本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種風(fēng)電塔筒底座法蘭的焊接生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景下，能源緊缺問(wèn)題與生態(tài)環(huán)境問(wèn)題日益突出，開發(fā)清潔可再生能源成為了時(shí)代發(fā)展的現(xiàn)實(shí)要求。風(fēng)能資源清潔、可再生，進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電，可以有效保護(hù)環(huán)境，且經(jīng)濟(jì)效益較好，基礎(chǔ)建設(shè)周期較短，投資較低，占地面積較少，且風(fēng)力發(fā)電技術(shù)較為成熟，自動(dòng)控制水平較高，風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展前景十分廣闊。

用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒底座的法蘭，需要在+40℃～-40℃環(huán)境溫度下，滿足特定使用要求，當(dāng)前所使用的風(fēng)電法蘭多采用Q345E材質(zhì)，一般經(jīng)過(guò)下料、鍛造制坯、輾環(huán)、熱處理、金加工等步序后制成符合要求的鍛件，然后再經(jīng)進(jìn)一步機(jī)械加工成為滿足要求的風(fēng)電法蘭。而用于風(fēng)電機(jī)組底座的法蘭，一方面承受的沖擊載荷較小，對(duì)其韌性要求不嚴(yán)苛，另一方面底座法蘭的直徑較大(4～5m)，采用整體鍛造的方式生產(chǎn)出的法蘭，不僅生產(chǎn)成本高，而且其尺寸較大，受運(yùn)輸條件的限制，不方便長(zhǎng)距離運(yùn)輸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開了一種風(fēng)電塔筒底座法蘭的焊接生產(chǎn)工藝，采用熔化極活性氣體保護(hù)多層多道焊的焊接方法，可以明顯提高焊縫金屬的質(zhì)量，特別是塑性，省去了焊后熱處理工藝，該工藝不僅可以保證風(fēng)電塔筒底座法蘭的使用性能要求，降低了生產(chǎn)成本，而且克服了大型法蘭(直徑大于4m)在長(zhǎng)途運(yùn)輸過(guò)程中的限高限寬問(wèn)題；以解決上述背景技術(shù)中的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種風(fēng)電塔筒底座法蘭的焊接生產(chǎn)工藝，主要包括以下幾個(gè)步驟：

第一步：選材，母材選用鋼材牌號(hào)為Q345E的鋼板，按國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)GB/1591-2008，其所含元素含量(wt％)如下:C≤0.18％，Si≤0.50％，Mn≤1.70％，P 0.025％，S 0.020％，Nb 0.07％，V 0.15％，Ti 0.20％，Cr 0.30％，Ni 0.50％，Cu 0.30％，N 0.012％，Mo 0.10％，余量為Fe。焊材選用與之相匹配的ER50-6型焊絲，規(guī)格Φ1.2mm；

第二步：下料，根據(jù)法蘭具體尺寸切割焊接所需焊件，半圓法蘭最多允許四段焊件焊接而成；

第三步：加工焊接破口，坡口形式為X型，去除坡口表面及兩側(cè)15mm范圍內(nèi)的鐵銹、污跡等，打磨漏出金屬光澤；

第四步：焊件固定，將待焊件按照順序依次在工裝上拼接并調(diào)整水平度，使焊件處于同一水平面上，留出焊接間隙，夾緊工裝，使緊固件受力均勻防止焊接變形；

第五步：施焊，焊件兩端焊接引弧板，采用熔化極活性氣體保護(hù)焊實(shí)施焊接，每條焊縫實(shí)施20道焊，同一側(cè)焊縫，每焊完一道翻轉(zhuǎn)工件，在另一側(cè)實(shí)施與之對(duì)稱焊道的焊接，直至焊接完成，每側(cè)最后一道為蓋面焊；

第六步：焊后檢驗(yàn)，焊后對(duì)焊縫進(jìn)行宏觀觀察，檢測(cè)是否出現(xiàn)咬邊、焊瘤、表面裂紋等焊接缺陷，焊接24小時(shí)后對(duì)焊縫進(jìn)行100％超聲波探傷；

第七步：機(jī)加工，對(duì)法蘭的上下表面、內(nèi)外圓表面及側(cè)面進(jìn)行機(jī)加工，加工螺栓孔，倒角，完成尺寸精度要求；

第八步：表面處理，對(duì)機(jī)加工后的法蘭進(jìn)行拋丸處理，然后對(duì)工件的上下表面、內(nèi)外圓及其側(cè)面進(jìn)行火焰噴鋅或噴漆處理；

第九步：包裝入庫(kù)，法蘭檢測(cè)合格后包裝入庫(kù)。

其中，第二步中采用火焰切割機(jī)進(jìn)行下料，下料時(shí)留有2-3mm的加工余量。

其中，第三步中焊接坡口角度為60°～65°，鈍邊1-3mm，根部間隙2-3mm。

其中，第四步中焊件緊固工裝為自主設(shè)計(jì)，防止焊件變形。

其中，第五步中熔化極活性氣體保護(hù)焊的主要參數(shù)為：焊接電流230～250A，電壓25～27V，焊接速度20cm/min，氣體流量18～20L/min(25％CO₂+75％Ar)；翻轉(zhuǎn)工件后采用碳弧氣刨清根后實(shí)施第一道焊。

