CO2半自动焊接小车在电力变压器油箱制造中的应用.pdf

!#!#$%CO2半自动焊接小车;油箱;应用 中图分类号:TM405文献标识码:B文章编号:1001-8425(2005)07-0034-07 第!卷第#期 $%年#月 !#$%5/2; :775779521 !#$ % 2. Siemens Transformer(Jinan) Co.,Ltd., Jinan 250022, China) :71.-=1:S!# $% #*/*0!*+),$+;-,%./);01#,23.,$ ! 随着电力技术的迅速发展和市场竞争的日益激 烈, 用户对电力变压器的内在及外观质量要求不断 提高。尤其是国外先进技术的大量涌入,对我国传统 电力变压器制造企业造成了巨大的冲击。 如何提高 电力变压器的外观质量成为摆在各制造厂家面前的 重要问题之一。 在变压器油箱本体等铆焊结构件的 制造中,由于焊接工作一般为人工操作、一次成形, 因此外观质量难以控制。而如果焊缝质量不过关,不 但修整困难 (一般对焊缝的修整均具有破坏性),而 且极易造成渗漏油及油箱强度不足, 影响产品的外 观质量,严重时还会影响变压器的安全运行,这是国 产变压器产品存在的较为普遍的问题。为此,我厂在 电力变压器油箱的制造过程中,引进了KS-15、KS- 4型CO2半自动焊接小车, 并应用于变压器油箱长 直角焊缝的焊接,其使用效果良好。 #$% 焊接电流 I=(220230)A;焊接电压U=(2425)V,小车行走速 度V=300mm/min;CO2气体流量=25L/min(比手动 CO2焊接大一些)。 采用左焊法或右焊法均可,一般 选取原则为在使用半自动焊接小车进行焊接时保证 焊缝长度最大,我们的实际操作中较多采用左焊法。 各项参数调整完毕后, 将焊接开关调至焊接位 置, 开始焊接。 在焊接过程中必须随时监控焊接状 态,如有异常必须及时调整,以保证焊接过程的稳定 进行及焊缝的美观。 小车焊接状态如图3所示。 焊完一道焊缝后,应检查并清理导电嘴。如果使 用了堵塞或不清洁的导电嘴,将会使焊接过程中断, 使焊缝产生接头,影响焊缝的美观。为减少焊后清理 飞溅的工作量及工作难度, 焊前最好在焊缝周围喷 洒防飞溅剂。需要注意的是,采用药芯焊丝焊接比实 芯焊丝焊缝成形好,焊接飞溅小。尽管药芯焊丝的价 格要比实芯焊丝高一些,但综合考虑质量、效率等因 素,还是值得采用的。 焊接完成后, 将个别自动焊接小车不能焊到的 部分用CO2气体保护焊手动焊接完成。 焊接时要注 意与前边焊缝的参数要接近, 以保证焊缝的前后一 致,整齐美观。 2.2平焊缝与特殊位置角焊缝的焊缝 在生产中, 有许多焊缝形状规则, 焊接工作量 大,非常适用于自动焊的焊接,但因受客观条件的限 制,而无法使用自动焊。 我们通过分析后认为,自动 焊小车的使用条件有三点: KS-15、DS-4均可用于长直平焊缝与长直角 焊缝。KS-4等带有立板跟踪性能的小车可用于大直 径圆筒焊缝的焊接。 #焊接时保证小车有一定的行走面与导向面。 $小车行走面要平坦、清洁,导向面与焊缝要平 行且与行走面垂直。 因此应加以辅助工装, 使焊接条件符合小车工 作要求, 以便使焊接小车可以应用于平焊缝与其它 位置角焊缝的焊接。 (1)长直平焊缝的焊接 长直平焊缝为钢板对接焊缝, 由于自动焊小车 无导向面, 因此该焊接方法主要是解决小车导向面 图3自动焊小车的焊接过程 Fig.3Welding pro ess of welding ma hine ! 