有关风电塔筒法兰焊接措施的分析
风电塔筒内部结构2000KW塔筒顶法兰平面度加工方法探讨
风电塔筒内部结构2000KW塔筒顶法兰平面度加工方法探讨摘要：针对大唐三门峡清源风电场许继单机2000KW/8On风电塔筒顶法兰装焊后平面度要求较高、难于保证这一生产难题，作者分别采用二种不同的加工方法认真进行对比、分析，并设计出的专用定位工装。
最终采用顶部法兰与相邻三节筒节装配焊接后，用专用定位工装，在数控落地铣镗床上焊后加工顶法兰端面，再将加工过的组件与塔架上段塔筒其余各段总装，较好地解决了这一制约生产的技术难题。
关键词：顶法兰；平面度；焊接变形：TG113.26+3：A1 问题的提出1.1 前言由于风电塔筒上段顶部法兰总装时与风机机舱推力轴承相连接，所以对其装焊形位公差控制要求相当严格。
我公司承制的许继2000KW/80n风电塔筒顶部法兰总装后图纸要求法兰平面度不大于0.35mm表面光洁度为5级。
远高于东汽风电塔筒对法兰焊后平面度0.6mm的要求。
1.2 保证顶部法兰要求平面度0.6m m以内的上段塔筒传统的加工工艺为保证风电塔架上段塔筒顶部法兰的焊后平面度，对于顶部法兰要求平面度0.6mm以内的上段塔筒，我们通常采用如下的加工工艺。
我们在塔架上段塔筒上、下法兰整体辗制成型后机加工时预留适当的法兰内倾反变形量。
塔架上段塔筒厂内装焊时，采用先将上、下法兰与与之相邻的筒节在平台上竖装，将焊缝间隙调整均匀，点焊定位加固成组件；再将上段其余筒节按排板图也装配成组件，定位加固；最后将二法兰组件与筒节组件总装。
检验合格后，制定严密、科学的焊接方法、焊接规范及合理的焊接顺序，然后认真施焊，从而尽可能地减小焊接变形。
如果采用我们传统的加工方法，将难以保证许继塔筒顶部法兰焊后平面度要求，生产将不能正常进行，进而影响产品的正常交货周期。
2 改进方法探讨图1 上段组成示意图顶部法兰机加工时在法兰端面予留5mm厚度余量作为焊后加工余量。
结合我公司设备现状，我们制订了二种加工方案：2.1 方案一顶部法兰与筒节T1 装焊后，用6.5m 立车加工法兰端面。
基于风电塔筒法兰焊接措施的分析
基于风电塔筒法兰焊接措施的分析摘要：随着能源问题和环境问题越来越突出，风能资源越来越重要，成为环保的可再生能源。
现在，风电工业发展迅速，风力发电机组单机规划能力不断进步，塔架高度日益增加。
风电塔筒因为其结构紧凑，安全可靠，易于维护等长处。
以风力发电塔筒法兰为例，研讨了风力发电机塔式法兰的焊接工艺，提出了法兰焊接中的问题，提出改善的办法，从而提高焊接的质量。
关键词：能源；风力发电；焊接风电塔筒是风力发电的塔杆，在风力发电机组中发挥着重要的支撑作用，并对机组震动进行吸收。
风能向电能的科学化转化，能够为城市社会群体的生产生活提供便利，减少环境污染，降低煤矿使用量，实现城市能源结构的优化，与社会可持续发展需求保持高度一致。
风电塔筒是比较常见的一种塔架，具有良好的使用价值，结构稳固，外观简洁且便于维护。
法兰焊接是风电塔筒制造过程中重要环节，因此加强法兰焊接质量控制的研究分析，在保证风电塔筒稳定运行方面具有重要的现实意义。
1.塔筒法兰焊接工艺研究1.1风电法兰技术特征法兰用材是一种锅炉压力容器钢，碳、硫、磷等合金含量控制更为严格，韧性好，采用低合金，高强度钢Q345E/S355NL，工作环境温度接近-40℃，承受风力可达12级，对热处理的要求为正火，正火工艺通过细化晶粒，均匀组织，改善组织缺陷，提高锻件法兰的综合力学性能。
正火程度对组织影响较大，合适的温度使得晶粒细化，从而得到良好的性能。
温度过低，作用不大，温度过高，晶粒粗大，极易形成魏氏组织，使性能下降。
