一种塔架门框的焊接工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种塔架门框的焊接工艺，具体步骤包括：S1、卷制塔筒；S2、塔筒开孔；S3、门框孔开坡口；S4、定位门框；S5、点焊定位；S6、连接处预热；S7、选取焊丝；S8、内外坡口处焊接。本发明专利技术具有如下优点：通过在门框的外边缘设置第二锥体部，保证门框嵌入塔筒的水平精度以及定位嵌入尺寸，避免焊接应力横向集中，保证应力水平的减少以及应力平衡。

【技术实现步骤摘要】
一种塔架门框的焊接工艺
：本专利技术涉及风力发电塔架领域，具体地说是一种塔架门框的焊接工艺。
技术介绍
：海上风力发电塔架是风力发电的塔杆，在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动。风电塔筒的塔架主体有多个塔筒节段竖直焊接而成，并在塔筒上焊接固定门框，首先需要在塔筒上切割门框孔，再将门框垂直压入门框孔通过焊接对两者进行固定。而在塔架门框与塔筒的焊接过程中，存在如下技术问题：1、专利号201711470055.9塔筒段的制造方法、塔筒段、塔筒和风力发电机组中公开，在第一筒节和第二筒节上分别开设缺口，门框嵌入到由两缺口组成的开口中并通过焊接固定，分别开设缺口存在一定的尺寸偏差，门框孔的尺寸精度低，开口与门框之间的贴合度低，门框嵌入开口时，无法保证嵌入的水平精度以及无法定位嵌入的尺寸；2、门框与塔筒节段焊接时的应力是塔架门框焊接工艺中最为突出的问题，现有的门框在与塔筒焊接时，在塔筒的门框孔的内外侧分别开设坡口，如图3所示，焊接方向朝着坡口与门框之间的间隙倾斜，倾斜焊接角度无法精确控制，因此无法把控焊接质量，同时如图3所示，焊接应力横向集中在门框的外边缘以及塔筒的坡口处，使门框与门框孔之间的焊缝表面累积应力，出现焊接裂纹等焊接缺陷，为保证焊接牢固，坡口角度一般设置为45°，应力集中偏向门框，门框的应力水平高；3、门框与塔筒的门框孔之间焊接时，需要操作人员手持烘枪交替预热，预热温度达到100℃，从而相对减小焊接时的应力，如果预热温度达不到要求，导致焊接过程中门框与门框孔之间的焊缝内部和表面产生较大的残余应力，焊接后的焊缝表面产生焊接裂纹，给产品带来返修的困扰和使用中门框焊缝断裂的风险，而手持烘枪交替预热过程中存在边预热边冷却的现象，能源的利用率仅为20%左右，预热效率低，无法保证预热的均匀性以及预热效率，因此对后续焊接应力集中产生较大的影响。
技术实现思路
：本专利技术的目的是为了克服以上的不足，提供一种塔架门框的焊接工艺，通过在门框的外边缘设置第二锥体部，保证门框嵌入塔筒的水平精度以及定位嵌入尺寸，避免焊接应力横向集中，保证应力水平的减少以及应力平衡。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种塔架门框的焊接工艺，具体步骤包括：S1、卷制塔筒：将钢板放置在卷板机上进行卷制，形成第一塔筒节段与第二塔筒节段，第一塔筒节段的纵缝与第二塔筒节段的纵缝相错180°，将第一塔筒节段与第二塔筒节段组对后焊接环缝使第一塔筒节段与第二塔筒节段焊接成一体；S2、塔筒开孔：在塔筒的外壁上划线定位门框孔位置，使门框孔的横向中心线与第一塔筒节段、第二塔筒节段之间的环缝对应，同时门框孔的纵向中心线均与第一塔筒节段的纵缝、第二塔筒节段的纵缝相错90°，然后通过切割机进行开门框孔，对门框孔的内边缘进行去毛刺打磨处理；S3、门框孔开坡口：对门