[00813538]三峡压力钢管及蜗壳全位置自动化焊接技术

“三峡压力钢管及蜗壳全位置自动化焊接技术”1998年4月国家电力公司正式批准立项。经过两年的攻关，完成了全部研究内容，成果已成功应用于三峡工程压力钢管的焊接中。该项目针对三峡这一举世瞩目的跨世纪宏伟工程，在压力钢管的焊接中，研究并采用先进的全位置自动焊接技术。该项目的预期目标是实现三峡压力钢管自动焊，一方面研制出适合中国国情的水电站压力钢管自动焊设备，实现自动焊接设备国产化，另一方面探索出一套适合三峡大机组、高参数引水钢管对焊接质量高标准、严要求的切实可行的自动焊接工艺技术方案。1、主要研究内容和技术关键：1)选择并确定水电站压力钢管全位置焊的最优方案；2)全位置大直径压力钢管焊接机头、爬行机构的设计与制造；3)焊接不同焊缝坡口的适应性；4)焊接的自动跟踪方法；5)全位置焊接成型的控制及焊接工艺参数的选定；6)三峡压力钢管全位置焊辅助设施配套机具(其中包括轨道等)的研制。2、取得的主要成果和推广应用情况：1)研制出了适合水电站压力钢管及水轮机蜗壳全位置自动焊爬行轨道、机头及自动操作控制样机；2)研制出了能进行各种位置焊接、各种摆动方式，并能进行摆幅自适应坡口宽度和自动跟踪焊缝的自动调节装置(优于进口焊机)；3)对进口和国产样机进行一系列的各种位置的焊接性能试验、工艺评定，并进行压力钢管各种位置焊接的工艺试验和评定；4)利用全位置焊机在湖北兴山县古洞口水电站压力钢管上进行了全位置焊接实践的应用，已在两条φ5m直径环缝一次焊接成功，外型美观，内部探伤一次合格率达98％；5)采用实芯和药芯焊丝(包括国产和进口)、气保护或自保护，进行了全位置焊的各种焊接工艺性能试验，进行焊接工艺评定，各项试验和检验结果合格；6)进行了厚板单面焊双面成型和陶瓷衬垫单面焊或双面焊接工艺试验研究，焊缝外型美观，无未焊透或背面凹陷、焊瘤及气孔等缺陷；7)600MPa高强钢进行实芯或药芯焊丝的对比试验，从日本进口药芯焊丝(CO<,2>100％气体保护、用大线能焊接的DW-60Dφ1.2mm焊丝)，并通过试验和评定，已有成熟的工艺；8)该全位置焊机对实芯气保护或药芯气保护焊接更适合中国的国情。如果进行自保护药芯焊接，由于飞溅大、烟雾大，仰焊成型难以控制，焊丝价格昂贵，且国内尚无生产厂家；9)该全位置焊机效率可高于手工焊3～5倍，焊接质量可靠，外观、内部质量好，适合水电站压力钢管纵缝和制造厂环缝的焊接或现场水平段管节的焊接；10)该项目的研究成果已在葛洲坝集团公司承担的三峡压力钢管工程11～14号机压力钢管制安工程中成功推广应用。二○○一年九月十七日，该项目在湖北宜昌通过了由国家电力公司主持的验收。专家们在进行了质询、现场实地考察后，一致认为：1、研制的全位置自动焊机能适应中厚板材、大直径钢管全位置自动焊接。该机设计合理，性能稳定，其机械、电气控制、焊接小车、柔性轨道、自动摆幅及坡口自动跟踪等技术在国内领先，达到了国外同类产品的水平；2、焊接试验中，进行了大量焊接对比试验，并按一般压力钢管与蜗壳的坡口型式在16MnR及高强钢的母材上做了焊接工艺评定试验，取得了令人满意的效果；3、在实验室焊接成功的基础上，先后在湖北兴山古洞口电站5m直径钢管安装环缝上采用了全位置自动焊接；在三峡12.4m直径钢管纵缝立焊上采用了自动焊接。焊缝外观整齐美观，熔敷效率高，焊缝一次合格率高。该项目的完成，体现了中国自动化焊接的先进技术水平，达到了合同规定的要求，同意通过验收。