对锻件法兰改进前后的正火工艺进行了力学性能试验及组织观察，结果表明，采用适当的正火工艺可以获得综合力学性能较好的法兰。
风能资源受地形的影响较大，世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带。
1.2改进塔筒法兰焊接工艺首先，选择内侧位置作为管节和法兰的坡口区域，科学选择接头参数，合理安排焊接顺序，保证塔筒法兰焊接工作的有序开展。
顺利将管节和法兰进行焊接，结束作业之后，可视具体情况开展火焰整形，促进塔架生产速度提高的同时，保证塔筒法兰焊接的角变形情况与设计规范相符，提升焊接质量。
风电塔筒法兰平面度与焊缝质量控制的研究
风电塔筒法兰平面度与焊缝质量控制的研究风电塔架是风力发电机的一个关键支撑部位，塔架有衍架式与圆锥筒体式。
目前最多的就是后面一种，就是由数段锥形筒体，依靠法兰连接成一个高度60米到90米之间的锥形圆筒状结构。
每段的筒体又是由不同厚度的钢板，卷制成筒节，通过焊缝对接组成。
由于塔筒是几段筒体通过焊接的法兰无缝结合的。
且风电塔筒所承受的主要作用力有：风力作用在叶片上的推力、扭矩、弯矩，舵机的压力、弯矩，内部电机的振动摆力，以及自身的重力。
这些力通过焊缝与法兰上的高压连接螺栓承受传递。
如果法兰平面度差，高强度的螺栓就无法拧紧。
这就不单是质量问题也会带来安全隐患。
这说明如何控制法兰平面度是风电塔筒制作重点要解决的。
1、法兰平面的质量要求在制作风电塔筒中，法兰的平面度要求对不同位置的法兰它是不同的。
根据设计的图纸，每段塔筒焊接后，法兰平面度的值要小于等于2mm。
但是对于上段的与风机舵机座相连的顶法兰面它的平面度值要小于等于0.35mm。
而且对于所有的焊后的法兰不允许有外翻现象的出现，只允许内倾值在0~1.5mm。
2、法兰焊后变形的原因分析风电塔筒是由每块钢板卷筒，组对焊接而成。
每个筒节就类似一个圆台，它是由开好坡口后的钢板卷制而成。
塔筒就是通过内外环焊接，从大圆台到小圆台这样焊接而成。
每段开头结尾与法兰焊接，分为内环焊接与外环焊接。
当焊接内环时，热变形就产生法兰内环往下的拉力，这样就产生内倾现象（本身采购的法兰有一定内倾）。
焊接外环时同样的原理就会把法兰外环往下拉出现外翻情况。
因此内环焊与外环焊的焊道数与顺序影响到法兰的外翻与内倾及其大小。
筒节与法兰对接端面不平整，气刨焊焊缝不平齐，法兰焊接过程中就会有“波浪变形”，造成焊后法兰平面度差。
3、控制法兰变形的方法3.1法兰焊接顺序焊缝的焊接坡口是V型的，要防止法兰焊后内侧外翻，就需要有合理的焊接顺序。
即内外焊缝交替进行，首先内环焊焊2道，然后外部用二氧化碳气刨焊清根，，再埋弧焊焊接外部完毕，最后再焊接内部环焊。
风电塔筒法兰焊接方法研究
工 业 技 术２０１４年０３（上）ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬ ＰＩＯＮＥＥＲＳ92科技创业家 ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬ ＰＩＯＮＥＥＲＳ引言在社会经济高速发展的背景下，能源紧缺问题与生态环境问题日益突出，开发清洁可再生能源成为了时代发展的现实要求。
风能资源清洁、可再生，进行风力发电，可以有效保护环境，且经济效益较好，基础建设周期较短，投资较低，占地面积较少，且风力发电技术较为成熟，自动控制水平较高，风力发电产业未来发展前景十分广阔。
并网型风力发电机组一般设计使用寿命为２０年，塔架高度设计在４０ｍ以上，而塔架顶部机舱其重量则达几十吨。
随着风力发电机组单台设计容量增加，其塔架高度也越来越高，为保障风力发电安全性，对塔架设计与制作提出了更高要求。
