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[摘 要]随着社会的不断发展，人们对电力需求日益增大，变压器作为分配电力重要装置影响着人们的日常生活。油箱作为变压器的重要零部件，近年来，随着特高压输变电技术的不断成熟及社会对用电量的需求不断增长，对变压器油箱的质量要求也不断提高。变压器油箱良好的焊接质量是维持其正常工作的重要前提。本文针对变压器油箱的焊接质量进行研究分析，提出完善其焊接质量的基本措施，以确保变压器正常运作，满足社会的用电需求。
[关键词]变压器油箱；焊接质量；措施
中图分类号：U264.3；U270.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）43-0157-01
引言
随着电力系统的建设不断扩大，变压器电力承载负荷越来越重，客户对变压器油箱是否存在渗漏油问题越发看重。变压器油箱渗漏油与产品质量不存在直接的必然联系，然而这种情况的出现会使得客户对产品的生产质量产生怀疑。若是出现严重的渗漏油情况，将导致变压器无法正常运行。变压器油箱是以密封焊接技术为主的结构件，焊接面的焊接质量是影响其渗漏油的主要因素。鉴于此，变压器油箱应该具有相当的运行强度及密封性。有些油箱在生产中焊接质量经过检验是合格的，然而受吊装、运输、就位等外在因素的影响，使其在现场运行过程中出现渗漏油的问题。究其根本原因是油箱经过人工焊接之后，其焊缝通常因为持续过热操作，使得焊缝处出现一定的焊接应力。在出厂吊装、运输及现场就位中受到外力，使其附加应力增大，导致焊缝处承受的各种应力达到其能够承受的最大值，使得油箱个别焊缝出现裂痕。另外，在油箱的正常运行中，承受来自正常工作的应力与残留焊接应力的双重应力，使得出现裂痕的部位不断扩大，最终导致渗漏油。
一、对变压器油箱渗漏油问题采取的基本方法
1. 采用具有良好耐油性及刚性强度的制作材料
变压器油箱的焊接材料选取是影响其焊接质量的主要因素之一。变压器油箱主要是用来存储变压器油的结构装置，为了保证其能够长时间的正常运行，其选取的制作材料应该具备耐油液体腐蚀的基本特性。综合多种制作材料，Q235或Q345钢材成为变压器油箱焊接材料的首选。其具有高度的化学稳定性和很高的耐油性，能够避免油液的侵蚀，不与其发生反应。同时其本身具有的刚性强度还能够对油液及油箱正常运行时产生的剪应力具有高度的承载能力。综合其他焊接材料，它还拥有在高温环境下维持原有外观形状等其他焊接材料无法比拟的性能，在某些层面还能对油箱出现的渗漏油情况起到一定的支持作用。
2. 密封焊缝焊接面的处理
变压器油箱焊缝从功能上可以分为密封焊缝和强度焊缝两大类，其中密封焊缝在焊接前必须对焊道周边进行打磨除锈处理，也可以对板材进行预处理（抛丸或喷砂除锈），确保焊道周边清洁、无油污、无氧化皮等。密封焊缝存在的结构形式主要有板板对接焊接、板板角焊接、管板焊接、板与法兰焊接以及管与法兰焊接。特别要注意板与法兰焊接、管与法兰焊接，由于法兰在机加工过程中会受到油污的污染，如果焊接前不进行清洁，将会导致焊缝产生气孔，因此，需要利用高级无尘布将法兰表面进行擦拭操作或使用稀料进行冲洗，将附在其上的工作残留物如材料粉状物和油液残留物等进行清除，确保无油污。进行安装密封构件时，需要对其进行用力按压，使构件与密封焊接面的完美契合，保证较小的装配间隙，减少焊缝夹渣几率，避免渗漏油情况的发生。
3. 采取自动焊接工艺
随着科学技术和生产的不断发展，焊接自动化越来越多地应用到变压器油箱制造中，通过自动化焊接设备来保证焊接质量的稳定性也是减少渗漏油的措施之一。针对较长的板板对接焊缝可以采用埋弧自动焊接，箱壁与箱沿、箱壁与箱壁之间的焊接可以采用轨道式自动焊接小车，对于油箱上的法兰（板与法兰）以及管与法兰的焊接可以采用焊接机器人或机械手。从而减少人员操作带来的质量不稳定性，降低渗漏油几率。
4. 密封焊缝专人焊接