第42卷 图5焊枪与长直平焊缝角度 Fig.5Angle in luded between tor h and long, dire t and plane welded joint 图4长直平焊缝的焊接 Fig.4Weld of long, dire t and plane joint 问题。 只要在焊缝另一面加一平行于焊缝的支架且 使支架导向面垂直于钢板即可。 导向支架如图4所 示。 调节焊枪与钢板的角度, 一般取焊枪与焊缝夹 角为7075,如图5所示。 (2)特殊位置长直角焊缝的焊接 对于小车行走面或导向面面积不能满足小车工 作要求的长直角焊缝, 主要是导向面或行走面的面 积很小、不连续、高低不平等,可针对具体情况分别 采取措施加以解决。例如,上节箱壁与箱沿内侧的角 焊缝、下节油箱油道与箱壁的角焊缝等,可采取增大 面积或增加导轨等方法解决。 2?ABC3; 为防止焊接变形超差, 焊接前必须将工件进行 可靠的刚性固定。 根据工件的结构与受力情况通常 采用以下不同的固定方式: 对于钟罩式或桶式油箱结构, 油箱加强筋的焊 接必须在合箱状态下进行, 以防止因焊接变形影响 箱沿等接合面的密封性能。 焊前在油箱内加刚性工 艺支撑,工艺支撑一般选用!60钢管,在支撑管端 部加不小于!150的圆形垫板, 以减少支撑管端部 位置的应力集中现象。根据油箱尺寸与结构不同,所 用工艺支撑的数量不同,一般情况下,采用板型加强 筋结构比采用槽型加强筋结构要多。 随着油箱尺寸 的增大,工艺支撑的数量也相应增加。根据我们实际 生产中经验,110kV变压器油箱一般采用2件4 件,220kV变压器油箱一般采用5件7件。 对于上节油箱的箱壁与加强筋、 下节油箱的箱 壁与油道等工件的固定,一般采用点焊固定法。在当 前变压器的主要结构中,当厚度为8mm10mm的箱 壁与厚度为8mm12mm的槽型加强筋或厚度为 20mm25mm的板型加强筋间角焊缝焊接时, 需要 对加强筋进行双面点焊固定, 各固定点间距离 400mm600mm,固定点长度10mm15mm,如图9、 图10所示。 下节油箱油道与箱壁、箱底的点焊固定 方法与其相似,不再赘述。 在使用CO2半自动焊接 小车焊接前,需要将加强筋与箱沿、箱盖(钟罩式油 箱)或箱底(桶式油箱)间的焊缝焊接完成处或点焊 处予以加强,以保证加强筋的可靠固定。 ! 第42卷 图10板型加强筋的点焊固定示意图 Fig.10Point welding fixed diagram of plate reinfar ing rib 图9槽型加强筋的点焊固定示意图 Fig.9Point welding fixed diagram of slot reinfor ing rib 对于箱壁与箱沿间角焊缝的焊接,一般是在箱 壁与加强铁焊接完成或可靠点焊固定后进行,加强 筋与箱沿的连接部分自身即形成可靠的刚性固定 点,油箱外部勿需再采取其它固定措施。 如果是在 合箱状态下施焊,由于钟罩式油箱的下节高度较小 (桶式油箱箱盖一般为平板式结构),在焊接箱壁与 箱沿的焊缝时,油箱自身的固定作用较大,再加上 焊接加强筋时已加工艺支撑,可以有效地控制焊接 变形。 如果在开箱状态下施焊,由于失去了下节油 箱(钟罩式油箱)或箱盖(桶式油箱)的约束,为防止 因焊缝收缩引起油箱变形,必须在油箱内靠近箱沿 位置加刚性工艺支撑。 对于夹件腹板与肢板的!丁!字型结构焊缝,在 焊接前必须先将工件刚性固定。 