3MW风力发电机机架装焊工艺

3MW风力发电机机架焊接工艺 本工程为国电联合动力技术有限公司的3MW风力发电机机架项目。主体结构材料采纳Q345E，主要焊缝均采纳坡口熔透焊。本结构具有装配精度高，焊接难度大的特点。为保证本结构装焊要求，特制定本方案。 1、 机架组成及材料 ④ ③ ② ⑤ ① ⑥ ⑧ ⑦ 图1、 3MW风力发电机机架立体图 ①、 机架纵梁 ②、横梁1 ③、横梁2 ④、横梁3 ⑤、端梁 ⑥、耳板 ⑦、端纵梁 ⑧、斜撑 如上图所示，本机架主要由机架纵梁、横梁、耳板、斜撑杆等构件组成，全部采纳Q345E材质钢板拼焊而成。其材料化学成分和机械性能应符合国标GB/T1591-2008标准。详细数据参见表1、表2、表3。 进场的钢材除必需有生产钢厂的出厂质量证明书外，应按GB/T1591-2008标准进行复验，做好复验检查记录。用于机架主体结构的30mm及以上厚钢板应购买经过超声波检验合格的钢板，而且进厂后应进行复检，执行标准为中厚钢板超声波检验方法（GB/T2970-2004）,质量等级为Ⅱ级。 表1 表2 表3 2、 施工流程 依据本机架特点，特制定以下施工流程，实际施工中应严格按施工流程进行施工，如有变更应经过工艺部门同意。 材料选购→理化试验→焊接工艺评定→制定焊接工艺指导书 下料→坡口机加工→纵、横梁等箱型部件组焊→部件焊接→热处理→外观检测→无损检测→焊缝修补→矫正变形→胎架总装→焊接→外观检测→整体退火处理→无损检测→回胎架局部矫正→连接端面机械加工→验收 3、 焊接工艺 焊接为本结构件加工的关键工序，焊缝质量及焊接依次的合理性对机架成品的最终质量由很重要的影响，需对焊接全过程加以限制。 3.1焊接方法及焊条（丝）选择 本结构件焊接主要采纳气保焊焊接，拼板及部件组装时定位焊、点焊采纳手工焊焊接。 本结构件材料均为Q345E，依据焊条选用原则，气体爱护焊焊丝为ER50-3B焊丝，直径1.2mm，其焊丝化学成分和机械性能需符合GB/T8110要求。手工焊条采纳E5015低氢碱性焊条，直径3.2mm。 3.2焊接工艺评定 本结构在正式焊接前需进行焊接工艺评定，以确定焊接工艺参数，作为编制正式焊接工艺的依据。焊接工艺评定试验合格方可进入正式批量焊接生产。 依据本结构特点，工艺评定内容如下 1）、30mm30mm对接焊接头一件，焊接过程暂按3.3－3.10有关章节内容进行，焊后进行热处理。焊接试样经外观检测及无损检测合格后进行焊接接头的机械性能试验，接头性能各项指标应大于等于母材国标要求的最低性能指标值。 2）、30mm（面板）与8mm（腹板）T型熔透焊接头一件，焊接过程暂按3.3－3.10有关章节内容进行，焊后进行热处理。焊接试样经外观检测及无损检测合格后进行金相检验。 3.3接头基本形式及尺寸 纵、横梁面板、底板拼板对接焊接头，焊前需开坡口，坡口均采纳机加工，加工后去毛刺，焊接前焊缝两侧20mm范围内打磨清理干净。对接焊接头坡口形式及尺寸如图3.1。 图3.1、30mm30mm对接焊双面坡口形式 纵、横梁面板与腹板，底板与腹板之间角焊缝采纳熔透焊，腹板开单面坡口，坡口均采纳机加工，加工后去毛刺，焊接前焊缝两侧20mm范围内打磨清理干净。角焊缝坡口如图3.2所示。 图3.2、 熔透角焊缝坡口形式（外侧碳刨清根） 3.4焊接工艺 1）拼板对接焊工艺 主要用于纵、横梁面板对接缝、底板对接缝、腹板对接缝的拼板焊接。 