变压器油箱焊接质量关键问题研讨.doc

1、变压器油箱焊接质量关键问题研讨摘 要本文首先概述了变压器油箱及附件在焊接过程中的常见问题，然后提出了产生问题的原因，最后就焊接常见病、多发病的解决办法和控制措施进行了详细的分析。 关键词焊接；常见病；多发病；控制； 中图分类号：TM405 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）42-0040-01 一、前言 目前，变压器油箱焊接的步骤还比较复杂，因此，在变压器油箱焊接的每一个过程中都可能出现质量问题，分析变压器油箱焊接质量的关键性问题也是很有必要的。 二、变压器油箱焊接质量概述 随着用户对变压器油箱焊接质量、特别是对主变油箱无渗漏这一质量要求的提高，各变压器厂家对保证油箱的焊

2、接质量非常重视。因为油箱焊接质量的好坏，直接影响变压器安全运行。虽然各厂家对油箱焊接质量及其检验环节很重视，但有时经过泵压试漏后的油箱在厂家合格，而到了用户那里，又出现渗漏现象。产生这一现象的主要原因是，焊接中产生的残余应力在短期内无法消除，经过起吊运输等外力作用与焊接应力叠加，达到焊缝疲劳极限，出现焊缝裂纹。另外，变压器在运行一段时间以后，也会出现个别位置焊缝渗漏现象。这是由于应力腐蚀引起裂纹快速扩展，应力越大，腐蚀越快。变压器在运行中，受到振动带来的工作应力与残余应力叠加，导致裂纹扩展。变压器油箱是较复杂的焊接结构件，焊缝纵横交错，不可避免地会产生大面积的焊接应力和各种焊接缺陷，如气孔、裂

3、纹、焊瘤、夹渣、未焊透、咬边和弧坑缩孔等。 三、变压器油箱焊接常见关键问题 变压器产品生产过程中的焊接是非常重要的工序，尤其是焊接强度。对于需要吊用的焊接部件，它的焊接质量要求更为严格。另外对于变压器油箱等部件而言，其功用之一是储存变压器油，因而则要求焊缝致密不得有渗漏油现象出现。其次，焊接质量直接影响着变压器产品的外观质量，因而要求焊接的产品表面光滑、平整、美观。 然而，由于多种因素的影响，往往不能满足上述要求，致使焊接质量缺欠时时发生，现将已掌握的焊接过程出现的缺欠介绍如下。 1.焊缝尺寸超位 焊缝尺寸超过标准规定的要求，将出现焊缝过宽、细颈、过高、过低及过渡不平滑，角焊缝中焊脚高度不一致

4、等现象。产生此缺欠的主要原因是焊件坡口尺寸不对，焊接速度不正确，过快或过慢，操作技术不熟练。 2.咬边 所谓咬边是在焊缝边缘与基体金属交界处形成凹陷形状。产生此缺欠的原因是焊条倾角不合适，焊件位置摆放不当或焊接时电流过大。 3.焊瘤 是熔化的金属敷在未熔化的基体金属表面，形成焊瘤。产生此缺欠的主要原因是焊接时电流过大，金属熔敷不均匀；焊件位置摆放不正确。4.弧坑 弧坑是在焊缝收火处未填满，留下一个凹坑。产生此缺欠的原因是焊接电流过大，操作不当。弧坑用熄弧法收尾或用回焊一段法均可消除。5.烧穿 烧穿就是在基体金属上烧成空洞。防止烧穿必须作到焊接电流适当，不能过大，焊接速度要掌握正确，不宜过慢；装

5、配间除要符合规定，不宜过大。 6.焊漏 是熔化金属从焊缝反面漏出，其高度超过标准值。造成焊漏的主要原因是焊接时电流过大，同时装配间隙过大。了。气孔夹渣在焊接表面及焊缝内部形成圆形、椭圆形等状的及不规则的孔洞或夹渣。造成的原因较多，其主要是基体金属表面不清洁，填充材料不清洁或质量不合格。另外焊接速度过高，冷却速度太快，电弧过长；电流过小，焊条倾角不正确也可产生此缺欠。 7.未焊透 熔化金属和基体金属间或焊缝层间有局部的未熔合称为未焊透。未焊透的主要原因是焊接电流过小，焊接速度过快，焊条的倾角不正确，装配间隙和坡口加工角度不符合要求；焊件表面清理不好等。 四、产生问题的原因分析 1.箱沿焊后变形

