3MW风力发电机机架装焊工艺

1、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。主体结构材料采用Q345E，主要焊缝均采用坡口熔透焊。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 图1、 3MW风力发电机机架立体图、 机架纵梁 、横梁1 、横梁2 、横梁3 、端梁 、耳板 、端纵梁 、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，全部采用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。具体数据参见表1、表2、表3。进场的钢材除必须有生产钢厂的出厂质量证明书外，应按GB

2、/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）,质量等级为级。表1表2表32、 施工流程根据本机架特点，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，如有改变应经过工艺部门同意。材料采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

3、缝质量及焊接顺序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控制。3.1焊接方法及焊条（丝）选择本结构件焊接主要采用气保焊焊接，拼板及部件组装时定位焊、点焊采用手工焊焊接。本结构件材料均为Q345E，按照焊条选用原则，气体保护焊焊丝为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。手工焊条采用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。根据本结构特点，工艺评定内容如下：1）、30mm+30m

4、m对接焊接头一件，焊接过程暂按3.33.10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3.33.10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，坡口均采用机加工，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、30mm+30mm对接焊双面坡口形式纵、横梁

5、面板与腹板，底板与腹板之间角焊缝采用熔透焊，腹板开单面坡口，坡口均采用机加工，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，采用E5015焊条，直径3.2mm。c、采用气体保护焊焊接，保护气体采用混合气体：80%氩气+20%CO2；气体保护焊焊丝型号：ER50-3B药芯焊丝，直径1.2mm；d、气体保护焊焊正面第一层焊

6、缝（打底焊）；焊丝1.2mm，电流180A220A，电压20-32V，焊速150-300mmmin，焊丝伸出长度约20mm，气体流量20-40L/mm。e、气体保护焊焊接正面其余层焊缝（盖面），共3层，焊丝1.2mm，电流200A250A，电压20-32V，焊速150-300mmmin，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，定位焊采用E5015焊条，直径3.2mm，焊点位于箱型截面外侧面。为利

7、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用拉马螺栓压紧后焊接，以减少焊接变形。c、保护气体采用：CO2气体：气体保护焊焊丝型号：ER50-3B焊丝，直径1.2mm；d、CO2气体保护焊焊内侧焊缝；采用双数焊工对称施焊，电流220A250A，电压20-32V，焊速150-300mmmin，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，应采取自然

8、冷却的方法，不得采用浇水、高压吹风等强制冷却。b、因箱型部件焊缝较多，焊接后应根据变形情况及时进行火工矫正，确保构件焊后尺寸达到设计要求。c、所有焊缝的检验，必须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，必须在焊接完成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，焊后热处理采用600650退火处理工艺，以消除焊接应力，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纠正，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，必须保证一次修补成功，确保焊缝工程质量。3.5焊接材料的

9、管理和使用1） 焊条、焊丝的管理和使用，必须按产品说明书及有关规范的要求执行；2） 焊条、焊丝使用前必须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） 当天使用不完的焊条必须返还至保管处，E5015焊条须进保温箱保温，否则第二天不得使用；4） 焊材保管仓库对本工程所用焊材，专门堆放，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(气体保护焊和手工焊)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）特殊部位的焊接人员，尚需专门培训和补充考核，待取得经验后方能进行焊接。3) 特殊部位的焊缝，

10、应对应名称、件号、焊接日期，做好焊工记录。4) 焊工必须严格按焊接工艺评定的要求，进行焊接。3.7焊接前的准备1） 对接接头焊缝两侧20mm范围内用钢丝砂轮除锈、清理表面，并达到GB8923 St3级要求。清理接头后，一般应在24小时之内完成焊接，以防接头再次生锈或被污染。2） 对接或组合焊缝的两端设置引、熄弧板，其材质和坡口与焊件相同，引、熄弧板的尺寸按有关标准。3） 工厂构件施焊，一般不允许加固定码，如需临时加码，应经监理工程师批准。该码拆除时，应距钢板13mm，火焰切除，然后用砂轮磨光与钢板齐平。4） 冬季焊接需按标准或另外进行工艺评定。3.8焊接质量保证措施1) 进行磁粉、超声波和射线

11、探伤的无损检验人员，需持有效二级以上合格证书，并经监理工程师确认后方准上岗操作。2) 在焊接环境温度5以上和相对湿度80%以下时方可施焊。当环境条件不满足上述要求时，可以通过预热创造局部施工环境。当环境温度低于5时，缝口4050mm范围内应采取适当加温措施；板厚大于25mm，缝口5080mm范围内应预热温度80120。3) 现场焊接应用防风棚以局部防风。遇有雨天湿度过高时一般应停止施工。如因进度需要施工时，除局部加热去湿和防风外，整条焊缝需置于有效的保护下方准施焊。4) 焊接人员必须严格遵守焊接工艺，不得随意变更焊接规范参数。主要焊缝焊接后，应按规定打上焊工钢印。5) 质检人员应定期及不定期检

12、查焊接工艺指导书的贯彻执行情况。如现场条件和规定条件不符时应及时反映、解决。6) 焊接设备应处于完好状态，并应抽验焊接时的实际电流、电压与设备上的指示是否一致，否则应督促检查、更换。8）焊前准备应注意：a)熟悉有关图纸和工艺文件，核对焊接部件。检查并确认使用的设备工作状态正常，仪表工具良好、齐全。b)彻底清理待焊区的铁锈、氧化铁皮、油污、水份等杂质。9)定位焊应注意:a）定位焊前应按图纸及工艺检查焊件的几何尺寸、坡口尺寸、焊接间隙、焊接部位的清理情况，如不符合要求不得定位焊。b）定位焊必须距设计焊缝端部30mm以上，定位焊不得有裂纹、夹渣、焊瘤、焊偏、弧坑未填满等缺陷。c）定位焊缝长50100

13、mm，间距400600mm，焊脚尺寸小于设计焊脚尺寸的一半。10）施焊过程应注意：a）焊接时宜使用引板，且引弧板及引出板的材质、坡口与所焊件相同，引熄弧长度应在80mm以上，焊后采用火焰切割方法切掉引板 ，不得用锤击掉。采用焊接接长的板件，其接长不得小于1000mm，宽度不小于200mm。b）多层焊施焊过程中每焊完一道，必须将熔渣清除干净，并将焊缝及附近母材清扫干净，再焊下一道。已完工焊缝亦应按上述要求清理。3.9焊缝检验焊缝的外观检验1）检查所有焊缝尺寸、长度和位置是否符合技术规定、规范和图纸的要求；2）检查焊接材料、品种、规格是否应用正确；3） 所有焊缝应在全长范围内进行外观检查，焊缝不应有裂纹、未熔合、焊瘤、夹渣、未填满及漏焊等缺陷。3.9.2 焊缝内部质量无损检验 主要焊缝需进行超声波探伤检测，则按GB11345-89标准C类级