圆形互感器升高座焊接变形的原因分析及处理措施

2018-10-26王仕宁谭明志

金属加工(热加工) 2018年10期

■ 王仕宁，谭明志

关键字：法兰盘；椭圆形；刚性；内应力

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电力变压器中的互感器升高座，用来安装电流互感器、二次引线及套管等零部件。升高座两侧为法兰盘，中间为钢板滚圆的筒体，筒体与筒体、筒体与法兰盘均采用焊接的形式，如图1、图2所示。升高座通过两侧法兰盘的孔与变压器油箱、套管安装到一起，如图3、图4所示。

图1所示的L型升高座、图2所示的直筒长圆形升高座在加工过程中时常出现变形问题，即筒体在焊接两侧的法兰盘后，圆度出现变形，法兰盘成椭圆形，出现无法安装问题。

下面就互感器升高座的变形情况及产生原因进行介绍。

1. 升高座圆度变形的情况

升高座上的法兰盘与筒体通过焊接方式连接在一起，焊接后测量法兰盘的外径尺寸及光孔分度圆直径，存在互差较大法兰盘变形的问题，类似于椭圆，形式如图5所示。

图 1

图 2

图3 变压器箱盖上连接的升高座

图4 变压器箱壁上连接的升高座

图5 升高座变形后的法兰

以外径1500mm，内径1320mm，厚度为25mm法兰盘为例，焊接6mm厚的筒体，焊接完后法兰盘内外径和光孔分度圆直径均发生变形，测量最大尺寸和最小尺寸的互差为10~20mm。

2. 升高座变形原因分析

根据升高座的变形情况对其焊接过程进行跟踪，并测量升高座焊后法兰盘尺寸，发现引起升高座变形的因素主要有以下几点，具体如下。

（1）升高座直径大，尤其是直径＞1m以上，如果法兰盘厚度薄、宽度窄，其自身刚性差对升高座的支撑作用就小，会导致焊后升高座刚性不足变形。

（2）不同直径、不同长度的升高座应选用不同厚度的筒体壁厚，筒体钢板的厚度越薄焊后产生的变形越大。

（3）对于大直径L型升高座来说，筒体与筒体的马蹄状对接位置距离法兰盘越近，焊后升高座产生椭圆的趋势越大，原因为一端马蹄形的筒体单件滚筒后即出现椭圆变形的趋势，如果距离法兰太近，变形趋势未消除会连带法兰一起产生变形。

（4）对需要焊后使用镗铣床等设备加工升高座两端法兰面、孔的，在加工前需用至少两件的压板等对升高座进行压紧装夹，压板压紧也会导致升高座变形，圆度不合格。

升高座变形有时不是焊后即刻出现，而是在一段时间后待内应力慢慢释放后显现。

3. 升高座变形的处理措施

根据升高座变形原因的分析，采用以下方法对预防变形的升高座进行矫正：

（1）火焰矫正法首先测量升高座法兰盘圆度最大互差值，确认变形量及变形部位。根据法兰盘的变形情况，在升高座内径最小位置的内部用丝杠或千斤顶等工具支撑，将升高座撑圆并在此基础上再外撑一定尺寸（根据变形大小确定），然后利用焊枪对法兰盘外侧边缘部位进行局部的线状火焰加热（见图6），加热部位为圆度超差最大和最小部位的一定范围内，降温后去掉丝杠或千斤顶。尽量不采取三角形加热以免产生死弯变形，如需要采取三角形加热，温度不能过高、三角尺寸不能过大。

（2）敲击振动法对变形小一些的升高座可采取敲击振动的方法进行矫正。敲击振动法与火焰矫正法前期工作一样，即确认变形量及变形部位，在升高座内部利用丝杠或千斤顶外撑一定尺寸；然后利用大锤轻敲击法兰厚度方向，敲击部位为法兰盘变形最大、最小位置的一定范围内，通过敲击振动释放法兰内部应力，达到矫正变形的目的。敲击振动后不要立即去掉丝杠或千斤顶，待放置至少4h以后再去掉。