风塔焊接工艺

风电塔筒法兰焊接方法探究摘要：作为风力发电重要的基础设施，塔筒在实际的应用中发挥着至关重要的作用，对相关生产活动的持续进行带来了可靠的保障作用。

运用法兰焊接工艺完成相关的焊接操作时，由于不确定因素的存在，很容易造成风电筒法兰变形现象的出现，影响塔架组装的效果。

因此，为了增强风电塔筒的焊接质量，减少法兰变形造成的影响，需要对相关的措施进行深入地分析。

关键词：风电塔筒；法兰焊接措施；法兰变形；焊接质量；发电机1.风电塔筒制造工程中法兰焊接的相关操作方式为了完成塔筒组装的任务，需要对法兰及筒体进行必要的焊接操作。

由于风电塔筒焊接过程中主要采用焊接工艺，焊接操作中可能会出现法兰变形问题，需要技术人员对于相关的行业参考标准有着深入地了解，增强焊接技术的适用性。

塔筒法兰焊接操作的过程中，技术人员主要遵循的原则是由零到整，增强不同结构部件之间的粘结性。

由零到整的顺序主要是指先将塔筒简单的法兰结构及对应塔架上的焊接流程完成，然后再进行复杂的内部结构焊接。

这样的焊接顺序不仅增强了焊缝质量，也减少了相关资源的消耗量，增强了法兰焊接技术的适用性。

常用的法兰焊接工序主要包括：（1）确定具体的焊接位置，对塔筒内部的部分先进行焊接，进而对塔筒外部结构进行清根处理，留下一定的坡口。

一般情况下，这种坡口是V型坡口，使用火焰切割进行坡口的制作；（2）当完成塔筒内部结构的焊接后，需要对塔筒外部结构进行合理地焊接。

相对而言，塔筒法兰焊接工艺外部的焊接对于塔架的安全性能要求较多，主要是因为整个结构的体积较大，塔架的抗压能力必须保持在合理的范围内，可以承担超重的结构负荷。

同时，焊接缝的质量应该符合设计方案的具体要求，主要是指它的强度和韧性方面；（3）当所有的焊接工序完成后，需要对有关基础焊接工序相关的消氢工序温度进行有效地控制，最大的温度不应超过350摄氏度，平均温度控制在280摄氏度左右。

同时，为了确保相关技术实际使用的作用效果，消氢的时间也需要保持在合理的范围内：大约为120分钟左右。

风电塔筒焊接技术浅谈一、概述望云山风电塔筒是圆锥筒式焊接结构件，风力发电机组选用XE105机型。

其风机塔筒地面四段总高度为77.5米，整体由顶、中一段、中二段、底段、基础段及配套的附件组成。

五段之间采用新型的反向平衡法兰联接，基础采用预应力锚栓组合件。

每段由顶、底反向平衡法兰及多节管节组成，塔筒管节和反向平衡法兰材料为Q345E。

外径由底部φ4400mm渐变到顶部φ2686mm。

二、焊接工艺（一）焊材及焊接参数产品正式焊接前按JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》进行焊接工艺评，塔筒的焊接准备采用埋弧焊、气保焊、手工焊，焊材分别选用：H08MA （HJ431）、ER50-6、J507。

具体焊接规范如下：1）Φ1.2焊丝：110A-220A，20V-30V；2）Φ4.0焊丝：300A-600A，30V-40V3）Φ4.0焊条：110A-180A，20V-30V；（二）焊接技术1、筒体纵缝焊接筒体纵缝焊接前装好引熄弧板，并应仔细检查坡口直线度、平面度、坡口角度和清洁度，要求单节筒体直线度小于2MM，平面度小于2MM，检查合格后采用埋弧自动焊接焊，首先采用气体保护焊焊接背缝，然后用自动埋弧焊焊接主缝，完成后背缝清根焊接。

