摘要：在塔筒设备的制作过程中，需要进行大量的焊接作业，为进一步确保施工质量与施工进度，通常会采用埋弧自动焊接技术，以确保整个施工项目的质量与进度。笔者对埋弧自动焊接技术展开探讨，提出其在风电塔筒生产过程中的实际应用，以供广大同行参考借鉴。
关键词：风电塔筒，埋弧自动焊，应用探讨
风力发电是一种经济而又清洁的可再生能源开发利用，能够有效减少二氧化硫等废气的排放，现已成为国际电力发展的大趋势。我国风力资源丰富，近年来风力发电产业得到了快速发展。风电塔筒是风力发电重要的设备之一。在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动。风电塔筒高度高，而且还应拥有足够的强度、刚度和抗疲劳性能，借以保证在大风或暴风袭击时，不会发生整机倾倒等事故。
1 埋弧自动焊的发展现状
埋弧自动焊具有焊接电流较大、生产效率较高等应用优势，目前被广泛应用在中厚板结构中进行长焊缝的焊接工作，也被使用在多种材料的焊接过程中。现阶段，随着风电行业的快速发展，风电生产过程中需要运用大量的塔筒支撑风机的运行，为埋弧自动焊技术的广泛应用奠定了重要基础。与传统的手工焊相比，埋弧自动焊技术的焊接速度更快，工作效率也更高，焊接合格率高达 99%，能够适用于多种工况环境之下，因此具有较大的推广价值。
2风电塔筒母材焊接性能分析
目前大型风力发电机组塔筒大多采用钢制圆柱、圆锥以及圆柱和圆锥结合的筒形塔架，简体板材主要使用高级优质、低合金高强度结构钢，连接法兰均采用整体锻造。从常见几种风机塔筒基本参数可以看出，风电塔筒具有以下特征：
（1）风电塔筒尺寸大，重量大。单段塔筒尺寸在lOm-32m，重量一般22t-85t，属于典型的超长超重的非标产品。
（2）焊缝长度长，焊接工程量大，焊接质量要求高。塔筒所有焊缝均为熔透型焊缝。要求所有筒体纵、环焊缝按NB/T 47013 I级100％超声波探伤合格，所有“T”型接头100％射线探伤。塔筒法兰和筒体之间环向焊缝100％MT检查；按照NB/T 47013进行，验收等级为I级。
（3）筒体为低合金高强度钢，板厚度规格较多，最大板厚60mm．存在较大焊接淬硬倾向，材料有发生焊接裂纹的倾向。
（4）尺寸精度要求高，焊接变形控制难度大。塔筒法兰平面度及法兰与塔架中心垂直度要求较高，对焊接变形控制难度大。
3风电塔筒生产中埋弧自动焊的应用
埋弧自动焊技术具有焊接电流大、焊接速度快等优势，其焊接效率高，辐射小，作业劳动强度比较低。埋弧焊为自动送丝，能够确保焊接参数自动调节，对于焊接操作工艺的要求不高，适用于风电塔筒制作。
3.1 焊接材料与设备的选择
风电塔筒的母材是 Q345E，其对低温冲击韧性具有较高的要求，因此可使用 H10Mn2 型号的高锰焊丝以及锰中硅作为焊剂。在实际焊接过程中，焊丝可以向着焊缝金属直接进行渗碳，并充分利用还原反应，使焊缝金属能够渗入适量的硅，以此确保焊缝金属的冲击韧度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在厚板多层埋弧焊上需要考虑母材是否具有裂纹倾向，必须要选取 SJ101 焊剂进行配合，使用 MZ－1250 型号的弧焊电源，使用 MZ － ZK1250 型号的焊接接头。为避免滚轮与工件之间产生摩擦力，发生打滑问题，可以使用聚氨酯滚轮作为焊接滚轮架。需要格外注意的是，为了实现对焊接速度的调整，可对滚轮架进行无机调整，且调整范围要相对较宽。
3.2 焊接工艺
3.2.1坡口形式
经过多年生产实践经验所知，筒体焊接时，板材大于30CM的钢板，在焊接前要预热至80-100℃，当母材温度低于0℃时，应将母材预热到21℃，并在焊接过程中保持这一最低温度。在焊道的首尾都需要使用引熄弧板，引熄弧板板厚度和材质需与母材一致。焊接坡口越大，越容易焊接，但同时也增加填充金属的量和焊接工作量；坡口越小，越容易造成脱渣困难和焊缝中出现夹渣等缺陷。坡口形式主要有以下几种：1.小于34㎜的板材，采用x型不对称坡口形式：外侧1/3板厚，坡口角度90度；中间留根2㎜，内侧坡口角度70度。2.大于等于34㎜的板材，采用x型不对称坡口形式：外侧1/3板厚，坡口角度70度；中间留根2㎜，内侧坡口角度60度。近年以来，经过上百套筒体焊接实践总结，使用此方法焊接，质量愈加稳定、高效。另外，为了防止延迟裂纹，焊接结构成型后，需要经过24小时后才能进行无损检测。焊缝的质量等级必须按照ISO 5817中的B级执行，要求保证所有的对接焊缝熔透。无损检测UT范围：环焊缝100%；纵向焊缝100%；T型接头100%。RT范围：MF1法兰环缝20%，MF2-MF5法兰环缝30%，；T型接头100%。RT可使用TOFD替代。
3.2.2焊接工艺参数
在风电塔筒生产过程中应用埋弧自动焊，必须要充分考虑清楚焊接的实际情况，为其设置合理的焊接参数，焊接工艺参数应包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊接电源种类和极性、焊丝直径，焊接顺序、焊层（道）顺序、焊接线能量等。焊接工艺参数要充分考虑焊件基本情况、设备能力、焊缝质量保证、焊接生产效率、焊接变形、工艺操作情况等因素综合考虑，具体工艺参数经焊接工艺评定合格后方可投入实际生产。
3.3 焊接质量的把控
在焊接作业前，需要做好烘干处理，烘干温度控制在350℃左右，以消除结晶水，降低氢含量，避免焊缝出现气孔或者裂纹等缺陷。同时需要做好坡口与金属表面的清理工作，以露出金属光泽为标准。纵向焊缝两端要安装规格大于150×100mm的引弧板与熄弧板，保证和焊缝平齐。在外环缝焊接过程中，焊缝距筒体最高点距离，要保持在25mm左右的偏移量，焊丝偏移能使其处于上坡焊的位置，要确保熔深与成形效果。每道环缝接头要重叠100mm左右，各层接头需要错开。采取预设内倾的方式，结合运用高精度单节筒体制造以及无间隙组对等措施，做好法兰变形控制，以确保能够达到风电塔筒质量要求。
结语
将埋弧自动焊技术应用于风电塔筒的生产中，对进一步提高塔筒生产质量有着良好的促进作用。在实际工作过程中，应做好埋弧自动焊技术的研究工作，使其具有更高的价值。在今后塔筒的生产过程中，要想更好地利用埋弧自动焊技术，必须要做好塔筒的焊接作业，为其选择科学合理的设备型号，明确焊接工艺参数，做好焊接的变形控制工作，严格按照焊接工艺流程开展焊接作业。只有如此，才能切实提高风电塔筒的生产效率，保证施工项目的施工质量与施工进度。
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论文作者:陆静
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/15
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