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摘要风力发电塔筒法兰的外形尺寸较大，传统的整体法兰制作方法存在制作周期长、材料利用率低、锻造和加工成本高的特点。现指出拼焊法兰的分析研究，收到了很好地效果。
关键词：拼焊法兰焊接工艺变形
中图分类号：TB857+.3 文献标识码：A 文章编号：
前 言
风电作为一种可再生能源，具有占地少、投资少、周期短、经济效益好等特点，根据累计市场份额和国家能源分析， 风电是今后电力发展的主导方向，随着今年日本地震核泄露，三峡节流生态破坏，风电作为清洁能源从新被提上了一个高度，从整个行业角度，风电行业的发展， 空间巨大。从整体情况上看，风电在中国一直在以超乎业内人士预料的速度发展，在经济快速增长和电力需求增加的大背景下，风电在中国的迅猛发展是必然结果。风电产业的迅速崛起在中国应对能源结构多样化、环境保护和节能减排挑战等问题上都能发挥极大作用。因此，我们认为中国仍将是未来全球风电市场的生力军。认为风电作为目前最为成熟的新能源产业，未来的发展会保持高速增长。目前国内外已安装的风力发电机组大多采用的是钢制塔筒。总高60米左右，一般分3-4节，每节之间用法兰进行连接，重量普通的在100T 左右，一现有风电发展模式一直在向大机型方向发展，塔筒的厚度、重量也在不断的增大，为保证塔筒节与节之间能够稳定连接，对连接法兰提出了较高的要求，除了在加工过程中对法兰进行尺寸控制外，还需要确保法兰的各项力学性能达到相关的标准要求。本文就法兰焊接技术的应用作一介绍。
塔筒法兰焊接工艺
为了保证法兰与筒体焊接后的角变形符合要求，采用单个法兰、筒体对接电焊后组成一体的焊接方法，下图为对接示意图。
焊缝结构示意图
采用埋弧自动焊,直流反接,焊丝牌号为H10Mn2,焊丝直径为Φ4,焊剂为SJ101,焊机采用MZ9 -1250自动弧焊机配以ZD5 - 1250型弧焊整流器. 第一层先焊开坡口侧即外侧,背面即内侧用碳弧气刨清根,挑成U型坡口,清根完成后用砂轮和角向磨光机打磨坡口及两侧20mm宽范围至见金属光泽,以清除氧化物和碳化物,防止出现夹渣、裂纹等缺陷,在内侧焊第二层和第三层. 因为塔筒承受的载荷部分为疲劳载荷,要求焊缝具有较高冲击韧性,故焊后需立即进行消氢处理,加热温度为200℃～350℃,保溫2h左右. 焊接工艺参数见表1. 利用焊接顺序、坡口大小和焊接线能量三者来控制焊接应力,从而控制法兰焊后的角变形. 法兰焊接完成后对焊缝进行外观检测,合格后进行100%超声检测. 最后检查法兰角变形量,不符合要求时,采用火焰加热的方法整形,以保证法兰内倾0～1. 5mm的角变形要求.
3 存在问题
(1)由于先焊法兰外侧，而内侧又用碳弧气刨清根，使得清根和清根后的坡口打磨极不方便，增加了焊工的劳动强度，影响工期。
(2)背面清根和坡口打磨操作的不便，往往造成清根后坡口不规矩和坡口打磨不干净，在焊接时极易在焊缝内产生气孔、夹渣等焊接缺陷，影响产品质量。
(3)法兰角变形由背面焊缝的焊接应力产生．即由焊接工艺参数来控制，这样容易出现法兰角变形不一致、超差等质量问题
4 焊接工艺改进
针对传统制造方法存在的问题，采取配对法兰、简体的制造方法。法兰与筒体开内坡口，接头形式如图2所示。产进度，又能保证产品质量。具体操作为：先将法兰和简体采用螺栓螺母连接在一起．在2个法兰之间均匀垫上2mm厚的铁片，只垫在螺栓内侧，如图3所示。
图2 接头组对形式 图3法兰连接图
焊接时，先焊内侧，然后在外侧清根后焊接．这样清根打磨非常方便，避免了传统方法清根、打磨不便的缺点。内侧焊第1层，外侧清根后焊第2，3层。具体的焊接工艺参数仍见表1。焊接完成后，采用氧乙炔火焰同时加热2个法兰焊缝内侧．加热温度为
160～200℃，使法兰产生变形，直至2个法兰外侧间隙消除。待冷却后拆开，经检测，法兰角变形量均符合标准要求。注意加热时两侧的加热速度和火焰温度应保持一致，以避免法兰变形不对称。
5 结论
(1)通过改进风电塔筒与法兰的焊接工艺，不仅保证了法兰的角变形量，而且工艺执行方便、可靠，提高了施工效率，焊缝返修率低，无论是焊缝外观还是内在质量都较好，获得了用户的好评
(2)安排焊接工艺时，应充分考虑产品实际情况和现场条件，尽量使工艺简洁、实用，工艺要有良好的可操作性，这样才能保证产品质量和工期。生产实践证明该工艺可在风电塔筒的生产中广泛应用。
参考文献：
[1]申全民．关于加快张家口坝上风电开发的对策建议[J]．经济论坛，20O7，21(4)：4l一43．
[2]肖广民，陈 贵．浅谈风力发电机塔架的制造[J]．风力发电，20O4，20(4)：37—39．