其中，第七步中加工螺栓孔時(shí)應(yīng)先進(jìn)行孔定位標(biāo)記，然后預(yù)鉆孔，最后根據(jù)最終尺寸進(jìn)行擴(kuò)孔。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本風(fēng)電塔筒底座法蘭的焊接生產(chǎn)工藝，法蘭以Q345E作為母材，采用分段焊接生產(chǎn)技術(shù)成形法蘭半圓，通過(guò)連接板使之組成法蘭整圓，如圖1。在保證該法蘭的使用性能的前提下簡(jiǎn)化了法蘭的生產(chǎn)工藝，降低了生產(chǎn)成本，工藝的主要流程為：下料-加工焊接坡口-焊件拼接固定-施焊-焊后檢驗(yàn)-機(jī)加工-表面處理-包裝入庫(kù)。焊接采用熔化極活性氣體保護(hù)多層多道焊，該方法可以提高焊縫金屬的質(zhì)量，特別是塑性，省去了焊后熱處理工藝，該工藝不僅可以保證法蘭的使用性能，而且克服了大型法蘭(直徑大于4m)在長(zhǎng)途運(yùn)輸過(guò)程中的限高限寬問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的法蘭整圓示意圖；

圖2為本發(fā)明的焊接坡口及焊接順序示意圖；

圖3為本發(fā)明的法蘭焊接工裝示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行親楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為了更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，通過(guò)下文的實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。公司所生產(chǎn)的一種Q345E風(fēng)電塔筒底座法蘭外形尺寸為：外徑內(nèi)徑厚度為45mm，其具體生產(chǎn)工藝為：

第一步：下料，選用45mm厚的Q345E鋼板，每半片法蘭分四段拼接，采用火焰切割機(jī)切割下料，并留有一定加工余量，下料法蘭片組件尺寸為外徑Φ4572mm，內(nèi)徑Φ3960mm；

第二步：加工焊接破口，坡口形式為X型，如圖2所示，坡口角度21為60°～65°，坡口鈍邊22為1-3mm，對(duì)接間隙23為2-3mm。四段對(duì)接需要加工3組焊接坡口，去除坡口表面及兩側(cè)15mm范圍內(nèi)的鐵銹、污跡等，打磨漏出金屬光澤；

第三步：焊件固定，如圖3將待焊的法蘭拼接件31按照順序依次在金屬固定板底板32上拼接并調(diào)整水平度，使焊件處于同一水平面上，33為焊縫所在位置，然后擰緊緊固螺栓35，使固定板上板34和固定板底板32夾緊并且受力均勻，防止焊接變形。

第四步：施焊，焊件兩端焊接引弧板，采用熔化極活性氣體保護(hù)焊實(shí)施焊接，焊絲為ER50-6型焊絲。焊接主要參數(shù)為：焊接電流230～250A，電壓25～27V，焊接速度20cm/min，氣體流量18～20L/min(25％CO₂+75％Ar)。以單條焊縫為例：焊接順序如圖2所示，在圖中標(biāo)注4中，圓圈數(shù)字表示施焊順序，先焊打底焊道①，然后翻轉(zhuǎn)工件后采用碳弧氣刨清根后實(shí)施另一側(cè)焊道②，接著按照?qǐng)D示順序依次進(jìn)行對(duì)稱焊接，保證焊接質(zhì)量。每條焊縫實(shí)施20道焊，同一側(cè)的三條焊縫，每焊完相同位置的一道后翻轉(zhuǎn)工件，在另一側(cè)實(shí)施與之對(duì)稱焊道的焊接，直至焊接完成，每側(cè)最后一道為蓋面焊；

第五步：焊后檢驗(yàn)，焊后對(duì)焊縫進(jìn)行宏觀觀察，檢測(cè)是否出現(xiàn)咬邊、焊瘤、表面裂紋等焊接缺陷，焊接24小時(shí)后對(duì)焊縫進(jìn)行100％超聲波探傷；

第六步：機(jī)加工，利用TK42200型數(shù)控鉆銑床加工法蘭上下表面及內(nèi)外圓表面，使內(nèi)外圓尺寸達(dá)到外徑Φ4571mm，內(nèi)徑Φ3961mm，利用Z3063型搖臂鉆預(yù)加工Φ10mm的螺栓孔，然后根據(jù)圖紙要求擴(kuò)孔至所需尺寸，清理加工毛刺并倒角，倒角尺寸為內(nèi)外圓C2，螺栓孔C3；

第七步：表面處理，對(duì)利用DS3030-16重鋼通過(guò)式拋丸清理機(jī)對(duì)機(jī)加工后的法蘭進(jìn)行拋丸處理，然后對(duì)法蘭的上下表面、內(nèi)外圓及其側(cè)面按照GB/T9793-1997要求進(jìn)行火焰噴鋅處理，鋅層厚度不小于110μm；

第八步：包裝入庫(kù)，法蘭檢測(cè)合格后包裝入庫(kù)。

該方法不僅僅適用于母材為Q345E的風(fēng)電塔筒底座法蘭的生產(chǎn)，同樣適用于其他種類的低合金高強(qiáng)鋼的同類型法蘭的生產(chǎn)。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。