风力发电机组焊接工艺研究

1引言

国内风力发电机组制造行业内主机架产品的焊接基本都采用传统手工焊接方式。焊接效率不高，焊接质量受焊接工人业务能力的制约较大，再加上焊接工况较差，长时间焊接作业对焊接操作工人的健康危害严重，高技术的焊接工人劳务成本日益增加，甚至会出现高薪亦难寻技术过关的高质量焊工。传统焊接问题日益突出，焊接机器人代替焊接工人已是必然趋势。

2主机架产品的结构优化设计

在满足风力发电机组整机性能优良的基础上，为节约设备购置成本及实现自动化焊接的可行性，便于机架适应焊接变位机的结构，调整优化设计了产品的结构型式，如图1～图2所示。

3智能化焊接变位机结构选型

依据我公司风力发电机组优化后的主机架的结构特性，经长期研讨分析，确定了最适合生产要求的焊接机器人工作站设备。在课题完成研究阶段，焊接自动化设备主要的变位机结构形式如图3～图5所示。结合风电主机架产品结构特性、设备造价及技术的可行性，第3种方案为较优方案，焊接机器人系统选择德国CLOOS成套原装进口设备。

4焊接智能化设备对产品可焊性仿真模拟

机器人焊接仿真模拟，论证机器人焊接的可行性，验证自动焊接时的干涉问题。部分仿真模拟如图6所示。

5结论

焊接智能化设备是保证焊接效率与质量，改善工人劳动强度，提高工人作业条件，降低生产成本，加强安全文明生产，实现企业6S管理的有效举措，通过本项目焊接工艺方案研究，为风电主机架焊接智能化生产实现高端突破提供基本的技术保障与支撑。文章的分析与结论如下：1）最终选型的变位机结构具备的优点：①工件易于实现自动上下料，自动化上下料过程故障率低；②变位机离地高度远远低于其他变位机高度，安全性高，出现故障易于维修；③线体配套的自动RGV小车高度低，拖载工件运行安全；④均可实现船型焊接位置，且该结构形式控制简单，造价成本低；2）根据主机架机构形式及坡口角度计算确定产线节拍，优化设备配置，以填充量进行理论计算：单丝焊接起焊脚15mm，实芯焊丝1.2mm，送丝速度9.5m/min（焊接电流约280～290A），单丝焊接填充量约为5.1kg/h；双丝焊接前丝速度8.3m/min，后丝速度7.2m/min，双手焊接填充量约为8.2kg/h，经综合计算分析：2.0MW前机架机器人自动焊接所需时间为66.9h，2.0MW后机架焊接时间总需10.78h。本课题研究项目处于实施阶段，相关计算研究仅供参考，文章所属内容仅代表个人观点。

作者:荆旭东 单位:太原重工新能源装备有限公司

参考文献：

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[2]郑永强.焊接变位机型式与系列的论述[A].与时俱进追求卓越——中国机械工程学会焊接学会四十周年、中国焊接协会十五周年纪念文集[C].2002:7.

[3]林建波.机械焊接工艺研究[J].南方农机,2017,48(6):86+164.