逆变焊机在开坪水电站蜗壳焊接中的应用

周方敏

（浙江江能建设有限公司，浙江 杭州 310020）

1 工程概况

开坪水电站位于四川省绵阳市北川县境内，是白草河干流梯级电站中的第四级。坝址位于北川县小坝乡下游约3.4km的白草河干流，距北川县城约43km，厂址位于北川县开坪乡下游约500m的白草河左岸，厂坝之间公路里程约7km。工程任务为发电，兼顾下游生态用水。由拦河坝、发电引水建筑物、发电厂房和升压站等组成。电站装机容量2*10MW，多年平均发电量9761万kwh。本工程属Ⅳ等工程，电站为小（1）型水电站。

该电站水轮机型号为HLN255-LJ-175工作水头49米，座环直径为3米，蜗壳大头直径为2.25米，每台蜗壳合计焊缝长度约为110米，蜗壳钢板钢材采用Q345-C，蜗壳钢板厚度为10mm-14mm，均须采用手工电弧焊进行全位置焊接，焊接工程量较大。

2 交通条件

电站对外交通以公路运输为主，由于北川08年5.12地震，在其下游形成了唐家山堰塞湖，从电站到绵阳须要走从禹里到擂鼓的抗灾简易公路，路况非常差，碰到雨雪天气，道路经常中断。

3 电焊机选择

在该电站机电预埋进场后，为了水轮机蜗壳拼装工作的顺利进行，蜗壳拼装的准备工作随之进行，其中电焊机是保证该工作完成的关键。由于交通条件的限制，同时我公司在附近仓库里没有电焊机可以调运，只能采购新焊机。电焊机主要从以下几方面考虑：

3.1 由于蜗壳钢板钢材为Q-345C，电焊条必须采用J506或者J507焊条，根据这两种焊条的焊接性能，只能采用直流电焊机进行焊接。

3.2 考虑到道路交通情况，电焊机故障率要低，同时重量要轻，体积要小，方便搭公共交通工具出去维修。

3.3 从成本上考虑，采购哪种类型的焊机。

现在工程上在使用的直流电焊机主要有旋转直流焊机、可控硅直流焊机和逆变直流焊机等几种。这三种焊接设备的特点如下：

旋转直流弧焊机的优点是电弧稳定，可用各种焊条焊接各种碳铜、合金铜和有色金属；另外，因使用三相电源，网路电源平衡，焊接时对电源网路波动敏感性不大。旋转直流弧焊机除可以用三相感应电动机拖动外，还可以用柴油机拖动，适用于野外无网路电源的场所和野外战车修理等。旋转直流弧焊机的缺点是制造复杂、价格贵、体积质量大、噪声大、有磁吹现象。

可控硅直流焊机优点是动特性好、性能柔和、电弧稳定、熔池平静、飞溅小、不咬边、焊缝成形美观、可远距离调节焊接电流、起弧电流可控、引弧容易，跟旋转直流焊机相比重量轻等优点。缺点是焊机整体体积还是很大，笨重，不宜移动，工作时有噪音，而且耗能很大，只能模拟控制，控制特性比较差。

逆变焊机优点是工艺性能优良.引弧容易.不粘;不粘连,维弧性能好；体积小,重量轻,体积仅为普通焊机的1/10,携带操作方便；并有过流.起动保护等齐全的保护功能,不易损坏；噪音低,无电磁于扰，高效节能。缺点是价格相对较高 2维修比较复杂，一般需要专业人员维修。

根据以上分析，逆变直流焊机具有前面两种直流焊机的共同优点，虽然维修比较复杂，需要专业人员，但是他的体积小，重量轻，方便送修。价格相对于前几年已经大大降低，基本上跟同规格可控硅直流焊机相当，决定采用这种焊机，在该电站蜗壳拼装中配置了ZX7系列逆变焊机4台。

4 施工使用情况

蜗壳焊接工作正式开始后，对采购来的ZX7系列逆变焊机进行了安装，安装过程如下：

(1)将焊机拆箱，检查焊机通风口，保证通风口畅通，以免冷却系统失效。

(2)将机壳用导线截面积为10mm2的导线自焊机背后的接地螺丝处接到接地装置。

(3)将电缆与焊钳和焊机“-”极可靠连接。

(4)将回路电缆与焊机“+”极可靠连接，另一端的地线钳夹住工件。

(5)将焊机电源线接到380V三相电源上。

在安装完成后，进行了操作使用，过程如下：

(1)将前面板上的电源开关打至“ON”位置，表头屏幕显示设定电流值，同时确认能听到机器内的冷却风扇开始工作。

(2)根据焊接工件的厚度、焊条的直径、工位和工艺需要，确定焊接电流和推力电流。

(3)将焊条夹在焊钳上，就可以开始焊接了。

在焊接中，引弧性能非常好，进行平，仰，角，立等各个位置焊接时，电流稳定、焊接飞溅小、焊缝成型非常美观，焊接质量经过超声波探伤，一次合格率在95%以上。在开坪电站2台蜗壳焊接使用中，焊机仅需吹扫灰尘，检查接头连接是否紧固等简单的维护，4台焊机均未发生送修的情况。

5 使用过程中的应注意的几个问题

5.1 焊机工作环境要适宜，避免阳光直晒和淋雨，避免放在灰尘环境中。

5.2 在焊接中，应确认焊机通风处未被覆盖或堵塞，保证焊机通风良好。

5.3 禁止焊接过载，保持焊接电流不超过最大的允许负载电流。

5.4 禁止电压过高。

6 结语

逆变直流焊机在开坪水电站的使用中，维护相当方便，基本上未出现故障，产品制造已经相当成熟；由于体积小，重量轻，转移位置非常方便；噪音低，改善了现场施工环境；焊接质量经过超声波探伤，一次合格率在95%以上，取得了良好的使用效果。