管塔式塔架结构紧凑，安全可靠性较好，便于维护，在应用中较为广泛。
本文以管塔式塔架为例，对风电塔筒法兰焊接工艺进行研究。
1 工程概况我公司承接了３３套１．５ＭＷ风电塔架制造任务，塔架设计为锥形管塔式结构，按照设计，风电塔架塔筒高度为６２．８ｍ，共有三段组成，塔架段与段之间通过法兰进行连接，塔架外形结构如（图１）所示：该塔筒为圆锥形塔筒结构，塔筒底部直径最大为４．２ｍ，顶部直径最小值为２．５８３ｍ，筒体板厚最大为３４ｍｍ，最小为１０ｍｍ，整体结构重量为９３．１ｔ。
塔筒筒体采取的是Ｑ３４５Ｃ，法兰材质为Ｑ３４５Ｅ－Ｚ２５。
在进行塔筒生产中，如何控制法兰与筒体焊接后角变形是个重要问题。
按照制造要求，法兰与筒体焊接后角变形要求如（图２）所示：风电塔筒法兰与筒体焊接后角变形要求具体为：在完成筒体与法兰焊接后，下法兰角变形内倾应控制在０－２ｍｍ范围内，中法兰角变形内倾应控制在０－１ｍｍ范围内，上法兰角变形内倾应控制在０－０．８ｍｍ范围内。
在焊接作业中，能否实现法兰与筒体焊接作业后其角变形在允许范围内直接影响着风电塔筒生产质量与生产进度，属于十分关键的技术问题。
2 风电塔筒法兰焊接工艺在风电塔筒焊接作业中，为保证筒体与法兰焊接作业能够满足角变形要求，并且加快筒体组装速度，决定采取将单个法兰与筒体对接点焊之后进行焊接组成一体的方式。
浅谈风力发电塔筒法兰平面度控制工艺
浅谈风力发电塔筒法兰平面度控制工艺摘要：风力发电塔架是风力发电机的一个关键支撑部件，它是由数段圆锥筒体依靠连接法兰组成一个锥形圆筒状结构。
由于每段塔架是由滚制筒体和连接法兰焊接而成，如何控制塔架两端连接法兰焊接后的平面度是塔架制作的关键。
本文分析了风力发电塔筒法兰平面度控制工艺。
关键词：风力发电塔筒；法兰平面度；控制工艺；塔筒作为风力发电机组的重要设备之一，其制作精度要求比较严格。
制造厂家在生产时认为其制造技术较为简单，未能引起足够的重视。
一、概述风能作为一种不产生任何污染的可再生能源，在自然界蕴量巨大。
开发风能占地少，投资期短，近年来在世界各地得到了迅猛发展。
塔架是风力发电机组的主要支撑部件，承受载荷包括风载荷、机组自重及由机组重心偏移引起的偏心力矩等。
其结构多为圆锥台形的钢制焊接圆筒，高度一般在50~100m之间，底部直径3~5米，顶部直径2~3米，筒体板厚不等,多在10~40mm变化，材质均为Q345级，多建在偏远风多的丘陵及沿海地带。
受运输和吊装的限制通常分段制作，段与段之间通过法兰采用高强螺栓连接。
由于塔架受力复杂，法兰的平面度直接影响法兰的结合程度和预紧状态，良好的结合才能更好的传递上部的力到基础，因而对法兰的平面度作出比较严格的要求。
二、风力发电塔筒法兰平面度控制工艺1.在下料过程中控制塔筒节扇形钢板的弦长、弦高、对角线偏差。
全部料坯下料前应对外形尺寸进行检查，完全合格后，进行批量下料。
每段塔筒中间节应预留焊接收缩余量，一般预留2-3毫米，与法兰连接的筒节在钢板下料时应预留修正余量，一般预留5-10毫米。
筒节卷制、组对、焊接过程控制其圆度。
一是在筒节卷制过程中，按照滚压线进行卷制，在这个过程中要注意对板面及卷板机上下辊进行清理，以防氧化铁等杂物对板材造成压伤；对接完成后，要用角缘磨光机对焊道及坡口两侧30mm内进行打磨处理，要求去除铁锈及氧化皮，露出金属光泽，然后实施打底焊，焊缝应均匀、规整，焊后对焊接飞溅等及时进行清理。
风电塔筒法兰焊接方法探究
风电塔筒法兰焊接方法探究摘要：作为风力发电重要的基础设施，塔筒在实际的应用中发挥着至关重要的作用，对相关生产活动的持续进行带来了可靠的保障作用。