a、坡口如图3.1；对板厚大于25mm的钢板应进行焊前预热，预热温度100度左右。 b、拼板，施定位焊，采纳E5015焊条，直径3.2mm。 c、采纳气体爱护焊焊接，爱护气体采纳混合气体80氩气20CO2；气体爱护焊焊丝型号ER50-3B药芯焊丝，直径φ1.2mm； d、气体爱护焊焊正面第一层焊缝（打底焊）；焊丝φ1.2mm，电流180A－220A，电压20-32V，焊速150-300mm／min，焊丝伸出长度约20mm，气体流量20-40L/mm。 e、气体爱护焊焊接正面其余层焊缝（盖面），共3层，焊丝φ1.2mm，电流200A－250A，电压20-32V，焊速150-300mm／min，焊丝伸出长度约20mm，气体流量20-40L/mm。 同样要求，焊接反面焊缝。 2）纵、横梁等部件组焊工艺 图3.3 纵梁截面 a、坡口如图3.2；纵梁组焊后截面如图3.3。以纵梁为例介绍焊接过程，横梁组焊过程完全类似。 b、纵梁构件组装，施定位焊，定位焊采纳E5015焊条，直径3.2mm，焊点位于箱型截面外侧面。为利于焊接内侧腹板可先不装，待结构内部焊缝焊完后再组装内腹板。为减小焊接变形，纵梁内部每隔1000mm设置临时加劲板，焊缝焊接时构件宜在平台上采纳拉马螺栓压紧后焊接，以削减焊接变形。 c、爱护气体采纳CO2气体气体爱护焊焊丝型号ER50-3B焊丝，直径φ1.2mm； d、CO2气体爱护焊焊内侧焊缝；采纳双数焊工对称施焊，电流220A－250A，电压20-32V，焊速150-300mm／min，焊丝伸出长度约20mm，气体流量20-40L/mm。 e、用碳刨反面清根，直至露出反面焊缝金属；再用角向砂轮打磨，见金属光泽（不得留有黑斑）； f、焊接外表面焊缝，焊接要求同上。 3）焊后处理 a、构件的焊接，应实行自然冷却的方法，不得采纳浇水、高压吹风等强制冷却。 b、因箱型部件焊缝较多，焊接后应依据变形状况刚好进行火工矫正，确保构件焊后尺寸达到设计要求。 c、全部焊缝的检验，必需在焊缝冷却至自然温度后方可进行，焊缝的无损伤探伤检验，必需在焊接完成24小时以后方可进行。 d、整体部件焊接完成后进行整体热处理，焊后热处理采纳600－650℃退火处理工艺，以消退焊接应力，有效提高焊缝机械性能。 4） 焊缝缺陷的修补 凡无损探伤检测不合格的焊缝，应按GB50205标准规定的方法予以返修订正，并重新检查，直到合格为止。 事先应严格确定裂缝和修补的范围，返修的焊缝不得超过两次，必需保证一次修补胜利，确保焊缝工程质量。 3.5焊接材料的管理和运用 1） 焊条、焊丝的管理和运用，必需按产品说明书及有关规范的要求执行； 2） 焊条、焊丝运用前必需按产品说明书要求在烘箱内烘干并放入保温箱保温，温度350℃左右。在施工现场将焊条放入保温桶内，随用随取； 3） 当天运用不完的焊条必需返还至保管处，E5015焊条须进保温箱保温，否则其次天不得运用； 4） 焊材保管仓库对本工程所用焊材，特地堆放，专材专用，并做好进出库登记记录。 3.6焊接人员要求 1）焊工应按焊接种类气体爱护焊和手工焊和不同的焊接位置平焊、立焊和仰焊分别进行考试，考试合格方能上岗。 2）特别部位的焊接人员，尚需特地培训和补充考核，待取得阅历后方能进行焊接。 3 特别部位的焊缝，应对应名称