(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪，628400)

1 概述

相對于碳弧焊、手工TIG焊，手工氬氣保護MIG焊具有可全位置焊接、焊接效率高、成本低、變形小，焊縫成形美觀等諸多優(yōu)點，在鋁及鋁合金焊接中獲得廣泛的應用。亭子口水利樞紐的離相封閉式鋁母線的現(xiàn)場安裝，就是采用全位置MIG焊接工藝的成功實例。

亭子口樞紐電站屬大型調峰電站，在系統(tǒng)中具有重要地位,安裝4臺水輪發(fā)電機組，單機容量275MW，總裝機為1100MW。電站以500kV一級電壓分別接入川東南環(huán)(電)網及川北骨干環(huán)(電)網。發(fā)電機變壓器采用聯(lián)合單元接線，封閉母線采用離相全連式結構,與之相連設備的布置采用垂直或者水平直角匯流母線，從發(fā)電機連至主變壓器低壓側。該母線由阜新封閉母線有限責任公司制造，型號QLFM-20/12000，主母線外殼直徑1000mm、壁厚8mm，導體直徑500mm、壁厚12mm。分支母線外殼直徑650mm、壁厚5mm，導體直徑150mm、壁厚10mm。制造廠做成很多分段，運抵工地后，由安裝單位在工地將各母線分段焊接連接而成。發(fā)電機電壓17.75kV，匯流母線的工作電流為12.0kA，短時最大電流為80.0kA。

2 焊接

三相母線的導體分別密封于各自的鋁制外殼內，導體同一斷面采用3個緣子呈120°夾角與導體支撐。

絕緣子一端開有凹孔，內裝橡膠彈性塊及蘑菇形金具，金具頂端與母線導體接觸，另一端固定于支承板上，支承板與外殼固定。主回路封閉母線導體尺寸為ф500mm×12mm，外殼尺寸為ф1200mm×8mm，分支回路母線導體尺寸ф150mm×10mm，外殼尺寸為ф650mm×5mm，母線導體最熱點允許溫升50K。

根據JB/T5615.8-1999《封閉母線產品質量分等》的規(guī)定，現(xiàn)場安裝焊縫經外觀檢查合格后，需抽取5%焊縫進行著色滲透探傷，達到(無呈現(xiàn)紅色跡痕)標準為合格。為確保焊接質量，針對現(xiàn)場施工的具體條件和可能出現(xiàn)的困難進行了認真分析，擬定了焊接工藝與作業(yè)程序，并經焊接工藝評定試驗，篩選相應的焊接工藝參數。同時，在施工現(xiàn)場對施焊的持證焊工按新工藝進行強化培訓，以滿足實際工程的質量要求。

2.1 母線導體焊接

導體的焊接包括主母線導體和分支母線導體兩種。主母線焊接焊縫高度：直徑500mm×壁厚12mm的為12mm；分支母線導體焊接焊縫高度：直徑150mm×壁厚10mm的為10mm。導體焊接前應用倒鏈把抱瓦牢牢固定在導體上，并在旁邊加上保護墊。每道焊縫焊完后，應認真檢查，確認無缺陷后方可焊接下一道焊縫。若發(fā)現(xiàn)缺陷，應及時處理并焊補?，F(xiàn)場搭接焊縫與對應的廠家制造焊縫的外型尺寸相一致，所有焊縫均需采用多層多道焊接。各焊層焊接順序如圖1所示。焊接完成后，移走倒鏈和保護墊。

圖1 各焊層焊接順序

2.2 護殼抱瓦焊接

在焊接護殼抱瓦前，確保抱瓦和絕緣體已清理干凈且檢查完畢，所有的連接也檢查完畢。把一半抱瓦移到護殼附近，使抱瓦的每一邊上未涂漆部分露出相同的長度。從外部把抱瓦焊在護殼上(如果難以達到則從內部施焊)后，組裝另一半抱瓦并從外部焊接。焊接抱瓦時，在保證焊縫外型的同時，要盡可能地減少填充量，一般需要1道至2道的焊接來完成，焊縫高度和蓋的板厚相同。