对于无法实现自动焊接的部位只能采取人工焊接，这就需要培养一批高水平、有责任心的焊工。对这批焊工要实施专项管理，密封焊缝焊接人员相对固定，建立密封焊缝焊接档案及考核机制，针对不同位置的密封焊缝不间断地进行技术比武、培训，根据每个人的焊接特长指定焊接位置，确保每条密封焊缝不存在内部隐患，从而减少渗漏油现象发生。
5. 完善制造工艺
所有密封焊缝均实行单面焊接打压试漏工艺，即密封焊缝内部全部不焊，外部全部焊完后，进行打压试漏，减少内部贯穿焊缝的渗漏，以减少设备运行多年后出现渗漏油。
二、分析研究提高变压器油箱焊接质量的措施
1. 确保各零部件无应力装配
大型油箱的变形控制是油箱制造過程中一大难点，也是关键点，特别是桶式结构油箱，如果控制不好，放入几百吨重的器身后，变形会更大，造成箱盖无法盖上。所以，在制造大型油箱时，将油箱拆分为四个侧壁、一个箱底、一个箱盖，特别是侧壁和箱底，在组装前要将其上面的所有零件全部焊装完并进行应力消除，在油箱整体组装时自然状态下保证3mm以内的间隙，杜绝使用较大外力强拉硬拽进行组装，这样组装完的油箱只有侧壁与侧壁、侧壁与箱底或箱盖之间的焊缝，应力就减少了很多，减少了因变压器吊装、运输及现场就位中受到外力导致焊缝出现裂痕的几率。
2. 减小零部件的装配间隙
零部件的装配间隙大小决定了焊接量的大小，从而影响了焊接热量的输入，导致应力过度集中，同时还影响外观质量。装配间隙对焊缝质量影响因素来自两方面，一方面是焊缝装配间隙，另一方面是焊缝的熔深。随着焊前装配间隙的增大，焊缝熔深减小，焊后质量风险增加，当焊缝熔深8mm且焊前母材装配间隙3mm后，焊缝质量无法满足要求。为保证焊缝质量，建议对于母材板厚大于8mm焊缝间隙控制在2mm以内，母材板厚小于8mm的焊缝间隙控制在1mm以内。 3. 选择合适的焊接方式减少焊接缺陷
油箱焊接95%以上的工作量采用二氧化碳（CO2）气体保护焊接焊，选项合适的焊接方式杜绝焊缝缺陷。根据焊接母材的厚度、装配间隙的大小、焊接位置等选择焊接电流、电弧电压，角焊缝要掌握好焊枪角度，焊缝位置放置要适当，同时要注意焊枪摆动方法等方式减少咬边和焊瘤；根据焊接电流选择匹配的焊接电压、保证送丝的均匀、更换新的导电嘴、保证气体的流量不要过大等方式减少飞溅的产生；通过正确的选择坡口形式、控制装配间隙、焊前彻底清除坡口内侧及两侧金属上的锈与杂质等，严格按焊接工艺规范进行焊接操作，不等厚接头应注意热量的分布，调整焊枪的角度等方式消除未融合和未焊透；通过选择合格的焊丝、二氧化碳（CO2）气体的纯度、焊接处不得有强对流气体、正确选择焊接工艺参数、彻底清除焊丝及焊件上的油污与杂质、多层焊时应注意清渣，焊接时不应产生铁水越位、保持焊枪的高度等措施减少焊缝气孔和夹渣；焊接裂纹是变压器油箱最可怕的质量隐患，既关系到渗漏油问题，又关系到强度问题，通常采取选择优质的焊丝，且焊丝中含硫（S）、磷（P）量要低，坡口要按工艺规定进行加工，组装间隙不能太大，选择合理的焊接顺序，对较厚的焊件应采用预热措施、，清除焊件上的所有杂质等方式消除焊接裂纹。
4. 在焊接箱沿时，避免箱沿焊后变形采用的工艺方法
将油箱下节箱沿卡装在工作台上，在箱沿短轴方向沿长轴中心线立于支持物，按照箱沿的长短差异，使箱沿中心点于外侧放大10-20mm，另外于长轴中点处两次立支持物，每次立2-4根，抵住箱沿，而后采用U型卡子把箱沿固定于工作台进行焊接，焊接结束后将油箱上节箱沿卡装于下节油箱箱沿，采用C型卡子卡严，相应的装上上节箱壁，同时在将上下节装紧固定的操作下进行焊接。这种焊接方式采用了反变形法，使得箱沿朝里侧紧缩后依然能够维持内控尺寸，与此同时，上下节箱沿同时焊接箱壁能够使上下节箱沿结合处具有良好的配合空隙。
结束语
本文通过对变压器油箱的具体研究分析，针对其用途及现阶段存在的问题，提出了相应的具体处理措施，并且基于此进一步分析研究了提高变压器油箱焊接质量的有关措施，对变压器油箱在今后的的生产实践中提供了一些参考，有利于进一步提高变压器油箱的焊接技术，满足人们对其质量的需求。
参考文献
[1]孙明明，李劲松，郭宗坤.浅析提高变压器油箱焊接质量的措施[J].科学与财富，2016（7）.