框孔内壁的内外两边缘位置分别开坡口，形成内坡口和外坡口，同侧的内坡口与外坡口对称设置形成第一锥体部，坡口钝边为2-3mm，打磨内坡口和外坡口，并清除内外坡口处的铁锈和油污；S4、定位门框：门框的外壁上一体锻造凸出有第二锥体部，第二锥体部的延伸方向与门框的侧端面平行，第一锥体部与第二锥体部呈轴对称设置，将门框垂直压入门框孔内，使门框孔上的第一锥体部与门框外壁上的第二锥体部对应，第一锥体部与第二锥体部之间形成V型焊道；S5、点焊定位：沿着门框与塔筒的连接处进行多点焊接，点焊的间距为200-300mm，使门框与塔筒初步定位固定；S6、连接处预热：采用特定的多喷头预热工装对门框与塔筒的连接处进行预热，预热温度为100℃-120℃，多喷头预热工装的多个喷头均匀分布在门框与塔筒连接处的外侧；S7、选取焊丝：选取实心焊丝，焊丝的屈服强度为355Mpa-400Mpa；S8、内外坡口处焊接：先对门框与塔筒两侧外坡口之间的V型焊道处进行焊接，以顺时针方向循环焊接5-6圈后，对门框与塔筒两侧内坡口之间的V型焊道进行焊接，以顺时针方向循环焊接10-12圈，再对门框与塔筒两侧外坡口之间的V型焊道焊接并以顺时针方向循环焊接5-6圈，焊接时焊枪垂直朝向V型焊道，焊接热输入为1.25-1.75KJ/mm，焊接电流为260-300A，焊接电压为30-34V，焊接速度为280-300mm/min。本专利技术的进一步改进在于：步骤S1中，卷制第一塔筒节段与第二塔筒节段的具体步骤为：A、检查钢板表面质量，并清理异物，对切割边缘的割渣进行清理；B、对钢板的纵缝处进行去坡口处理，并打磨纵缝对接坡口；C、钢板通过输送床输送至卷板机进行卷制，以卷板机的中辊配合输送床进行端部对齐，预弯钢板一端头部200-300mm的圆弧，并用样板检查大小口端部，合格后进行连续卷制，卷制过程中将剥落的氧化皮清理干净；D、将钢板的纵缝两侧各20-30mm范围内的油污和铁锈清理干净；调整纵缝对口的错边量和间隙，使钢板左右对口错边量≤1mm，厚度错边量≤1mm，组对间隙≤1mm，然后对钢板的纵缝对口处进行点焊，点焊长度为50mm，在纵缝的两端焊上引弧板，引弧板的厚度与塔筒节段的厚度一致，采用CO2气体保护焊进行封底焊，保证第一塔筒节段与第二塔筒节段从卷板机吊下时和封底焊接时接口处不开裂，在埋弧焊焊接工位完成纵缝的埋弧焊焊接；E、采用气刨切除将引弧板从塔筒节段的两端切除，采用三辊卷板机对塔筒节段进行校圆，校圆后对卷制过程中产生的表面损伤进行修、补、磨。本专利技术的进一步改进在于：步骤S3中，内坡口与外坡口的角度为35°。本专利技术的进一步改进在于：步骤S4中，门框的厚度为t，第二锥体部的中心线距门框置于塔筒内部的端面距离为t1，第二锥体部的中心线距门框置于塔筒外部的端面距离为t2，所述t1=1/3t，t2=2/3t。本专利技术的进一步改进在于：步骤S4中，第二锥体部的深度h为2mm。本专利技术的进一步改进在于：步骤S6中，特定的多喷头预热工装包括预热环以及置于预热环下端的多个移动支架，预热环上设有多个预热喷嘴，多个预热喷嘴绕着预热环的延伸方向分布，预热环与预热喷嘴内部相通，预热喷嘴为L形状结构，预热环上连通有一送气管，送气管上设有送气阀。本专利技术的进一步改进在于：预热喷嘴可调节角度地设置在预热环上。本专利技术的进一步改进在于：预热环上设有固定座，固定座的上端面设有球形凹口，球形凹口的底部具有与预热环相通的第一通孔，且预热喷嘴的下端具有球形体，球形体嵌于球形凹口内，球形体内具有第二通孔，且第二通孔与预热喷嘴、第一通孔、预热环相通，球形体的下端具有一缺口，且球形体的下端面为水平面；球形体的外侧壁与球形凹口的内壁紧贴设置，球形体的下端与球形凹口之间具有间隙。