对焊接后的焊缝进行探伤，确定焊接质量是否合格。

综上所述，本发明一种用于风电塔筒的焊接方法，通过采用双十字臂焊机焊接方法，大大的调高了生产效率，缩短了环缝焊接时间。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种用于风电塔筒的焊接方法，其特征在于，该方法包含如下步骤：

S1，将组对好的筒节移动到焊接工段，每个所述的筒节有多条环缝，所述的环缝包含外环缝和内环缝；

S2，采用气保焊从筒节外部将环缝进行封底；

S3，将埋弧焊焊机安装在行走小车上组装成内部焊接设备，并进入至筒节内部，滚轮架托住筒节，同时启动滚轮架与行走小车，并调整速度，使滚轮架和行走小车保持稳定的相对速度，直到一条内环缝完成，如此按顺序逐条完成内环缝的焊接，取出所述内部焊接设备，然后在筒节外部对打底层进行碳弧气刨清根；

S4，移动滚轮架将筒节运至外环焊接工段，在筒节外两处环缝位置分别布置一十字臂焊机，一对所述的十字臂焊机同时对外环缝施焊。

2.如权利要求1所述的用于风电塔筒的焊接方法，其特征在于，所述的步骤S3中所述的埋弧焊焊机沿着塔筒径向放置。

3.如权利要求1所述的用于风电塔筒的焊接方法，其特征在于，所述的步骤S3中对打底层进行碳弧气刨清根后还包含打磨坡口这一步骤。

4.如权利要求1所述的用于风电塔筒的焊接方法，其特征在于，所述的步骤S4中通过调节不同的十字臂焊机的电流、电压参数以满足不同焊缝单位时间内所需的熔敷金属质量。

5.如权利要求1所述的用于风电塔筒的焊接方法，其特征在于，所述的步骤S4后还包含：

S5，利用超声或射线对焊接后的焊缝进行探伤。

6.如权利要求1所述的用于风电塔筒的焊接方法，其特征在于，所述的筒节纵深超过十字臂焊机的十字臂长度。