2.3 焊接缺陷的修補

焊接過程中，發(fā)現(xiàn)未熔合、咬邊、重疊、裂紋、氣孔、弧坑、焊瘤等缺陷的焊縫，必須在開始后續(xù)的焊接工作之前進行修補，使用風鏟或尖銳的手鑿處理缺陷區(qū)域，直到將缺陷全部清除干凈。補焊位置的開槽寬度應確保修補工作的順利進行，焊后檢驗中發(fā)現(xiàn)的超標缺陷都必須按照上述方法進行處理，焊縫出現(xiàn)弧坑和焊縫末端出現(xiàn)過渡不良同樣認為是缺陷，須填充所有的凹坑和焊縫收弧末端。如果在焊縫末端有焊瘤或焊高超標，則應該把它們鏟除并重新焊接該位置，以保證外表平整。

2.4 設備及材料的配置

純鋁母線及外殼焊接時，宜選用純度比母材純度稍高的焊絲，在此選用SAL-3焊絲、φ1.6mm。氬弧焊時使用的氬氣φ(Ar)≥99.96%，且氬氣中水含量≤50mg/m3。焊機選用北京時代集團公司生產的ZP7-400D焊接電源及FD20-150送絲機，焊接規(guī)范參數見表1。

表1 焊接工藝參數

焊絲：ER1100，直徑：1 6mm；氬氣流量：24L/min～30L/min。焊接方法板材厚度(mm)焊接層數電流(A)電壓(V)焊接速度(mm/s)焊高(mm)MIG12425026712MIG10322025610MIG821802448

3 著色滲透探傷

采用溶劑型清洗著色探傷劑，一般步驟是：預清洗—滲透—溶劑清洗—顯象—觀察。檢測部位的表面狀況在很大程度上影響著色滲透探傷的質量，因此預清洗時應特別注意必須徹底清除妨礙滲透劑深入的油脂、積炭、氧化皮等附著物以及殘留在缺陷中的油脂及水分。去除污染物后，用清洗劑對酯化釜底板進行清洗，待干燥后噴涂滲透劑并保持濕潤狀態(tài)15min～30min。滲透后用干布或衛(wèi)生紙擦拭多余滲透劑，然后再用蘸有清洗劑的布塊或衛(wèi)生紙向一個方向擦洗，不能用清洗劑噴罐對表面直接噴灑清洗。擦試時禁用棉紗頭，因其細絲碎片容易留在表面上，不易除去，顯象時形成偽顯示，影響檢測效果。

溶劑型著色探傷的顯示劑為快干式顯象劑，噴涂前，顯象劑噴罐要充分搖動，將顯象劑均勻噴于被檢表面。噴涂時距離控制在300mm～400mm，噴罐傾角與被檢表面成30°～40°為宜，采用掃描方式，噴涂要勻而薄，以剛好蓋住受檢區(qū)為宜。在噴涂顯象劑7min后進行觀察，有缺陷的地方可顯示紅色痕跡，這是由于毛細管作用原理，白色顯象劑將酯化釜底板面焊缺陷滲入的紅色滲透劑吸附上來，顯示缺陷的真實形狀輪廊痕跡。從而在白色背景上沒有呈現(xiàn)出紅色缺陷跡痕即合格。

4 結論

在正確的工藝措施和焊接工藝條件下，施工現(xiàn)場1060(L2)的全位置MIG焊接，完全可以獲得性能良好的焊接焊縫。著色滲透探傷具有操作簡便、缺陷顯示直觀、表面開口缺陷檢出靈敏等優(yōu)點，但對在油性、水氣較大的環(huán)境中運行的零部件，若表面油脂、積炭等附著物清洗不徹底，則會影響檢測效果。根據工程實際情況進行焊接工藝試驗和持證上崗的焊工強化培訓，是確保工程質量的重要技術措施。

〔1〕中國機械工程學會焊接學會.焊接手冊(第二卷)[M].北京：機械工業(yè)出版社，1992.