本专利技术的进一步改进在于：移动支架包括相互套合的上套筒与下套筒，上套筒竖直插入下套筒内并通过夹紧件调节固定移动支架的高度。本专利技术的进一步改进在于：上套筒与下套筒均为空心状结构，上套筒的两侧壁上具有多组依次竖向设置的第一连接孔组，每个第一连接孔组由两对应设置的第一连接孔组成，下套筒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塔架门框的焊接工艺，其特征在于，具体步骤包括：/nS1、卷制塔筒：将钢板放置在卷板机上进行卷制，形成第一塔筒节段（100）与第二塔筒节段（101），所述第一塔筒节段（100）的纵缝（102）与第二塔筒节段（101）的纵缝（102）相错180°，将第一塔筒节段（100）与第二塔筒节段（101）组对后焊接环缝使第一塔筒节段（100）与第二塔筒节段（101）焊接成一体；/nS2、塔筒开孔：在塔筒的外壁上划线定位门框孔（111）位置，使门框孔（111）的横向中心线（105）与第一塔筒节段（100）、第二塔筒节段（101）之间的环缝（103）对应，同时门框孔（111）的纵向中心线（106）均与第一塔筒节段（100）的纵缝（102）、第二塔筒节段（101）的纵缝（102）相错90°，然后通过切割机进行开门框孔（111），对门框孔（111）的内边缘进行去毛刺打磨处理；/nS3、门框孔开坡口：对门框孔（111）内壁的内外两边缘位置分别开坡口，形成内坡口（107）和外坡口（108），同侧的内坡口（107）与外坡口（108）对称设置形成第一锥体部（109），坡口钝边为2-3mm，打磨内坡口（107）和外坡口（108），并清除内外坡口（108）处的铁锈和油污；/nS4、定位门框：所述门框（104）的外壁上一体锻造凸出有第二锥体部（110），所述第二锥体部（110）的延伸方向与门框（104）的侧端面平行，所述第一锥体部（109）与第二锥体部（110）呈轴对称设置，将门框（104）垂直压入门框孔（111）内，使门框孔（111）上的第一锥体部（109）与门框（104）外壁上的第二锥体部（110）对应，所述第一锥体部（109）与第二锥体部（110）之间形成V型焊道（112）；/nS5、点焊定位：沿着门框（104）与塔筒的连接处进行多点焊接，点焊的间距为200-300mm，使门框（104）与塔筒初步定位固定；/nS6、连接处预热：采用特定的多喷头预热工装对门框（104）与塔筒的连接处进行预热，预热温度为100℃-120℃，所述多喷头预热工装的多个喷头均匀分布在门框（104）与塔筒连接处的外侧；/nS7、选取焊丝：选取实心焊丝，焊丝的屈服强度为355Mpa-400Mpa；/nS8、内外坡口处焊接：先对门框（104）与塔筒两侧外坡口（108）之间的V型焊道（112）处进行焊接，以顺时针方向循环焊接5-6圈后，对门框（104）与塔筒两侧内坡口（107）之间的V型焊道（112）进行焊接，以顺时针方向循环焊接10-12圈，再对门框（104）与塔筒两侧外坡口（108）之间的V型焊道（11）焊接并以顺时针方向循环焊接5-6圈，焊接时焊枪垂直朝向V型焊道（112），焊接热输入为1.25-1.75KJ/mm，焊接电流为260-300A，焊接电压为30-34V，焊接速度为280-300mm/min。/n...