运用法兰焊接工艺完成相关的焊接操作时，由于不确定因素的存在，很容易造成风电筒法兰变形现象的出现，影响塔架组装的效果。
因此，为了增强风电塔筒的焊接质量，减少法兰变形造成的影响，需要对相关的措施进行深入地分析。
关键词：风电塔筒；法兰焊接措施；法兰变形；焊接质量；发电机1.风电塔筒制造工程中法兰焊接的相关操作方式为了完成塔筒组装的任务，需要对法兰及筒体进行必要的焊接操作。
由于风电塔筒焊接过程中主要采用焊接工艺，焊接操作中可能会出现法兰变形问题，需要技术人员对于相关的行业参考标准有着深入地了解，增强焊接技术的适用性。
塔筒法兰焊接操作的过程中，技术人员主要遵循的原则是由零到整，增强不同结构部件之间的粘结性。
由零到整的顺序主要是指先将塔筒简单的法兰结构及对应塔架上的焊接流程完成，然后再进行复杂的内部结构焊接。
这样的焊接顺序不仅增强了焊缝质量，也减少了相关资源的消耗量，增强了法兰焊接技术的适用性。
常用的法兰焊接工序主要包括：（1）确定具体的焊接位置，对塔筒内部的部分先进行焊接，进而对塔筒外部结构进行清根处理，留下一定的坡口。
一般情况下，这种坡口是V型坡口，使用火焰切割进行坡口的制作；（2）当完成塔筒内部结构的焊接后，需要对塔筒外部结构进行合理地焊接。
相对而言，塔筒法兰焊接工艺外部的焊接对于塔架的安全性能要求较多，主要是因为整个结构的体积较大，塔架的抗压能力必须保持在合理的范围内，可以承担超重的结构负荷。
同时，焊接缝的质量应该符合设计方案的具体要求，主要是指它的强度和韧性方面；（3）当所有的焊接工序完成后，需要对有关基础焊接工序相关的消氢工序温度进行有效地控制，最大的温度不应超过350摄氏度，平均温度控制在280摄氏度左右。
同时，为了确保相关技术实际使用的作用效果，消氢的时间也需要保持在合理的范围内：大约为120分钟左右。
风电塔筒焊接技术浅谈
风电塔筒焊接技术浅谈一、概述望云山风电塔筒是圆锥筒式焊接结构件，风力发电机组选用XE105机型。
其风机塔筒地面四段总高度为77.5米，整体由顶、中一段、中二段、底段、基础段及配套的附件组成。
五段之间采用新型的反向平衡法兰联接，基础采用预应力锚栓组合件。
每段由顶、底反向平衡法兰及多节管节组成，塔筒管节和反向平衡法兰材料为Q345E。
外径由底部φ4400mm渐变到顶部φ2686mm。
二、焊接工艺（一）焊材及焊接参数产品正式焊接前按JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》进行焊接工艺评，塔筒的焊接准备采用埋弧焊、气保焊、手工焊，焊材分别选用：H08MA （HJ431）、ER50-6、J507。
具体焊接规范如下：1）Φ1.2焊丝：110A-220A，20V-30V；2）Φ4.0焊丝：300A-600A，30V-40V3）Φ4.0焊条：110A-180A，20V-30V；（二）焊接技术1、筒体纵缝焊接筒体纵缝焊接前装好引熄弧板，并应仔细检查坡口直线度、平面度、坡口角度和清洁度，要求单节筒体直线度小于2MM，平面度小于2MM，检查合格后采用埋弧自动焊接焊，首先采用气体保护焊焊接背缝，然后用自动埋弧焊焊接主缝，完成后背缝清根焊接。
筒体纵缝焊接完成后进行回圆矫正。
2、筒节与法兰环缝焊接要求先焊内坡口，外部坡口清根后再焊外坡口。
焊接方法与相关要求筒节纵缝焊接基本相同。
法兰与筒体的焊接必须在筒节环缝组焊前进行，焊接时必须将法兰预热到100℃。
所有法兰要求按下图将相邻两法兰组合，法兰间用工艺螺栓把紧，法兰内圆采用米字型支撑使法兰椭圆度满足本技术协议要求。
在焊接过程中，要随时检查螺栓的紧固情况，如有松动应把紧后再施焊。
