韓小崗

在風電機組運輸過程中，主要的支撐部件就是焊接結(jié)構(gòu)件運輸支架，針對越來越大的風電機組，機艙運輸過程中還是所有彎矩都需承載，其質(zhì)量優(yōu)劣直接影響風力發(fā)電機組運輸?shù)恼w及相關(guān)交付。在制造運輸支架整個過程中，焊接工序的控制質(zhì)量和工藝要求至關(guān)重要，對其進行分析和研究，為制定焊接結(jié)構(gòu)件的控制質(zhì)量和制造工藝方案提供更好的參考。

1 選定焊接評定標準和評定焊接工藝

1.1 選定焊接評定標準

我國風電裝機容量，在世界上已居首位。為了將產(chǎn)能過剩等相關(guān)問題有效地解決，各個風電廠商將風電機組不斷地出口海外。目前，中國標準和美國ASME標準以及歐洲標準ISO15614等為主要的焊接評定標準。為了使焊接質(zhì)量得以保證，國內(nèi)風電焊接結(jié)構(gòu)件多數(shù)依據(jù)GB 50661制定焊接工藝。這三個標準無論是母材的覆蓋范圍和材料分類，還是板厚覆蓋范圍等，都有所不同及存在一定的差別，規(guī)定試件試驗要求和試驗項目以及焊工資格要求等也有所不同。焊接以前，應(yīng)該結(jié)合業(yè)主要求，選取恰當?shù)暮附庸に嚇藴试u定焊接工藝，各種標準異同必須要做到指揮若定。

1.2 評定焊接工藝

其一，焊接試板必須準備好。按照GB 50661選取試板規(guī)格。為了使試樣制備得以保證，單塊試板長度必須大于3m，寬度大于1.25m。1cm～10cm為風電機組工裝焊接結(jié)構(gòu)件焊縫厚度的范圍，對角接焊縫和接焊縫為接頭型式。全部焊縫范圍都要覆蓋，對接焊縫試塊應(yīng)該為5cm，從而達到要求。

其二，試塊基材。針對風電機組工裝結(jié)構(gòu)件焊接而言，應(yīng)該采用Q355系列的鋼板。風電機組主機架應(yīng)用中厚鋼板Q355，坡口比較深，焊接進行時，能夠很快冷卻，不容易溢出焊縫中的擴散氫，從而增加焊縫中的擴散氫。在淬硬組織和焊接應(yīng)力以及擴散氫的作用下，冷裂紋容易出現(xiàn)。

其三，焊接材料。采用二氧化碳氣體保護焊，ERS-6焊絲，為了使焊縫可靠性得以保證，選用80%rA+20%二氧化碳混合氣體為保護氣體。

其四，焊接坡口。X型坡口作為焊接坡口，焊接以前，坡口周邊鐵銹和油污等都要除掉。

其五，焊接工藝。焊接以前，焊件預(yù)熱，100℃～150℃的預(yù)熱溫度。焊件近表面大多數(shù)擴散氫溢出為預(yù)熱的主要目的，以防聚集的氫產(chǎn)生晶間應(yīng)力造成開裂。應(yīng)用對稱焊接致使焊接變形降低，深度處理焊縫根部。

應(yīng)用焊絲ER50-6，采用二氧化碳保護氣體焊接，電弧燃燒比較穩(wěn)定，飛濺也很少。但是，無論焊接線能量太小，還是太大都會影響焊縫的抗裂性和性能等。所以，焊接工藝參數(shù)必須要明確，焊工應(yīng)該持證進行焊接。

1.3 材料焊接性分析

為了滿足實際施工的需求，需要對材料焊接性分析，在實際的焊接性分析中，應(yīng)對的焊接性的評定原則進行研究，從而得到：

（1）評定焊接接頭的生產(chǎn)工藝缺陷的傾向，可以為后續(xù)的焊接工藝提供基礎(chǔ)參考，進而保證焊接水平。

（2）評定焊接接頭，對接頭的基本情況，進行研究，確認接頭能夠滿足結(jié)構(gòu)的使用需求，確保結(jié)構(gòu)的功能性和可靠性。確保，按組實際工作需求。

（3）評定焊接接頭工藝缺陷的敏感性，主要是以抗裂性試驗為基礎(chǔ)，通過試驗，可以獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)參數(shù)，實現(xiàn)對焊接性的評價，實際的試驗中，可進行的試驗包括熱烈紋試驗、冷裂紋試驗、消除應(yīng)力裂紋試驗和層狀撕裂試驗等，從而實際工作的基本需求，進而提升相應(yīng)工作的質(zhì)量，減少焊接的質(zhì)量隱患。

