逆變焊機在開坪水電站蝸殼焊接中的應用

周方敏

（浙江江能建設有限公司，浙江 杭州 310020）

1 工程概況

開坪水電站位于四川省綿陽市北川縣境內，是白草河干流梯級電站中的第四級。壩址位于北川縣小壩鄉下游約3.4km的白草河干流，距北川縣城約43km，廠址位于北川縣開坪鄉下游約500m的白草河左岸，廠壩之間公路里程約7km。工程任務為發電，兼顧下游生態用水。由攔河壩、發電引水建筑物、發電廠房和升壓站等組成。電站裝機容量2*10MW，多年平均發電量9761萬kwh。本工程屬Ⅳ等工程，電站為小（1）型水電站。

該電站水輪機型號為HLN255-LJ-175工作水頭49米，座環直徑為3米，蝸殼大頭直徑為2.25米，每臺蝸殼合計焊縫長度約為110米，蝸殼鋼板鋼材采用Q345-C，蝸殼鋼板厚度為10mm-14mm，均須采用手工電弧焊進行全位置焊接，焊接工程量較大。

2 交通條件

電站對外交通以公路運輸為主，由于北川08年5.12地震，在其下游形成了唐家山堰塞湖，從電站到綿陽須要走從禹里到擂鼓的抗災簡易公路，路況非常差，碰到雨雪天氣，道路經常中斷。

3 電焊機選擇

在該電站機電預埋進場后，為了水輪機蝸殼拼裝工作的順利進行，蝸殼拼裝的準備工作隨之進行，其中電焊機是保證該工作完成的關鍵。由于交通條件的限制，同時我公司在附近倉庫里沒有電焊機可以調運，只能采購新焊機。電焊機主要從以下幾方面考慮：

3.1 由于蝸殼鋼板鋼材為Q-345C，電焊條必須采用J506或者J507焊條，根據這兩種焊條的焊接性能，只能采用直流電焊機進行焊接。

3.2 考慮到道路交通情況，電焊機故障率要低，同時重量要輕，體積要小，方便搭公共交通工具出去維修。

3.3 從成本上考慮，采購哪種類型的焊機。

現在工程上在使用的直流電焊機主要有旋轉直流焊機、可控硅直流焊機和逆變直流焊機等幾種。這三種焊接設備的特點如下：

旋轉直流弧焊機的優點是電弧穩定，可用各種焊條焊接各種碳銅、合金銅和有色金屬；另外，因使用三相電源，網路電源平衡，焊接時對電源網路波動敏感性不大。旋轉直流弧焊機除可以用三相感應電動機拖動外，還可以用柴油機拖動，適用于野外無網路電源的場所和野外戰車修理等。旋轉直流弧焊機的缺點是制造復雜、價格貴、體積質量大、噪聲大、有磁吹現象。

可控硅直流焊機優點是動特性好、性能柔和、電弧穩定、熔池平靜、飛濺小、不咬邊、焊縫成形美觀、可遠距離調節焊接電流、起弧電流可控、引弧容易，跟旋轉直流焊機相比重量輕等優點。缺點是焊機整體體積還是很大，笨重，不宜移動，工作時有噪音，而且耗能很大，只能模擬控制，控制特性比較差。

逆變焊機優點是工藝性能優良.引弧容易.不粘;不粘連,維弧性能好；體積小,重量輕,體積僅為普通焊機的1/10,攜帶操作方便；并有過流.起動保護等齊全的保護功能,不易損壞；噪音低,無電磁于擾，高效節能。缺點是價格相對較高 2維修比較復雜，一般需要專業人員維修。

根據以上分析，逆變直流焊機具有前面兩種直流焊機的共同優點，雖然維修比較復雜，需要專業人員，但是他的體積小，重量輕，方便送修。價格相對于前幾年已經大大降低，基本上跟同規格可控硅直流焊機相當，決定采用這種焊機，在該電站蝸殼拼裝中配置了ZX7系列逆變焊機4臺。

4 施工使用情況

蝸殼焊接工作正式開始后，對采購來的ZX7系列逆變焊機進行了安裝，安裝過程如下：

(1)將焊機拆箱，檢查焊機通風口，保證通風口暢通，以免冷卻系統失效。

(2)將機殼用導線截面積為10mm2的導線自焊機背后的接地螺絲處接到接地裝置。

(3)將電纜與焊鉗和焊機“-”極可靠連接。

(4)將回路電纜與焊機“+”極可靠連接，另一端的地線鉗夾住工件。

(5)將焊機電源線接到380V三相電源上。

在安裝完成后，進行了操作使用，過程如下：

(1)將前面板上的電源開關打至“ON”位置，表頭屏幕顯示設定電流值，同時確認能聽到機器內的冷卻風扇開始工作。

(2)根據焊接工件的厚度、焊條的直徑、工位和工藝需要，確定焊接電流和推力電流。

(3)將焊條夾在焊鉗上，就可以開始焊接了。

在焊接中，引弧性能非常好，進行平，仰，角，立等各個位置焊接時，電流穩定、焊接飛濺小、焊縫成型非常美觀，焊接質量經過超聲波探傷，一次合格率在95%以上。在開坪電站2臺蝸殼焊接使用中，焊機僅需吹掃灰塵，檢查接頭連接是否緊固等簡單的維護，4臺焊機均未發生送修的情況。

5 使用過程中的應注意的幾個問題

5.1 焊機工作環境要適宜，避免陽光直曬和淋雨，避免放在灰塵環境中。

5.2 在焊接中，應確認焊機通風處未被覆蓋或堵塞，保證焊機通風良好。

5.3 禁止焊接過載，保持焊接電流不超過最大的允許負載電流。

5.4 禁止電壓過高。

6 結語

逆變直流焊機在開坪水電站的使用中，維護相當方便，基本上未出現故障，產品制造已經相當成熟；由于體積小，重量輕，轉移位置非常方便；噪音低，改善了現場施工環境；焊接質量經過超聲波探傷，一次合格率在95%以上，取得了良好的使用效果。