对于顶部法兰，单台无法进行相邻两法兰组对，但必须按上图要求增加米字型拉筋两处，一处位于法兰内圆，另一处位于顶部筒节内圆，要求将法兰和筒节的椭圆度尽量减小，筒节椭圆度小于3MM，法兰椭圆度小于2MM。
风电发电塔架T型法兰焊接内倾度控制
风电发电塔架 T型法兰焊接内倾度控制摘要：本文通过国家电投广西灵山大怀山二期风电场风电塔架制作的实例介绍了T型法兰内倾度焊接控制的原理、方法、工艺及实施方案等，并通过对T型法兰内倾度焊接前后的对比，了解焊接工艺对法兰内倾度的变化。
关键字：风力发电；法兰；埋弧焊；内倾度前言风力发电塔架是风力发电机的一个关键支撑部件，它是由数段筒体依靠法兰以及高强螺栓连接而成的。
塔架与锚栓基础通过T型法兰连接，塔架若在制作中工艺控制不当，将影响风力发电机的正常工作效率、加大机械磨损、缩短机械设备的正常使用年限，如何控制塔架T型法兰焊接后的内倾度是塔架制作的关键。
1、工程概况灵山大怀山风电场位于广西壮族自治区钦州市灵山县，场址内山顶海拔约300m～800m，属山地丘陵风电场。
场址区域地质条件较好，具备建设风电场的工程地质条件。
灵山大怀山二期风电场建设规模为100MW，国家电投广西公司灵山大怀山风电场二期工程工程采用18台金风115/2200（轮毂高度80m）机型和32台金风126/2200（轮毂高度90m）机型。
塔架底法兰采用T型锻造法兰制作。
2、T型法兰应用生产现状随着国内陆上风电市场普遍采用锚栓组合件式基础，与锚栓组合件相连接的法兰采用T型法兰，T型法兰作为连接底部基础的一个重要部件，制作精度要求较高，但由于底段塔架与法兰连接钢板较厚，且T型法兰内倾度≤2.5mm（任意30°扇区范围内不大于1）,内倾度要求≤1.5mm，T型法兰焊接变形较难为控制，普遍存在焊后内倾度超差问题，直接影响风电塔架安装精度，从而影响整个工程质量。
统计以往同期塔架制作情况，一次验收合格率仅为50%，造成了大量的返工。
T型法兰焊接内倾度控制提高验收合格率，可以减少返工工作量，有效控制成本。
由于该项目作为国家电投集团2020年重点保电价项目，项目工期紧，任务重、质量要求高，施工难度和履约压力极大。
3、T型法兰内倾度检测方法法兰内倾度使用瑞典Damalini AB公司制造的Easy-laserTME910检测，检测法兰面时，在法兰面等分进行测量，每点测得数字都在规范要求范围内，法兰面才合格。
风力发电机组塔架法兰的组装和焊接施工工法
风力发电机组塔架法兰的组装和焊接施工工法1 前言风电塔筒系圆锥筒形焊接结构件，分段制造，每段高度在十几米至三十几米，每段节间采用连接法兰连接，顶部安装风力发电机。
风电塔筒制造难点在于解决各段连接法兰之间的平面度、平行度与焊接变形之间的矛盾。
本工法总结了甘肃白银平川捡财塘45MW风电特许项目发电机组30套塔筒制造过程中，对法兰组装精度控制和焊接变形控制的成功经验，可在今后类似工程的施工中加以推广应用。
1.塔筒概述风电塔筒就是风力发电的塔杆，在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动。
海风风电塔筒风电塔筒的生产工艺流程一般如下：数控切割机下料，厚板需要开坡口，卷板机卷板成型后，点焊，定位，确认后进行内外纵缝的焊接，圆度检查后，如有问题进行二次较圆，单节筒体焊接完成后，采用液压组对滚轮架进行组对点焊后，焊接内外环缝，直线度等公差检查后，焊接法兰后，进行焊缝无损探伤和平面度检查，喷砂，喷漆处理后，完成内件安装和成品检验后，运输至安装现场。
2 工法特点2.0.1流水线作业形式，胎膜具的合理设计，大大提高了法兰组装精度。
2.0.2具备可操作性，减轻劳动强度，提高劳动效率，满足现代化工程需要，提高制造单位竞争优势，体现了标准工艺的先进性和科学性。