（4）實際的焊接中，可選的焊接方法包括：裂紋敏感性試驗、焊接接頭的力學性能測試的、低溫脆性試驗、斷裂韌性試驗、高溫蠕變及持久強度試驗。如果實際的試驗中，所選的焊接件尺寸先對較小，則可以直接進行試驗，不會給試驗結(jié)果帶來不良的影響，如果的焊接件的尺寸相對較大，則需要對物品進行處理，可以選擇實物壓縮化的方式，實現(xiàn)對它的處理，進而滿足實際工作的基本需求，積極提升工作效率。

1.4 焊接材料和方法的選擇

為了滿足實際工作的需求，并且保證焊接的質(zhì)量，需要對焊接材料和焊接方法進行控制，上述內(nèi)容，對焊接材料的相應(yīng)內(nèi)容進行了，所以，此處僅主要以焊接方法進行研究，所以，主要對焊接方法進行選擇。實際的焊接過程中，可供選擇的方法，相對較多，包括焊條電弧焊、氣焊、埋弧焊和氫弧焊、電渣焊、CO2焊、等離子弧焊等，這些焊接方式，在實際的應(yīng)用中，都具有各自的優(yōu)勢和缺陷，所以現(xiàn)階段埋弧焊，電弧焊的應(yīng)用價值相對較高，可以用于不同類型的材料焊接中，不僅能夠保證焊接的質(zhì)量，還能提高焊接的效率。比如焊接電弧焊的，主要的接頭形式為對接、搭接、T形接，卷邊接等，并且可以用于全位焊接，適用于厚度3mm～20mm的鋼板焊接，可用于碳素鋼、低合金鋼、鑄鐵、銅和銅合金等材料的焊接中，同時，還有中等偏高的生產(chǎn)率，這些特點，就是的電弧焊，具有較高的應(yīng)用價值，可以廣泛地用于焊接作業(yè)中，并且能夠保障焊接的質(zhì)量，確保焊接過厚，焊接接縫處能夠滿足規(guī)范的要求。

2 風電機組工裝組件運輸支架材料和工藝流程

2.1 運輸支架材料

風電機組的運輸支架，是滿足風電機組工裝組件運輸需求的支架，實際的配置中，妖氣支架需要具備相應(yīng)的成本優(yōu)勢，價格不宜過高

選用Q355B低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼作為運輸支架材料。由于運輸支架要將比較復(fù)雜的動靜載荷承受，要求板材必須具有很高的綜合機械性能，為了避免內(nèi)部漏洞，需要選用UT探傷板材作為材料，還要按照面積的10%，復(fù)驗各塊材料厚度大于或者等于5mm的板材。Q355B低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼具有優(yōu)良的可焊接性能。焊接填充材料遵循等強度的原則，選用性能要求與最新標準相符合的材料。嚴格地控制焊接填充材料質(zhì)量和儲存，并且必須具有質(zhì)量文檔給予證明。

2.2 檢驗運輸支架工藝流程

運輸支架工藝及檢驗流程圖，見圖1所示。本文只分析和研究了焊接工序的控制質(zhì)量和工藝要求。

圖1 運輸支架工藝及檢驗流程圖

2.3 道路設(shè)計方案

為了滿足風電機組的工裝組件的運輸需求，需要對具體的準備工作進行控制，如道路的設(shè)計方案，通過對道路的設(shè)計，確保道路能夠為風電機組的工裝組件運輸提供基礎(chǔ)，保障運輸?shù)男?。實際的運輸中，機組葉片、塔筒都采用常規(guī)運輸方式，保證道路平曲最小半徑的合理、之后，保證彎路的邊高＞2.0m。注意做好雜物親歷，避免雜物地給運輸帶來影響，另外，對縱坡進行控制，確?？v坡在18%以內(nèi)，從而滿足風電機組工裝組件運輸及支架安裝的基本需求。

2.4 風電機組工裝的吊裝方案

為了滿足風電機組的基本需求，需要合理的對吊裝方案進行設(shè)計，確保方案符合實際工作的需求，進而全面提升風電機組的可靠性，降低各類隱患的影響確保風電機組的應(yīng)用價值。實際設(shè)計中，可以以1臺600t的汽車吊，一臺100t的汽車吊或是1臺75t的汽車吊，其中，600t的汽車吊和100t的汽車吊，在實際的作業(yè)中，需要負責塔筒和發(fā)電機的吊裝工作，而實際的工作中，75t汽車吊，主要實現(xiàn)卸貨的功能，從而滿足實際需求。同時，75t汽車吊，還要負責設(shè)備的卸貨，從而滿足風電機組的運輸需求的。