筒体纵缝焊接完成后进行回圆矫正。

2、筒节与法兰环缝焊接要求先焊内坡口，外部坡口清根后再焊外坡口。

焊接方法与相关要求筒节纵缝焊接基本相同。

法兰与筒体的焊接必须在筒节环缝组焊前进行，焊接时必须将法兰预热到100℃。

所有法兰要求按下图将相邻两法兰组合，法兰间用工艺螺栓把紧，法兰内圆采用米字型支撑使法兰椭圆度满足本技术协议要求。

在焊接过程中，要随时检查螺栓的紧固情况，如有松动应把紧后再施焊。

对于顶部法兰，单台无法进行相邻两法兰组对，但必须按上图要求增加米字型拉筋两处，一处位于法兰内圆，另一处位于顶部筒节内圆，要求将法兰和筒节的椭圆度尽量减小，筒节椭圆度小于3MM，法兰椭圆度小于2MM。

风电塔筒厚钢板焊接工艺参数分析摘要：厚钢板广泛应用于风电塔筒的基础段及下段端部，由于厚钢板焊接热循环较复杂，焊接准备工作和规范操作尤为重要，否则容易出现焊接缺陷。

文章通过对塔筒下段厚钢板埋弧焊的焊接准备工作、焊接工艺参数的选择以及操作规范等方面进行分析总结，深入阐述了厚板埋弧焊的焊接工艺，对实际操作具有一定的指导作用。

关键词：筒体；厚钢板；焊接工艺参数；埋弧焊随着风电事业的迅猛发展，兆瓦级机组设计越来越大，从1.5MW逐步发展到 3.0MW，目前 5.0MW的机组设计也在试验中。

设计应用比较成熟的多为1.5MW和2.0MW级地机组。

随着机组级别的加大，塔筒钢板厚度的设计也在增大，尤其是在塔筒基础环和筒体下段部位，钢板厚度多为30mm至40mm之间，材质一般根据风场环境不同选择分别选择Q345C、Q345D和Q345E。

由于厚板焊接金属填充量较大，在施工条件允许的情况下应尽量选择效率比较高的焊接方法。

风电塔筒筒体主要焊接工作一般为纵向焊缝和环向焊缝，埋弧自动焊具有焊接效率高、焊接质量好以及劳动条件好等优点，从而很好地满足生产要求。

但由于受到焊接环境、焊接材料和操作等因素的影响，埋弧焊也容易出现一些常见的缺陷，如气孔、未融合、未焊透和裂纹等，所以在焊接生产中要合理选择焊接材料，规范焊接操作，以避免焊接缺陷的产生。

现以许昌许继风电科技有限公司设计的河南省陕县雷振山风电场2.0MW风力发电机筒体焊接为例，对埋弧焊焊接工艺参数进行分析。

1 焊接材料分析1.1 钢板材料：Q345D；钢板厚度：25mm～38mm。

1.2 钢板材质分析见表1：表1 钢板化学成分Q345D材料成分（%）C≤0.18Si≤0.50Mn≤1.70P≤0.03S≤0.025Nb≤0.07V≤0.151.3 焊接填充材料的选择标准见表2：表2 埋弧焊常用焊丝焊丝牌号C（%）Mn（%）Si（%）Cr（%）Ni（%）Cu （%）S（%）P（%）H08A ≤0.100.30-0.60 ≤0.03≤0.20≤0.30≤0.20≤0.030≤0.030H08E ≤0.020≤0.020H08C ≤0.10≤0.10 ≤0.015≤0.015H15A 0.11-0.18 0.35-0.65 ≤0.20≤0.30 ≤0.030≤0.030中锰焊丝H08MnA ≤0.100.80-1.10 ≤0.07≤0.20≤0.30≤0.20≤0.030≤0.030H15Mn 0.11-0.18 ≤0.03 ≤0.035≤0.035高锰焊丝H10Mn2 ≤0.12 1.50-1.90 ≤0.07≤0.20≤0.30≤0.20≤0.035≤0.035H08Mn2Si ≤0.11 1.70-2.10 0.65-0.95H08Mn2SiA 1.80-2.10 ≤0.030≤0.0301.4 焊剂材料的选择见表3表3 常用烧结焊剂牌号焊剂类型组成成分/%SJ101 氟碱型SiO2+TiO2 25 CaO+MgO 30 Al2O3+MnO 25 CaF2 20SJ301 硅钙型SiO2+TiO2 40 CaO+MgO 25 Al2O3+MnO 25 CaF2 10SJ401 硅锰型SiO2+TiO2 45 CaO+MgO 10 Al2O3+MnO 40SJ501 铝钛型SiO2+TiO2 30 Al2O3+MnO 55 CaF 25SJ502 铝钛型SiO2+TiO2 45 CaO+MgO 10 Al2O3+MnO 30 CaF2 51.5 焊接材料的匹配要求焊接材料的要求一般是等强原则，在施工中选择焊缝金属强度要略高于母材，所以选择焊丝时要首先考虑其填充而成的焊缝强度要与母材相匹配，且在焊接过程中由于焊剂成分和焊道杂质高温分解等原因会产生氧等元素，可以将Fe和其他有益元素氧化，并漂浮到熔渣中去，甚至会直接以夹杂形式存在于焊缝中，严重危害焊缝质量，所以应尽量将这部分氧元素清除。