3 适用范围本工法适用于各类风电塔筒制造过程中的法兰组装和焊接，对塔筒整体制造质量控制有一定的指导意义。
4 工艺原理4.0.1 在下料过程中控制筒节扇形钢板的弦长、弦高、对角线偏差。
4.0.2 筒节在卷制过程控制其圆度。
4.0.3 法兰与筒节组装时，控制筒节管口平面度。
4.0.4 法兰与筒节焊接时控制法兰的几何精度。
5 施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程根据塔筒为变径直管的特点，采用AutoCAD2006软件整体精确放样，将其数据输入数控切割机程序中进行下料；在筒节卷制中严格控制压延次数，大大降低保证筒节的周长误差减小到最低值。
制作工艺流程见图5.1。
图5.1 工艺流程图5.2操作要点5.2.1准备工作搭设标准平台。
风电塔筒法兰焊接变形控制的工艺措施
风力发电塔架是风力发电设备的关键支撑部件，是连接风机的重要部件，它承受了风力作用在叶片上的推力、扭矩、弯矩、陀螺力矩、电机的震动及受力变化时的摆动。
它由３、４段直筒或圆锥筒通过高强螺栓将两端的法兰连接在一起组成一台塔架。
因此法兰的平面度、角变形和椭圆度的好坏将直接影响到风机的运行，影响风机设备的寿命。
法兰是成品锻件，从法兰厂出厂时已经做好正火和回火处理，因此如何控制好该三个指标，避免通过火焰矫形来控制平面度、内倾、椭圆度显得很有实际意义。
1塔筒焊接后法兰的质量要求塔筒成段后法兰平面度要求顶法兰０．８ｍｍ，其余法兰１．５￣２．０ｍｍ（根据风机厂要求有所不同）；法兰椭圆度为３ｍｍ；法兰内翻顶法兰０￣－０．５ｍｍ；其余法兰０￣－１．５ｍｍ。
2法兰与筒体焊接变形分析目前各风机厂采用的主体材料基本上为Ｑ３４５系列的低合金钢，法兰为Ｑ３４５Ｅ－Ｚ２５材料，要求碳当量小于０．４５％。
其焊接性较好。
法兰与筒节相焊后，圆筒环焊缝所引起的纵向残余应力σｘ取决于圆筒直径、厚度和焊接压缩塑性变形区的宽度，应力峰值随着圆筒直径的增大和板厚的减小而增大；而横向应力σｙ直接原因来自焊缝冷却的横向收缩；对厚板焊接接头中除有纵向和横向残余应力外，在厚度方向上还有较大的残余应力σｚ。
在上层或接近上层的多层焊缝中，存在较大的拉应力，见图１。
焊接变形分为加热阶段的变形和冷却阶段的变形。
在加热阶段，焊缝及近缝区温度很高，材料的自由热变形量为α１Ｔ，其值较大；而远离焊缝区域温度低，其α１Ｔ较小，焊缝区的自由热膨胀变形将受邻近低温区所约束而被压缩，使焊缝两侧较远区产生拉应力。
在冷却阶段，当焊缝冷却到室温时，由于焊缝附近残留一个压缩塑性变形区，产生回弹，成为剩余焊接变形，产生剩余应力，焊缝区被限制收缩而成为剩余拉力，焊缝两侧以远则为压应力。
3控制变形采取的工艺措施３．１采用反变形法根据风机厂的要求及图纸，在法兰加工时，将法兰加工成内倾。
内倾量要根据与法兰相连接的板厚而确定。
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有关风电塔筒法兰焊接措施的分析
作者：胡井林
来源：《科技资讯》2015年第03期
摘要：在风力发电高塔中，塔筒是最基础的大型部件。
由于塔筒的体积过大，因此在制作时，必须将塔筒划分成多段。
在完成塔筒制作后，要通过法兰焊接技术将塔筒各部分连接起来，然后才能进行组装发电机组。
在进行法兰焊接时，如果没有控制好操作手法和技术细节，很有可能会造成法兰变形情况。
为了提高塔筒焊接施工的质量，使风电塔在建成后能够安全、平稳地运行，本文笔者对法兰焊接的优化方式进行了深入分析。
关键词：风电塔法兰焊接优化措施
中图分类号： TG457 文献标志码 A