2.5 主要的工程量

為了滿足風電機組的安裝需求，需要對風電機組的工裝組件運輸支架進行風電機組的運輸工程量控制，主要的工程量包括道路彎道最小的半徑為35m，同時，寬為4.5m，路基寬度為5.5m。為了滿足實際換工作需求，需要對這些內(nèi)容進行控制，確保數(shù)據(jù)的合理可靠。

3 風電機組工裝組件運輸支架焊接工藝控制質(zhì)量

3.1 開料和制作坡口

根據(jù)設(shè)計的圖紙，生產(chǎn)方應(yīng)該將各板件的放樣圖繪制，按照放樣圖下料和預(yù)制，同時追溯性標記也要做好。必須注意校平鋼板平面，可以運用油壓機校平，火焰校平盡可能不用。根據(jù)運輸支架功能的要求，通常焊接坡口都有企業(yè)標準的正確規(guī)定。坡口必須平整，裂紋和夾渣分層等相關(guān)欠缺都不能有。切割鋼材必須與JB/5000.2規(guī)定相符合，無論是剪切面，還是切割面的上局部切口的深度超差，都要打磨平滑和焊補。由于機組要將許多電氣和液壓等容易損壞的元件安裝，必須除掉所有板邊的毛刺，達到平整和倒圓，不會損傷到其他零部件。

3.2 焊接人員資質(zhì)

在規(guī)定焊接人員要求中，作為焊接人員不但要具有技術(shù)知識及操作水平，而且，還要嚴格地按照國家的標準。具有焊工資質(zhì)證書才能夠焊接操作。證書發(fā)行機構(gòu)無論是國內(nèi)的，還是國外的都可以，但是，必須是有效期內(nèi)的焊工資質(zhì)證書。如果，現(xiàn)有焊接人員，具備焊接能力，但是，缺乏相應(yīng)的焊接資質(zhì)，就要對他們做好相應(yīng)的培訓(xùn)工作，確保焊接能夠成為他們生活的一部分，確保他們能夠按照規(guī)范進行操作，降低隱患的影響。所以針對這類人員，要加強對他們的培訓(xùn)工作，通過有效的培訓(xùn)提高他們對基礎(chǔ)知識的掌握，確保他們能夠在資格證的考核中，一次通過。同時，實際工作中，如果焊接人員，沒有資格證書，則不能進行相應(yīng)的焊接工作，確保絕對安全操作，降低安全隱患的影響。

3.3 評定焊接工藝

焊接以前，生產(chǎn)方需要評定焊接工藝，測試各項機械性能是否能夠達到要求。結(jié)合評定的報告，對焊接方法、焊絲直徑、焊絲型號、焊接速度、焊接電流、氣體流量以及各條焊縫堆焊的次數(shù)等相關(guān)參數(shù)確定。

3.4 焊接組裝

先檢驗板材外觀。無論是焊接坡口表面，還是距坡口邊緣5cm以內(nèi)，都要修整和打磨，油污、水、積渣、銹蝕以及其他影響焊接質(zhì)量的有害物質(zhì)都要除掉。

焊接組裝必須與設(shè)計圖紙的規(guī)定相符合，焊后焊接變形等相關(guān)因素導(dǎo)致的組裝尺寸變化應(yīng)該充分地考慮到。無論是對接焊縫組裝間隙，還是不開坡口角焊縫都要小于1.5mm。并且在焊接平臺上組裝所有的零部件。調(diào)平平臺的應(yīng)用水準儀，平面度不得超過1.5mm。組裝以前，裝配位置線必須畫出來，按照線位進行裝配。裝配的過程中，裝配的順序應(yīng)該合理地布置，焊縫的變形量和焊接勞動強度都要充分地考慮到。組裝過程中，強力組裝應(yīng)該避免，合理地安排定位焊縫的間距和長度，定位焊縫的長度為2.5cm～5cm之間比較適宜；定位焊縫間距為2m～3m之間比較合適，從而使焊接變形導(dǎo)致的運輸支架尺寸超差得以避免。

3.5 運輸支架部分的組裝工藝

其一，在焊接平臺上，對底板進行校正并且固定，再將側(cè)板安裝基準線在底板，以便安裝焊接時，控制好尺寸。并且焊接工藝的運輸支架前部分的剛性支撐架也要準備好，見圖2所示。

圖2 焊接工藝剛性支撐架

其二，板2板7組焊，鋼板比較薄，組焊很容易出現(xiàn)變形，可以在直線段距上部固定點焊，至少要具有5處點焊固點。焊接的方式，先進行底焊，再單面進行2層焊接，焊1層背面清根，再交替進行焊接。運輸支架前部分的組裝圖，見圖3。