1、适用范围本工艺适用于本公司风电塔架的制作。

2、编制依据2.塔架总图及相关零部件图。

2.2风塔塔架技术条件。

3、风塔塔架制作工艺流程4、纵环缝焊接注意要点及其无损检测要求H 原材料入厂检验H 材料复验及焊接工艺评定H 数控切割下料K 坡口加工K 滚弧K 纵缝焊接H 回圆H VT UTH 法兰与相邻筒节组对K 环缝焊接H VT UT RTH 外观处理、火焰矫形 H 喷漆 包装发运K: 关键工序H ：停检点 H 筒体与筒体依次组对H VT UT RTK 环缝焊接H VT UT RTK 开孔并组对焊接门框H 检测塔架同轴度平行度等H VT MTK 定位并焊接风塔附件4.1焊接纵缝焊接环境温度应＞0℃（低于0℃时，应在施焊处100mm范围内加热到15℃以上），相对湿度＜90%，焊接工作区必须采取适当的措施防风雨。

焊缝区域要根据材料类型和部件厚度充分预热。

如果引入热量少或者热量散失快，工作件必须预热，如果局部温度过高也会影响机械性能，施焊时应避免这些情况。

不允许在筒体上任何部位引弧，在引弧板上引弧，用埋弧焊焊接纵缝，具体见焊接工艺卡。

焊接完成后清除熔渣和毛刺。

焊缝和热影响区表面不允许有裂纹，开放型缩孔，气孔，夹渣，未熔合，深度>0.5mm的咬边及低于焊缝高度的弧坑等。

4.2纵缝对应无损检测进行超声波检测，检测比例100%，按JB/T4730.3-2005规定Ⅰ级为合格。

4.3风塔法兰与相邻筒节环缝焊接将装配的组件移到托辊上，按焊接工艺卡焊接。

控制焊缝边缘距最近的法兰面15mm以上。

清除熔渣和毛刺。

焊缝和热影响区表面不允许有裂纹，开放型缩孔，气孔，夹渣，未熔合，深度>0.5mm的咬边及低于焊缝高度的弧坑等。

在塔筒法兰与筒节的焊缝边缘50mm处，270°方位（门方位）内壁上打上焊工钢印，要求防腐后也能清晰看到。

4.4筒节与筒节环缝焊接相邻3~4个筒节组对完后，将装配的组件移到托辊上，按焊接工艺卡焊接。

专利推介科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 187风力发电塔架焊接工艺申请公布号：CN105583505A申请公布日：2016.05.18申请人：邵杰地址：266300山东省青岛市胶州市郑州东路128号发明人：邵杰Int. Cl：B23K9/18(2006.01)I; B23K9/235(2006.01)I摘 要：该发明公开了一种风力发电塔架焊接工艺，包括以下步骤：焊接前对焊口及焊缝坡口两侧清理氧化层、油污等杂质，然后打磨；纵缝焊接钢板厚度15 mm以上或者环缝焊接钢板厚度10 mm以上开设不对称坡口；根据钢板厚度选择不同焊接参数，进行内外部一次或者二次埋弧，控制焊接过程中焊接电流、电压及速度。