1.前言
将风能转化为电能供城市居民及生产工厂使用，不但能够控制环境污染、减少煤矿用量，还能优化城市的能源结构，推进城市能源循环系统的发展。
通常一组完善的风电机能够使用20年左右。
一风电系统中包含着许多塔架，这些塔架底层直径均超过4米，风电塔的厚度约10-40毫米。
塔筒是一种常见的塔架，这种塔架在日常使用中十分便于维护，且外观简洁、结构稳固。
焊接施工是制造塔筒的重要环节，因此必须控制好法兰焊接，才能保障风电塔的制造治疗。
2.塔筒制造工程中法兰焊接的操作方式
在进行焊接操作时，为了将塔筒和法兰焊的变形情况控制在设计规范内，通常技术人员都会采用从零到整的焊接顺序，先把单体法兰和塔架上的环焊缝把和焊接完成，然后再焊接塔筒内部焊缝。
通常法兰焊接要经历三道工序，第一个工序是焊接塔筒的内围，并通过碳弧气刨对塔筒外部进行清根并做出直角坡口。
使用砂轮工具打磨直角坡口。
第二、第三道工序都在塔架的外部实施。
为了使塔架能够承担沉重的载荷，法兰焊接的缝隙必须有足够的强度与韧性。
在结束焊接工序后，主要针对基础环下法兰后钢板的焊接。
消氢工序的温度应控制在200-350℃之间，每次消氢必须持续120分钟[2]。
总之，在对法兰和塔架进行焊合拼接时，必须控制好焊接施工涉及的各项参数，这样才能保障风电塔的建设质量。
表1为法兰焊接施工的详细参数设置。
表1 法兰焊接施工的参数设置
焊层电流（A）电压（V）速度（m/h）
1 560-650 31-36 21-37
2 560-650 32-35 21-37
3 540-600 31-3
4 21-30
3风电塔塔架焊接施工存在的缺陷
3.1 常规焊接施工方式工作量过大
常规法兰焊接的施工方向是自外而内，然后再对塔筒的内部进行清根。
但自外而内的焊接方式会增加清根工序的难度。
由于在清根时塔筒已经完成焊接，因此要使用车轮对坡口进行打磨十分困难，会增加技术人员的工作量，延长施工时间。
3.2常规焊接方式不利于提高塔筒质量
采用常规焊接方式对法兰和塔架进行焊接后，内部清根、打磨工序的操作难度大，因此如果清根工序操作不当，就很有可能影响坡口的形状，还会使坡口出现加工痕迹。
如果坡口严重变形或加工痕迹过于明显，就会降低法兰焊接的施工质量，导致焊接部位冒出气泡。
在进行焊接施工时，施工过程的各种参数都会对法兰角成型造成影响，如果法兰角成型不统一，就会降低风电塔的建设质量和使用性能。
4.优化风电塔塔架法兰焊接工序的方法
4.1运用埋弧技术对法兰和风电塔的塔架进行焊合衔接
选用埋弧设备对法兰进行焊接，可以加强焊接强度。
在实施热处理时，应选用能够通过计算机控制温度的热处理设备，同时热处理设备上还要配备自动调温装置。
正式焊接法兰之前，必须先进行预热处理，预热温度应根据实际需要调节，通常在90-130℃左右[3]。
4.2度量焊接部位的尺寸确保塔架与法兰的衔接长度达标
先测量塔架筒节部位和法兰相连的长度，再根据测量所得的数据确定焊工装的尺寸。
只有精确控制焊接部位的尺寸，才能准确知悉工装的斜角，确保法兰焊接工序的质量，使法兰焊接更为稳固。
工装的斜角关系到塔架法兰焊接施工的质量，因此在对焊接部位进行测算时，必须注意下述两个关键点：（1）控制好工装夹具倾斜角，斜角度数应符合塔架焊接的技术要求。
如果斜角过大，在焊合塔架时，塔架会出现晃动，增加焊接施工的危险性和困难性，影响塔筒成型的效果和焊接质量。
如果夹具斜角太小，就会焊接头的倾斜程度造成干扰，局限焊接丝延展长度，增加塔架和法兰衔接的难度，影响法兰焊接质量。
依据笔者多年参与塔架建设的经验，工装斜角最适当的角度应为25°—30°。
将角度控制在这个范围内能够提升塔架的稳固性。
