水电设备焊接自动化的应用探讨

郭玉利

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201722098

摘要：众所周知，追求焊接有效性即为焊接人员工作中的侧重点。不过在追求焊接有效性的基础上，还需兼顾产品品质。现阶段，伴随社会经济的全面进程，我们对电力的需求也不可同日而语，而一些电力企业对发电装置的需求也有了根本的变化。而目前很多相关企业都致力于发电设备的研发及制作，为了匹配于市场需要所研制的发电设备近年来年均产量也呈几何形递增。目前，水电机组内所需焊接的零件呈多元化趋势，这就需要焊接人员在确保焊接质量的基础上去深化生产效率，怎提高焊接效率、完善产品质量是我们现阶段亟待解决的一个问题。

关键词：水电设备；焊接自动化；应用；探讨

将以某公司为例，此公司现阶段生产的水电机组大多为混流及蓄能机组，容量从几万千瓦至八十万千瓦，伴随此企业三十二台机组投入运行发电，意味着此水电发电设备的制造技术已处于我国领先水平。这些机组的特性即为结构件大多为高强材料，同时机组有着大量大型Casting forgings组焊及Plate group焊件，其焊接工艺相对繁琐，同时具有较大的焊接量，所以需要在焊接模式及自动化焊接方面进行研究，通过实践证实，此次研究具有较强的可行性。文章将以水电设备焊接自动化的应用探讨作为切入点，在此基础上予以深入的探究，相关内容如下所述。

1 水电设备中welding robot的应用

通过welding robot焊接水轮机转轮即为和国外企业协作完成的项目。巨型机组的turbine runner通常重量约为四百五十吨，焊接一台可以有效运行的Water turbine，所需填充焊接材料为十吨至十二吨，同时具有较大的焊接工作量，亦为Water turbine制造的核心环节。而通过自动焊能够深化焊接有效性，在此基础上可以从根本确保焊接质量。welding robot择取Submerged arc welding，匹配直流及Twin wire submerged arc welding焊接电源，焊接机头具备6自由度，能够达到坡口填充及过渡角焊缝的焊接。因为转轮本身具有一定的特殊性，无法完全予以自动化焊接，即便配置了大型焊接变位设备，受焊接方法的影响，择取welding robot也仅可以完成百分之四十的焊接量，其他百分之六十还需通过手工半自动焊接。

2 水电设备中窄间隙埋弧焊的应用

此方法是具有极高效率的焊接模式，同时此焊接技术相对成熟，在制造领域被广泛应用。针对于发电装置零部件的焊接，窄间隙埋弧焊大多被应用于Shaft forging、Tailor welded blanks、Water turbine发电机大轴以及Water turbine焊接，通过此焊接方式具有较高的效率，同时经济收益显著。而我们都知道，Hydro generator大轴亦为十分重要的部件，一直以来均为整根采购锻件通过加工后形成成品，因为整体锻件需要较高的投资，同时国内销售锻件的企业凤毛麟角，进而导致供不应求的情况，仅靠从外国引进，无法达到需求，因此供货价格较高。目前，大多择取自己焊接的方法，已完成几十个电站Hydro generator大轴及大型机组的Water turbine焊接，焊接的大轴中，焊接坡口最深超过四百五十毫米。而站在企业的角度，这样的收益可以很好的满足需求，同时获得了足够的经济收益。

为了从根本深化焊接制造质量，我们研发了通过分段焊接Hydro generator大轴及钢板分段卷制技术，此方法的纵向焊缝与环形焊缝都择取窄间隙埋弧焊接技术，其中有两根钢板焊接轴被应用于七十万千瓦的机组中。因此从根本规避了对大型铸锻件的依赖，进而减少了生产产品的耗时。

3 水电设备中半自动气体保护焊的应用

因为水电发电装置存在其自身的特性，所以通用的自动焊所需大量的辅助时间，且应用存在一定的局限性。而半自动气体保护焊接由于其使用相对便捷，同时具有极高的焊接效率，因此得到了全面推广，亦为现阶段应用的主要焊接技术。

伴随对产品质量更高的要求，对焊工工艺的要求已不可同日而语，同时手工焊接本身会对焊工的健康产生一定的影响，同时用工的整体投资较大，所以，深化焊接自动化的应用已成为我们研究的侧重点。

4 总结

综上所述，水电设备机组的特性即为结构件大多为高强材料，同时机组有着大量大型Casting forgings组焊及Plate group焊件，其焊接工艺相对繁琐，同时具有较大的焊接量，所以需要在焊接模式及自动化焊接方面进行研究，通过实践证实，此次研究具有较强的可行性。目前，welding robot焊接技术相对成熟，在制造领域被广泛应用，通过此焊接方式具有较高的效率，同时经济收益显著。而welding robot择取Submerged arc welding，匹配直流及Twin wire submerged arc welding焊接电源，焊接机头具备6自由度，能够达到坡口填充及过渡角焊缝的焊接。由于电站锅炉即为焊接的主要工作内容，一些焊接生产企业都在锅炉领域焊接专机上进行了大量研发，不过对水电产品却很少涉及，这就要供需双方面协同努力。总的来说，在水电产品领域，焊接自动化应用具有非常开阔的发展前景。

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