圖3 運輸支架前部分的組裝圖

3.6 去應(yīng)力退火

轉(zhuǎn)入到去應(yīng)力退火工序以前，無論是焊縫的質(zhì)量，還是變形量符合的要求，生產(chǎn)方都要嚴格進行核實。為了將焊接產(chǎn)生的焊縫內(nèi)應(yīng)力除掉，檢驗焊縫合格以后，按照標準處理運輸支架的去應(yīng)力退火。不可以有產(chǎn)品彎擾翹曲現(xiàn)象出現(xiàn)，可用振動時效替代應(yīng)力退火。

3.7 無損探傷

其一，開坡口焊縫都要按照GB11345B類I級的標準100%地進行超聲波探傷檢測。焊縫欠缺返修以后，還要復(fù)探，同一部位不可以出現(xiàn)2次返修。

其二，鋼板厚度超過2.5cm的角焊縫，應(yīng)該按照雙面單側(cè)進行檢驗；鋼板厚度低于2.5cm的對接焊縫，應(yīng)該按照單面雙側(cè)進行檢驗。檢測橫向欠缺時，在焊接接頭的兩側(cè)邊緣，致使焊接接頭中心線與探頭成10°～20°角，作為兩個方向斜平行進行掃查。

其三，驗收時，原則上，應(yīng)該在運輸支架去應(yīng)力退火以后，進行超聲波探傷檢測。為了使焊接的質(zhì)量得以保證，供方超聲波探傷應(yīng)該在焊接蓋面以前和熱處理以后兩次進行。

其四，進行100%磁粉檢測焊縫，所有白點和裂紋現(xiàn)象都不可以在焊縫表面出來。必須在運輸支架去應(yīng)力退火冷卻24h以后，檢測磁粉。

3.8 工藝焊接技術(shù)的要求

其一，焊接以前，生產(chǎn)方必須將焊接工藝規(guī)程編制出來，焊接的過程中，按照焊接工藝的具體要求，對焊接參數(shù)進行控制，且構(gòu)件變形情況應(yīng)該隨時檢查。

其二，焊接過程中，必須注重清理層間，無論是焊渣、裂紋、飛濺、未熔合、咬邊以及成形差的焊道，還是其他對焊縫質(zhì)量有影響的物質(zhì)都要除掉。

其三，焊接過程中，盡可能不讓焊槍擺動，如果需要進行擺動，擺動必須小于1.8cm，各道焊縫的厚度小于1cm，寬度小于2cm，應(yīng)用窄焊道和多道多層焊的方法。焊接后認真檢查，以防未熔透和弧坑以及焊縫成形差等相關(guān)欠缺出現(xiàn)。

其四，焊工焊接的過程中，焊接變形現(xiàn)象必須要充分地考慮，每個焊縫要點都要焊接牢固，無論是焊接方向，還是焊接順序都要控制好，致使焊接變形能夠最小，焊后校形的工序減少，從而使生產(chǎn)效率有效地提升。

其五，運輸支架板件厚度超過3cm的，焊接以前必須預(yù)熱，焊接后需要保溫，控制預(yù)熱溫度為100℃～150℃之間，焊道兩側(cè)為預(yù)熱區(qū)，各側(cè)的寬度都應(yīng)該是焊接厚度的2倍，并且不能低于7.5cm，焊接的過程中，為了使焊縫道之間的溫度得以保證，必須隨時進行加熱。

其六，運輸支架焊接件必須與JB/T5000.3的規(guī)定相符合，形位公差和尺寸公差沒有標注的，按照標準中B、F級的要求執(zhí)行。

分析和研究風電機組工裝組件的焊接工藝，從生產(chǎn)源頭上將控制要點提出來，為制定風機焊接結(jié)構(gòu)件焊接工藝和控制質(zhì)量方案提供了參考，使風力發(fā)電機組運輸?shù)目煽啃缘靡员ＷC，整體成本進一步地降低。

4 結(jié)語

本文結(jié)合風險機組的實際情況，配合風電組的研究內(nèi)容，再加上記住的各項本文對風電機組工裝組件的焊接工藝研究，結(jié)合實際情況，對風電機組的工裝組的運輸支架的進行研究，最后，再對放電機組的工裝組件和暗轉(zhuǎn)內(nèi)容機進行俺就，從而保障焊接質(zhì)量，確保風電機組在實際的工作中，能夠保持較好的工作狀態(tài)，從而滿足是風電機場的基本需求得到，確保風電機組的功能與安全。