4.3采取组合拼装焊接方法，对法兰和塔架焊接进行质量控制
风电塔建造人员在对塔架的工装进行设计规划时，必须充分考虑法兰焊接设计的各项技术数据，每项技术数据都有可能对塔架工装的制造效果造成影响。
在风电塔投入使用后一段时间，塔架和法兰之间的焊合部位通常会出现缝隙和裂痕，这些缝隙会对法兰焊接效果和风电塔的建造质量造成影响。
加入焊接部位的间隙太大，工装就无法发挥效果。
为了防止法兰焊接部位出现缝隙，技术人员可以适当调节焊接角度，使工装能够发挥出计划中的效果。
在焊接法兰时，必须控制好各项焊接参数，如线能量、焊接电流、焊接速度、焊丝尺寸等，尤其是在各个筒节和法兰的厚薄程度不同时，更要对各项参数进行眼科（视觉）控制，使各个焊接环节能够完美配合，这样才能降低焊接施工的困难度，提高风电塔的建设质量，保障施工安全。
同时，为了控制焊缝，技术人员在开展法兰焊接施工之前，要对焊缝进行检查，如果焊缝生锈或有污染物附着，技术人员必须清除焊缝行的锈迹，并清除污染物。
在开展法兰焊接施工的同时，技术人员不能忽视清洁层间的工作。
如果没有处理好清洁层间的工作，法兰焊接工序就会受到干扰。
对层间进行清洁处理后，必须通过手弧焊修复层间才能继续法兰焊接施工。
4.4改进塔筒法兰焊接工艺
首先，选择内侧位置作为管节和法兰的坡口区域，科学选择接头参数，合理安排焊接顺序，保证塔筒法兰焊接工作的有序开展。
顺利将管节和法兰进行焊接，结束作业之后，可视具体情况开展火焰整形，促进塔架生产速度提高的同时，保证塔筒法兰焊接的角变形情况与设计规范相符，提升焊接质量。
其次，在实施管节与法兰焊接的过程中，优先找出外侧对组对时存在间隙的位置开展封焊操作，而针对不存在间隙的部位则无需进行焊接。
改进之后的焊接工艺不需要再另外实施手工焊打底，可在间隙封焊完成之后开展内侧焊接，并针对外侧实施清根处理，之后根据规定要求实施打磨处理，认真清理焊接缝隙中的残留物，清理完毕后开展外侧焊缝焊接，完成外侧焊接工作后再接着进行内侧焊接，通过这种交替式的焊接工艺，提高焊接工作的效率，并保障焊接质量。
4.5运用对把固定法控制法兰角变形
要想确保法兰焊接完毕后能够符合塔架制造的技术要求和条件，我们在对法兰把紧进行连接处理时，应增加2毫米至3毫米厚的垫片，用于控制焊接过程中发生的变形，选择超过6个以上厚度的垫片，使用定位销将6个垫片进行两两连接，根据法兰内圆圆周进行平均分布；顶法兰把紧的过程中，增加厚度在1.5毫米到2.0毫米之间的垫片，用来开展焊接变形调控，选用的垫片数目约为6个，同样使用定位销将选用的垫片进行两两连接，并根据法兰内圆圆周进行均匀分布；尽量确保法兰把紧处于对称状态，保证施力平均，并力求法兰外缘能够实现紧密结合。
之所以使用定位销，是为了方面后期拆卸，并根据组对工艺开展组对工作，有效调整和控制间隙量，缓解法兰出现波浪变形。
5.结束语
总之，对风电塔塔架的法兰焊接工艺进行优化能够有效提升风力发电效率，提高风电场日常运作的安全性，节约人力和资金成本，提升塔架的建设质量。
对法兰焊接实施优化可以防范
焊接部位出现变形情况，确保塔架外部美观、内部质量优良。
在对法兰焊接工序实施优化时，必须全面考虑风电场的内部运作状况、外部环境和风力供电标准，结合实际采取适当措施对塔架的法兰焊接进行改良。
参考文献：
[1] 李义峰.分析风力发电机组塔筒焊接制作工艺[J].低碳世界.2013，（07）：112-113。
[2] 孙立一.浅谈塔筒大直径带颈锻造法兰焊接变形控制[J].中国新技术新产品.2012，（08）：58-59。
[3] 孔凡强.风电塔筒法兰焊接变形控制的工艺措施[J].现代制造技术与装备.2011，（03）：71-72。