【技术特征摘要】
1.一种塔架门框的焊接工艺，其特征在于，具体步骤包括：
S1、卷制塔筒：将钢板放置在卷板机上进行卷制，形成第一塔筒节段（100）与第二塔筒节段（101），所述第一塔筒节段（100）的纵缝（102）与第二塔筒节段（101）的纵缝（102）相错180°，将第一塔筒节段（100）与第二塔筒节段（101）组对后焊接环缝使第一塔筒节段（100）与第二塔筒节段（101）焊接成一体；
S2、塔筒开孔：在塔筒的外壁上划线定位门框孔（111）位置，使门框孔（111）的横向中心线（105）与第一塔筒节段（100）、第二塔筒节段（101）之间的环缝（103）对应，同时门框孔（111）的纵向中心线（106）均与第一塔筒节段（100）的纵缝（102）、第二塔筒节段（101）的纵缝（102）相错90°，然后通过切割机进行开门框孔（111），对门框孔（111）的内边缘进行去毛刺打磨处理；
S3、门框孔开坡口：对门框孔（111）内壁的内外两边缘位置分别开坡口，形成内坡口（107）和外坡口（108），同侧的内坡口（107）与外坡口（108）对称设置形成第一锥体部（109），坡口钝边为2-3mm，打磨内坡口（107）和外坡口（108），并清除内外坡口（108）处的铁锈和油污；
S4、定位门框：所述门框（104）的外壁上一体锻造凸出有第二锥体部（110），所述第二锥体部（110）的延伸方向与门框（104）的侧端面平行，所述第一锥体部（109）与第二锥体部（110）呈轴对称设置，将门框（104）垂直压入门框孔（111）内，使门框孔（111）上的第一锥体部（109）与门框（104）外壁上的第二锥体部（110）对应，所述第一锥体部（109）与第二锥体部（110）之间形成V型焊道（112）；
S5、点焊定位：沿着门框（104）与塔筒的连接处进行多点焊接，点焊的间距为200-300mm，使门框（104）与塔筒初步定位固定；
S6、连接处预热：采用特定的多喷头预热工装对门框（104）与塔筒的连接处进行预热，预热温度为100℃-120℃，所述多喷头预热工装的多个喷头均匀分布在门框（104）与塔筒连接处的外侧；
S7、选取焊丝：选取实心焊丝，焊丝的屈服强度为355Mpa-400Mpa；
S8、内外坡口处焊接：先对门框（104）与塔筒两侧外坡口（108）之间的V型焊道（112）处进行焊接，以顺时针方向循环焊接5-6圈后，对门框（104）与塔筒两侧内坡口（107）之间的V型焊道（112）进行焊接，以顺时针方向循环焊接10-12圈，再对门框（104）与塔筒两侧外坡口（108）之间的V型焊道（11）焊接并以顺时针方向循环焊接5-6圈，焊接时焊枪垂直朝向V型焊道（112），焊接热输入为1.25-1.75KJ/mm，焊接电流为260-300A，焊接电压为30-34V，焊接速度为280-300mm/min。


2.根据权利要求1所述一种A-门框的焊接工艺，其特征在于，所述步骤S1中，卷制第一塔筒节段与第二塔筒节段的具体步骤为：
A、检查钢板表面质量，并清理异物，对切割边缘的割渣进行清理；
B、对钢板的纵缝处进行去坡口处理，并打磨纵缝对接坡口；
C、钢板通过输送床输送至卷板机进行卷制，以卷板机的中辊配合输送床进行端部对齐，预弯钢板一端头部200-300mm的圆弧，并用样板检查大小口端部，合格后进行连续卷制，卷制过程中将剥落的氧化皮清理干净；
D、将钢板的纵缝两侧各20-30mm范围内的油污和铁锈清...

【专利技术属性】
技术研发人员：那雪东，
申请(专利权)人：南通泰胜蓝岛海洋工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32