6、电力变压器油箱箱沿与箱壁为 T 型长直焊线，近似于 T 形梁，焊缝位于焊件中性轴下侧，焊后产生上拱弯曲变形，但因焊件较长（长度大于 5000mm） ，在两侧焊线焊接后会因焊缝收缩使箱沿向内侧产生 510mm的收缩量，导致上下节箱沿把装不上。 2.隔磁钢拉板焊后变形 大容量变压器为避免过热，拉板通长采用 20Mn23Al 隔磁钢材料，20Mn23Al 属奥氏体组织，线膨胀系数大，低磁钢板材材料的组织特性就决定了这种钢材热变形较为严重，既拉板焊后极易产生变形。另外拉板的结构也导致了拉带钢板条产生弯曲变形。 3.钟罩式油箱上斜升高座焊后水平度不够 钟罩式油箱高压侧与 GIS 系统连接的斜升高座因与六

7、氟化硫套管连接，对升高座上法兰的水平度要求较高。而斜升高座的下法兰角度很难通过配制来保证，往往在焊接下法兰时产生变形，导致升高座水平度超差。 五、防止焊接常见病、多发病的工艺措施 （1）在焊接箱沿时，为防止箱沿焊后变形所采取的工艺措施首先将下节油箱箱沿卡装在平台上，在箱沿短轴方向沿长轴中心线放置一根支撑，根据箱沿的长度不同，将箱沿中心向外放大 1020mm，同时在长轴中心线两次依次放置 24 根支撑将箱沿顶住，然后使用 U 型卡子将箱沿紧固在平台上进行焊接，下节油箱焊接完毕后将上节油箱箱沿卡装在下节油箱箱沿上，使用 C 型卡子卡紧，然后对装上节箱壁，并在上下节把装紧固的状态下进行焊接，这样，利

8、用反变形方法，保证了箱沿向内侧收缩后仍旧可以保证内控尺寸，同时上下节箱沿把装在一起焊接箱壁能够很好的保证上下节箱沿结合面的配合间隙。 （2）在焊接隔磁钢拉板时，为防止焊后变形所采取的工艺措施 拉板两端部固定板焊接时，将 34 块拉板点固在一起，同时将拉带板间点固，防止在焊接过程中因拉带条过长过窄引弯曲变形，另外，一旦施焊过程中控制不好，造成弯曲变形，考虑到隔磁板的线膨胀系数较大，通过传统的火焰方法无法矫正，可通过使用压力机配合水火矫正的方法，使用压力机将拉带压平，使用火焰线状加热，拉带条受热膨胀后，在考点两侧 100150mm 附近使用冷水进行传导式冷却，让其在冷水作用下较为迅速的冷却，较少自

9、然冷却产生的收缩量，从而达到矫正的目的。（3）在焊接斜升高座上时，为防止升高座焊后变形所采取的工艺措施 首先将升高座上法兰焊接完成，下部斜法兰按照图纸要求角度对装后卡装在平台上，将下法兰留出一部分，其他部位焊好，然后将升高座把装在箱盖法兰上，通过预留豁口对升高座进行调整，直至调整水平，并将未焊接的部位点焊好，接着拆除升高座，将其卡装在平台上，卡装牢固，进行焊接，通过近几年的生产实践，证明此种方法可有效控制升高座焊后变形。 六、把握油箱焊接关键环节 1、选择合理的焊接方法 选择不同的焊接方法将产生不同的温度场，所形成的热变形也不同，如果只一味地追求生产率，采用埋弧焊焊接后会产生很大的焊接变形，矫

10、正困难；焊条电弧焊与气体保护焊相比，气体保护焊具有电弧热集中，焊接变形小的特点。其次结合本厂应用 CO2 气体保护焊多年的生产经验及工件的结构特点，选用 CO2 气体保护焊最为合适，是控制焊接变形重要的硬件保证。 2、焊前预热 油箱焊接中产生的主要应力是热应力，热应力是由于构件部分厚薄不同，冷却速度不同，塑性不均匀而产生的应力。焊前将焊件预热到150200左右，然后进行焊接，这样可减少焊件各部分温差，使各部分膨胀和收缩都比较均匀，对减少焊接应力极为有效。 七、结束语 综上所述，变压器油箱焊接一定要考虑到质量问题，只有这样才能够让变压器的焊接更加有品质，在焊接的过程中，要明确焊接的要点，按照焊接的详细流程展开焊接。 参考文献 1 耿久红.减少变压器油箱焊接应力J.科技创新导报，2014. 2 俞高波，黄仲远，吴庆国，楼致远.不同焊接工艺在电力变压器油箱制造中的应用J.焊接技术，2013.