基于输电铁塔的组焊件制造工艺分析

基于输电铁塔的组焊件制造工艺分析

朱觉辉

（广西送变电建设公司）

摘要：随着高电压等级输电铁塔的结构越来越复杂，一些组焊件制造工艺在进行焊件焊接时得到了大量的运用，给铁塔的生产工艺带来了新的要求和挑战。本文对输电铁塔的组焊件制造工艺进行了全面的分析和研究。

关键词：输电铁塔；组装焊接制造工艺；探讨

南方电网与国家电网是我国电网的重要组成部分，这两个重要电网在近年来开始大量使用特高压、大容量及800千伏直流输电的先进现代技术。[1]我国的输电铁塔的结构呈现出十分复杂的特点，尤其是在2008年我国的南方地区经历了五十年一遇的特大冰雪灾害后，我国电网开始高度重视输电铁塔中对自然灾害的抗御能力。我国目前正在努力建设生态文明国家，为了深刻贯彻落实可持续发展战略以及科学发展观，最大程度地节省有限的土地资源，避免森林砍伐情况的加剧，一些跨越式高塔与紧凑型输电铁塔的设计开始在我国的电网线路中得到了大范围的使用。双主材结构塔形的输电铁塔逐渐增多，一些全螺栓结构的输电铁塔中有大量的组装焊接件开始出现，这给输电铁塔的设计、制造、运输、安装等工作增加了越来越高的难度。在这种情况下，那些传统的铁塔生产方式已经无法适应大容量高电压输电铁塔生产的要求，而为了使输电铁塔的质量能够得到足够的保证，适时制定并实施组装焊接工艺就具有强烈的现实作用，同时也是满足实际需求的必要手段。这样一来，许多的铁塔制造厂都加大了人力、物力、财力投入到输电铁塔的组焊件工作中，使输电铁塔的组焊件问题得到了有效解决，进而就能够显著提高铁塔制造厂的生产水平与生产质量。

一、焊接前的下料与组装工作

影响焊件质量最关键的因素就是焊接工件的装配质量好坏。所谓下料工作，就是指先将焊接的原材料进行放样、号料，再采用火焰切割或者机械剪切的方式进行下料。[2]在下料工作中，最经常出现的有两个问题，其一是下料尺寸出现偏差，其二是变形问题。不参与组焊接的铁塔材料的零部件边宽只要满足国家标准±2mm就可以了。一旦组焊件连接了角钢，并且焊接边缘+2mm，那么就会致使一系列问题产生。首先焊件焊缝不存在间隙，就根本不可能实现二级焊缝以上的要求。若焊缝边缘的尺寸﹣2mm，那么在组装焊件的时候就必须要留下大约为2mm的间隙才行，这样才能够满足焊件安装的基本要求。但是在实际的组装时，这会给焊件组装工序带来很多比较麻烦的问题，其中最大的问题就是焊件焊缝既要留下合适的间隙，同时又必须要做到焊件组装十分牢固，这样才能够焊接下一道工序。输电铁塔的焊件焊缝边缘的下料要严格结合组装工件的连接方式来进行，下料工作在原则上最好不要出现正负偏差。由具有丰富的实践经验的技术工作人员来进行组装工序中的制作标准模具的工作。在焊件的时候，要严格根据安装图的实际要求来对焊缝间隙实现灵活的调整。对于一些特大型的组焊件的模具，在必要的时候可以使用加工包铁的方式来对准线进行适当调整。铁塔组焊件要连接有开合角的部件时，一定要提前对组装模具进行开合角处理。[3]一般来说，组焊件模具的安装尺寸可以适当加大1mm用来对焊缝间隙进行调整。材料不能够出现弯曲的现象，一旦出现变形的问题，必须要马上予以校正。保证焊件组装的各类工件能够达到相应的技术指标和要求，要将坡口的尺寸与形状严格控制在允许的范围之内。输电铁塔的组装件若不平直，必须立即进行校正，一般来说校正的方法有三种，火焰加热法、手工方法、专用调直机。另外值得注意的一点是，在输电铁塔的大部分焊接件中，由于其形状复杂怪异，所以不能利用机械来进行校正。综上所述可以得知，在输电铁塔的组焊工作中，难点和重点都是要保证工件在焊接后不会产生变形。