可以将其刚性固定 于焊接平台上(一般采用压板固定法),也可以将两 个工件背靠背进行焊接,以增加工作的刚度。 对于 没有焊接平台,而且板厚较小,在不能采用两件背 靠背焊接的情况下,较为经济可行的方法为将工件 临时点焊固定在一张厚度不小于#$的钢板上, 焊接完成后, 将焊点磨开或用气割将工件割下均 可,并将点焊处磨平即可(个别位置可能需要进行 补焊,然后磨平)。 !#$ 半自动焊接技术引进后, 很快在电力变压器油 箱生产中得到广泛应用,并及时制作了工装,将其使 用范围加以扩大,取得了较好效果,主要表现为以下 几方面: (%)大幅度提高工作效率 通过在焊接SSZ9-50 000/110电力变压器 上节油箱外观角焊缝中,用CO2半自动焊接小车焊 接的约占70%以上,其整齐、均匀的自动焊缝为变 压器油箱勾勒出了清晰轮廓。 利用CO2半自动焊接 小车进行焊接的电力变压器油箱如图11、 图12所 示。 利用手工电弧焊与CO2半自动焊接小车焊接的 焊缝分别如图13、图14所示。 (3)缓解了变压器制造过程中对高级操作人员 的需求矛盾 通过该项技术的应用, 减少了手工电弧焊或 CO2气体保护焊因人的技术素质与工作状态对焊接 质量的影响,降低了操作人员的劳动强度,较好地解 决了相对缺乏高级焊工的问题。 !#$ CO2气体保护焊与半自动小车的应用, 作为一 种较为先进的焊接工艺,操作要求还是比较严格的。 根据我们的工作经验,在操作中需要注意以下问题。 (1)操作人员必须持证上岗,必须熟练掌握CO2 焊接的相关知识,以便于将设备调到最佳状态,而且 能够随时监控焊接过程,保证焊接质量。 (2)要将焊缝位置调平,最好将坡度控制在3 以内, 否则在下坡焊接时小车运行速度可能会不稳 定。 (3)由于采用CO2气体保护,不宜在空气流动 速度较大的环境中进行焊接, 通常应用于在室内作 业,室外作业不建议使用。 而在室内焊接作业时,作 业区域要避开门口、风道等气流较大的区域,焊接过 程中不允许风扇、冷暖风机等吹向作业区域,否则会 因其破坏了CO2对熔池的保护而使焊缝产生气孔 等焊接缺陷,严重时还会造成工件的报废。 (4)CO2气流选择应合适,过小则起不到保护效 果,过大则容易使焊缝产生气孔,影响焊缝成形。 (5)焊缝对接面最好是半自动,数控火焰切割或 等离子切割平面,板材侧立面变形要小,一般要求立 板与平板间缝隙小于1.5mm。 (6)点焊固定加强筋时,焊点不宜过高,以不突 出焊缝表面为宜。焊接前将大的焊点磨平,以免影响 焊缝外观质量。 (7)焊前必须将焊缝处清理干净(包括锈迹、氧 图1miut4m;l?i5 A=Bi5; t4 C5D A5u6=tur; 46 E4F;r Cr5s64rm;r !# $%I F4r?s:!#$% &%()*%+,%- CO2),+./&+&.0 #,12.(3 +405.(,- 6(78 9:1.0&.( 收稿日期:2004-05-31 作者简介:高宏武(1969-),男,山东济南人,山东电力设备厂技术中心工艺师、工程师,主要从事电力变压器制造工 艺的制定与开发工作。 = 由沈阳变压器研究所主办的首届变压器产品试验学习班于6月23日在沈阳圆满结业。 共有来自 全国各地的30多家变压器相关单位的50多名学员参加了此次培训。 培训内容包括试验基础理论、试 验实际操作及试验个例分析,做到了理论与实践的有机结合和试验操作与运行维护的有机结合。 息 # # # # 培 # # # # 训 # # # # 信 # # # # !