焊接过程有效控制内部应力产生形变，裂缝等焊接质量，提高塔架整体强度，增强塔架防风能力，提高风力发电机组运行安全性。

一种大口径管母焊接工艺申请公布号：CN105583498A申请公布日：2016.05.18申请人：邵杰地址：266300山东省青岛市胶州市郑州东路128号发明人：邵杰Int. Cl：B23K9/16(2006.01)I; B23K9/235(2006.01)I; B23K9/32(2006.01)I摘 要：该发明涉及一种大口径管母焊接工艺，焊烧管母在安装区域就近排列，在管母拼装位置下方铺设6 000 mm×400 mm×40 mm及5 000 mm×300 mm×40 mm跳板，在跳板上再铺设一层塑料地板；管母拼接焊口间隙控制在3～5 mm，焊接前用钢丝刷帚去除管母破口及衬管上氧化膜，露出金属光泽，采用氩弧焊进行管母焊接，采用二层焊接的方式，每层焊缝一次焊完，管母焊完未冷却前，不得移动和受力，完成对管母的焊接。

与现有技术相比，该发明降低了焊接应变速率，有利于避免产生焊接裂纹。

一种飞机整体油箱密封胶喷涂修补方法申请公布号：CN105583134A申请公布日：2016.05.18申请人：中航贵州飞机有限责任公司地址：561018贵州省安顺市机场路发明人：罗俊；叶贵星；雷雨Int. Cl：B05D5/00(2006.01)I；C09J181/04(2006.01)I；C09K3/10(2006.01)I摘 要：一种飞机整体油箱密封胶喷涂修补方法，包括以下步骤：混合聚硫密封胶聚硫密封胶65%～90%，乙酸乙酯3.5%～8%，丙酮3.5%～8%，混合形成混合聚硫密封胶；研磨添加剂添加增粘剂2.5%～6%、硫化膏2%～4%和固化剂2%～5%放入可控温的三辊磨进行充分辊压混合均匀成为添加剂；搅拌聚硫密封胶将研磨好的添加剂放入混合聚硫密封胶中，不断搅拌至均匀液体，调整粘度到10～15 Pa.s；用喷枪将混合搅拌后的聚硫密封胶薄而均匀地喷涂在待修补区域，涂层厚度单层为0.05～0.1mm。

风塔制作工艺流程原材料入厂检查坡口加工卷板纵缝焊接回圆组对环缝焊接内件点焊外观处理打砂喷漆内件安发货一、原材料进厂检验：按照项目名称、材质、规格不同分别标识，并做好相应的检验记录。

检查合格后把材料摆放在料场入库。

二、下料和坡口加工：1、数控下料前根据技术部下发的《钢板定额表》对所下料的钢板进行核对，主要包括：出厂标识是否清晰、材质、规格、钢板的表面质量等，核对无误后方可下料。

2、切割前对数控设备、切割小车、输气管道等检查是否有漏电、漏气等安全问题。

3、数控切割前为了确认程序的正确性，首先进行空跑一遍，确认无误后开始切割。

4、切割过程中，应注意切割嘴头的弧形线和切割后的质量、风沟深度、光滑度、垂直度等。

5、切割完成后，进行标记移植（板角200mm左右），对板件进行自检、专检，合格后进行下道工序，并做好相应的检查记录。

根据钢板的厚度和炉批号的不同做好相应的取样并做好标识。

6、坡口加工时，操作者应按照技术下发的转换图纸进行施工，确保钝边、坡口角度、风沟深度、光滑度等均符合图纸要求。

坡口角度：±2O 钝边；±1mm；风沟深度为：≤0.5mm ；光滑度美观等。

7、割嘴与板厚的关系及压力情况；2#切割板厚：10~20mm ，3#切割板厚：20~40mm,4#切割板厚：40~60mm,５#切割板厚60~100mm，６#切割板厚：100~150mm,７#切割板厚：150~180mm，氧气压力为：0.7，乙炔压力为：0.025～0.035。

具体见对照表1。

三、卷板和回圆质量要求：１、样板制作，内卡样板长度不小于８００ｍｍ，放样制作时剪切要精确。

２、在保证安全的前提下，卷板压头时直边做到设备极限，并不大于１５０ｍｍ，压头又能大于内卡样板间隙３ｍｍ，保证回圆质量，纵缝不准出现凹腚、撅嘴现象。

３、钢板两端压完头后，整体卷制，整体卷制不能低于２遍。

成型后保证，错口≤１ｍｍ，错边≤０.５ｍｍ。

卷板完成后，组对纵缝要注意，组对间隙≤２ｍｍ，与法兰连接的筒体，保证与法兰口平齐。