二、制定出合理的针对输电铁塔焊接件的焊接变形问题的工艺及措施

（一）焊前准备工作

在焊接工件之前，必须要对焊件焊缝的要求进行全面的了解，在了解的基础上再做到对要求的合理设计，严格按照焊缝要求开展工序，保证所使用的焊接方式与焊接程序准确合适。[4]其次要认真检查下料的尺寸是否能够满足焊接的实际要求，焊件的平直度不能够超过标准度，一些装配间隙和焊接坡口不符合要求的装配工件不能够进行焊接。同时还要严厉禁止将焊条或者其他金属物填充到焊缝中去。

（二）选择合适的焊接线能量

这一点主要就是最大程度地在焊件中减少热量的输入，在焊接时保证均匀的焊接速度，使焊件的变形程度降到最小。

（三）采取正确合理的焊接顺序

使用非对称的焊接顺序，首先对焊缝较小的一侧进行焊接，再焊接焊缝较多的一侧。只有这样才能够让焊缝多的一侧所引起的变形将焊缝少的一侧造成的变形抵消掉，从而使焊件总体的变形度减小。[5]

（四）在焊件局部增加刚性

将临时支撑加固的方式用在焊件焊接的十字形连扳中，这能够有效防止角变形和弯曲变形。

（五）固定焊件刚性

为了使焊件不会因为变形而移动，一般采取卡具或者胎模的强制固定方式。

（六）焊件焊接反变形组装

依照焊接中变形发生的客观规律，在焊接时采取人工作用方式使焊件产生一些变形，人工所造成的变形其方向要与焊接自动变形的方向相反，这样就可以有效抵消焊接的变形量。这种方法目前得到了不断的实践运用，逐渐发展成为了最常用的反变形方法之一。

三、关于二氧化碳气体对焊件进行保护作用的相关参数以及输电铁塔焊件的焊接

焊件厚度为3—8mm时，焊接电流为90—210A；焊件厚度在10—16mm时，焊接电流为210—230A；焊件厚度大于16mm时，焊接电流为230—260A。焊接电压一般在18—28V的范围之中。焊接速度为200mm/min—250mm/min。气体的流量为15—25L/min。二氧化碳气体的混合气压力大于1MPa。[6]

铁塔的焊件在经过焊接成形后，使用螺栓进行连接组装。输电铁塔的组焊件多数都是采取非对称的焊接方式，常见的有十字形对接焊缝方式与T形对接方式。

四、输电铁塔焊件焊接的质检与验收工作

在焊件焊接过程中的质量控制基础上，完成焊接过程的质检工作，主要是对焊接工艺、焊接焊缝处理、焊接坡口以及焊接返修等方面进行质量的检验，其中最为重要的是焊接工艺与及参数的质量控制。此外，还要按照焊接规程、样图以及技术文件等对焊接件的质量进行严格的检查。

结语

保证输电铁塔的组焊件的强度与精度能够满足要求，是我国在输电铁塔制造中面临的急需解决的问题。[7]通过对输电铁塔的组焊件制造工艺的分析，了解了一系列关于组焊件制造工艺的特点、优势以及解决具体问题的有效措施，从而能够更好的不断发展和完善组焊件制造工艺，推动输电铁塔制造的进程，提高制造铁塔的质量与水平。

参考文献

[1]刘玮婧,龚正洪,郑伟伟.高新技术在输电线路铁塔中的集成与应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2012,01:230.

[2]牟新.浅析电渣焊工艺在铁塔十字板生产中的应用[J].机电信息,2012,36:121-122.

[3]梁秀冬.提高超高压输电铁塔新塔试制合格率的途径[J].企业科技与发展,2008,02:83-84+87.

[4]彭进钦.浅谈钢管结构塔的制造工艺及控制[J].建材与装饰(下旬刊),2008,01:171-172.

[5]郑卫亚.输电铁塔制造中角钢切角工艺的标准化与规范化[J].水利电力机械,1991,01:39-40.

[6]韩玉,秦大燕,冯智.提升式摇臂安装钢管混凝土塔架施工新技术[J].公路,2013,05:10-15.

[7]曲趵.特高压钢管塔自动焊焊接工艺及常见问题分析[J].热加工工艺,2013,15:176-177+179.