水電設備焊接自動化的應用探討

郭玉利

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201722098

摘要：眾所周知，追求焊接有效性即為焊接人員工作中的側重點。不過在追求焊接有效性的基礎上，還需兼顧產品品質?，F階段，伴隨社會經濟的全面進程，我們對電力的需求也不可同日而語，而一些電力企業(yè)對發(fā)電裝置的需求也有了根本的變化。而目前很多相關企業(yè)都致力于發(fā)電設備的研發(fā)及制作，為了匹配于市場需要所研制的發(fā)電設備近年來年均產量也呈幾何形遞增。目前，水電機組內所需焊接的零件呈多元化趨勢，這就需要焊接人員在確保焊接質量的基礎上去深化生產效率，怎提高焊接效率、完善產品質量是我們現階段亟待解決的一個問題。

關鍵詞：水電設備；焊接自動化；應用；探討

將以某公司為例，此公司現階段生產的水電機組大多為混流及蓄能機組，容量從幾萬千瓦至八十萬千瓦，伴隨此企業(yè)三十二臺機組投入運行發(fā)電，意味著此水電發(fā)電設備的制造技術已處于我國領先水平。這些機組的特性即為結構件大多為高強材料，同時機組有著大量大型Casting forgings組焊及Plate group焊件，其焊接工藝相對繁瑣，同時具有較大的焊接量，所以需要在焊接模式及自動化焊接方面進行研究，通過實踐證實，此次研究具有較強的可行性。文章將以水電設備焊接自動化的應用探討作為切入點，在此基礎上予以深入的探究，相關內容如下所述。

1 水電設備中welding robot的應用

通過welding robot焊接水輪機轉輪即為和國外企業(yè)協作完成的項目。巨型機組的turbine runner通常重量約為四百五十噸，焊接一臺可以有效運行的Water turbine，所需填充焊接材料為十噸至十二噸，同時具有較大的焊接工作量，亦為Water turbine制造的核心環(huán)節(jié)。而通過自動焊能夠深化焊接有效性，在此基礎上可以從根本確保焊接質量。welding robot擇取Submerged arc welding，匹配直流及Twin wire submerged arc welding焊接電源，焊接機頭具備6自由度，能夠達到坡口填充及過渡角焊縫的焊接。因為轉輪本身具有一定的特殊性，無法完全予以自動化焊接，即便配置了大型焊接變位設備，受焊接方法的影響，擇取welding robot也僅可以完成百分之四十的焊接量，其他百分之六十還需通過手工半自動焊接。

2 水電設備中窄間隙埋弧焊的應用

此方法是具有極高效率的焊接模式，同時此焊接技術相對成熟，在制造領域被廣泛應用。針對于發(fā)電裝置零部件的焊接，窄間隙埋弧焊大多被應用于Shaft forging、Tailor welded blanks、Water turbine發(fā)電機大軸以及Water turbine焊接，通過此焊接方式具有較高的效率，同時經濟收益顯著。而我們都知道，Hydro generator大軸亦為十分重要的部件，一直以來均為整根采購鍛件通過加工后形成成品，因為整體鍛件需要較高的投資，同時國內銷售鍛件的企業(yè)鳳毛麟角，進而導致供不應求的情況，僅靠從外國引進，無法達到需求，因此供貨價格較高。目前，大多擇取自己焊接的方法，已完成幾十個電站Hydro generator大軸及大型機組的Water turbine焊接，焊接的大軸中，焊接坡口最深超過四百五十毫米。而站在企業(yè)的角度，這樣的收益可以很好的滿足需求，同時獲得了足夠的經濟收益。

為了從根本深化焊接制造質量，我們研發(fā)了通過分段焊接Hydro generator大軸及鋼板分段卷制技術，此方法的縱向焊縫與環(huán)形焊縫都擇取窄間隙埋弧焊接技術，其中有兩根鋼板焊接軸被應用于七十萬千瓦的機組中。因此從根本規(guī)避了對大型鑄鍛件的依賴，進而減少了生產產品的耗時。

3 水電設備中半自動氣體保護焊的應用

因為水電發(fā)電裝置存在其自身的特性，所以通用的自動焊所需大量的輔助時間，且應用存在一定的局限性。而半自動氣體保護焊接由于其使用相對便捷，同時具有極高的焊接效率，因此得到了全面推廣，亦為現階段應用的主要焊接技術。

伴隨對產品質量更高的要求，對焊工工藝的要求已不可同日而語，同時手工焊接本身會對焊工的健康產生一定的影響，同時用工的整體投資較大，所以，深化焊接自動化的應用已成為我們研究的側重點。

4 總結

綜上所述，水電設備機組的特性即為結構件大多為高強材料，同時機組有著大量大型Casting forgings組焊及Plate group焊件，其焊接工藝相對繁瑣，同時具有較大的焊接量，所以需要在焊接模式及自動化焊接方面進行研究，通過實踐證實，此次研究具有較強的可行性。目前，welding robot焊接技術相對成熟，在制造領域被廣泛應用，通過此焊接方式具有較高的效率，同時經濟收益顯著。而welding robot擇取Submerged arc welding，匹配直流及Twin wire submerged arc welding焊接電源，焊接機頭具備6自由度，能夠達到坡口填充及過渡角焊縫的焊接。由于電站鍋爐即為焊接的主要工作內容，一些焊接生產企業(yè)都在鍋爐領域焊接專機上進行了大量研發(fā)，不過對水電產品卻很少涉及，這就要供需雙方面協同努力?？偟膩碚f，在水電產品領域，焊接自動化應用具有非常開闊的發(fā)展前景。

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