[3]中国机械工程学会焊接学会．焊接手册(第2卷)[M]．北京：机械工业出版社．20ol_
[4]俞尚知．焊接工艺人员手册[M]．上海：上海科学技术出版社，1991．
关键词：拼焊法兰焊接工艺变形
中图分类号：TB857+.3 文献标识码：A 文章编号：
前 言
风电作为一种可再生能源，具有占地少、投资少、周期短、经济效益好等特点，根据累计市场份额和国家能源分析， 风电是今后电力发展的主导方向，随着今年日本地震核泄露，三峡节流生态破坏，风电作为清洁能源从新被提上了一个高度，从整个行业角度，风电行业的发展， 空间巨大。从整体情况上看，风电在中国一直在以超乎业内人士预料的速度发展，在经济快速增长和电力需求增加的大背景下，风电在中国的迅猛发展是必然结果。风电产业的迅速崛起在中国应对能源结构多样化、环境保护和节能减排挑战等问题上都能发挥极大作用。因此，我们认为中国仍将是未来全球风电市场的生力军。认为风电作为目前最为成熟的新能源产业，未来的发展会保持高速增长。目前国内外已安装的风力发电机组大多采用的是钢制塔筒。总高60米左右，一般分3-4节，每节之间用法兰进行连接，重量普通的在100T 左右，一现有风电发展模式一直在向大机型方向发展，塔筒的厚度、重量也在不断的增大，为保证塔筒节与节之间能够稳定连接，对连接法兰提出了较高的要求，除了在加工过程中对法兰进行尺寸控制外，还需要确保法兰的各项力学性能达到相关的标准要求。本文就法兰焊接技术的应用作一介绍。
塔筒法兰焊接工艺
为了保证法兰与筒体焊接后的角变形符合要求，采用单个法兰、筒体对接电焊后组成一体的焊接方法，下图为对接示意图。
焊缝结构示意图
采用埋弧自动焊,直流反接,焊丝牌号为H10Mn2,焊丝直径为Φ4,焊剂为SJ101,焊机采用MZ9 -1250自动弧焊机配以ZD5 - 1250型弧焊整流器. 第一层先焊开坡口侧即外侧,背面即内侧用碳弧气刨清根,挑成U型坡口,清根完成后用砂轮和角向磨光机打磨坡口及两侧20mm宽范围至见金属光泽,以清除氧化物和碳化物,防止出现夹渣、裂纹等缺陷,在内侧焊第二层和第三层. 因为塔筒承受的载荷部分为疲劳载荷,要求焊缝具有较高冲击韧性,故焊后需立即进行消氢处理,加热温度为200℃～350℃,保溫2h左右. 焊接工艺参数见表1. 利用焊接顺序、坡口大小和焊接线能量三者来控制焊接应力,从而控制法兰焊后的角变形. 法兰焊接完成后对焊缝进行外观检测,合格后进行100%超声检测. 最后检查法兰角变形量,不符合要求时,采用火焰加热的方法整形,以保证法兰内倾0～1. 5mm的角变形要求.
3 存在问题
(1)由于先焊法兰外侧，而内侧又用碳弧气刨清根，使得清根和清根后的坡口打磨极不方便，增加了焊工的劳动强度，影响工期。
(2)背面清根和坡口打磨操作的不便，往往造成清根后坡口不规矩和坡口打磨不干净，在焊接时极易在焊缝内产生气孔、夹渣等焊接缺陷，影响产品质量。
(3)法兰角变形由背面焊缝的焊接应力产生．即由焊接工艺参数来控制，这样容易出现法兰角变形不一致、超差等质量问题
4 焊接工艺改进
针对传统制造方法存在的问题，采取配对法兰、简体的制造方法。法兰与筒体开内坡口，接头形式如图2所示。产进度，又能保证产品质量。具体操作为：先将法兰和简体采用螺栓螺母连接在一起．在2个法兰之间均匀垫上2mm厚的铁片，只垫在螺栓内侧，如图3所示。
图2 接头组对形式 图3法兰连接图
焊接时，先焊内侧，然后在外侧清根后焊接．这样清根打磨非常方便，避免了传统方法清根、打磨不便的缺点。内侧焊第1层，外侧清根后焊第2，3层。具体的焊接工艺参数仍见表1。焊接完成后，采用氧乙炔火焰同时加热2个法兰焊缝内侧．加热温度为
160～200℃，使法兰产生变形，直至2个法兰外侧间隙消除。待冷却后拆开，经检测，法兰角变形量均符合标准要求。注意加热时两侧的加热速度和火焰温度应保持一致，以避免法兰变形不对称。
5 结论
(1)通过改进风电塔筒与法兰的焊接工艺，不仅保证了法兰的角变形量，而且工艺执行方便、可靠，提高了施工效率，焊缝返修率低，无论是焊缝外观还是内在质量都较好，获得了用户的好评
(2)安排焊接工艺时，应充分考虑产品实际情况和现场条件，尽量使工艺简洁、实用，工艺要有良好的可操作性，这样才能保证产品质量和工期。生产实践证明该工艺可在风电塔筒的生产中广泛应用。
参考文献：
[1]申全民．关于加快张家口坝上风电开发的对策建议[J]．经济论坛，20O7，21(4)：4l一43．
[2]肖广民，陈 贵．浅谈风力发电机塔架的制造[J]．风力发电，20O4，20(4)：37—39．
[3]中国机械工程学会焊接学会．焊接手册(第2卷)[M]．北京：机械工业出版社．20ol_
[4]俞尚知．焊接工艺人员手册[M]．上海：上海科学技术出版社，1991．