[2]劉建民.变压器油箱焊接制造渗漏油对策[J].现代焊接，2012（9）：65-66.
[3]李劲松，韩莹，冯宝纯.核电变压器油箱焊缝渗漏控制措施[J].变压器，2015，52（6）：42-43.
[4]刘经伟，张岩，郭源成.浅谈变压器油箱焊接常见病的解决办法[J].中国科技投资，2012（21）：148-148.
[5]张岩，刘经伟，曹金升.浅谈降低变压器焊接油箱渗漏的方法[J].中国科技投资，2012（21）：87-87.
[关键词]变压器油箱；焊接质量；措施
中图分类号：U264.3；U270.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）43-0157-01
引言
随着电力系统的建设不断扩大，变压器电力承载负荷越来越重，客户对变压器油箱是否存在渗漏油问题越发看重。变压器油箱渗漏油与产品质量不存在直接的必然联系，然而这种情况的出现会使得客户对产品的生产质量产生怀疑。若是出现严重的渗漏油情况，将导致变压器无法正常运行。变压器油箱是以密封焊接技术为主的结构件，焊接面的焊接质量是影响其渗漏油的主要因素。鉴于此，变压器油箱应该具有相当的运行强度及密封性。有些油箱在生产中焊接质量经过检验是合格的，然而受吊装、运输、就位等外在因素的影响，使其在现场运行过程中出现渗漏油的问题。究其根本原因是油箱经过人工焊接之后，其焊缝通常因为持续过热操作，使得焊缝处出现一定的焊接应力。在出厂吊装、运输及现场就位中受到外力，使其附加应力增大，导致焊缝处承受的各种应力达到其能够承受的最大值，使得油箱个别焊缝出现裂痕。另外，在油箱的正常运行中，承受来自正常工作的应力与残留焊接应力的双重应力，使得出现裂痕的部位不断扩大，最终导致渗漏油。
一、对变压器油箱渗漏油问题采取的基本方法
1. 采用具有良好耐油性及刚性强度的制作材料
变压器油箱的焊接材料选取是影响其焊接质量的主要因素之一。变压器油箱主要是用来存储变压器油的结构装置，为了保证其能够长时间的正常运行，其选取的制作材料应该具备耐油液体腐蚀的基本特性。综合多种制作材料，Q235或Q345钢材成为变压器油箱焊接材料的首选。其具有高度的化学稳定性和很高的耐油性，能够避免油液的侵蚀，不与其发生反应。同时其本身具有的刚性强度还能够对油液及油箱正常运行时产生的剪应力具有高度的承载能力。综合其他焊接材料，它还拥有在高温环境下维持原有外观形状等其他焊接材料无法比拟的性能，在某些层面还能对油箱出现的渗漏油情况起到一定的支持作用。
2. 密封焊缝焊接面的处理
变压器油箱焊缝从功能上可以分为密封焊缝和强度焊缝两大类，其中密封焊缝在焊接前必须对焊道周边进行打磨除锈处理，也可以对板材进行预处理（抛丸或喷砂除锈），确保焊道周边清洁、无油污、无氧化皮等。密封焊缝存在的结构形式主要有板板对接焊接、板板角焊接、管板焊接、板与法兰焊接以及管与法兰焊接。特别要注意板与法兰焊接、管与法兰焊接，由于法兰在机加工过程中会受到油污的污染，如果焊接前不进行清洁，将会导致焊缝产生气孔，因此，需要利用高级无尘布将法兰表面进行擦拭操作或使用稀料进行冲洗，将附在其上的工作残留物如材料粉状物和油液残留物等进行清除，确保无油污。进行安装密封构件时，需要对其进行用力按压，使构件与密封焊接面的完美契合，保证较小的装配间隙，减少焊缝夹渣几率，避免渗漏油情况的发生。
3. 采取自动焊接工艺
随着科学技术和生产的不断发展，焊接自动化越来越多地应用到变压器油箱制造中，通过自动化焊接设备来保证焊接质量的稳定性也是减少渗漏油的措施之一。针对较长的板板对接焊缝可以采用埋弧自动焊接，箱壁与箱沿、箱壁与箱壁之间的焊接可以采用轨道式自动焊接小车，对于油箱上的法兰（板与法兰）以及管与法兰的焊接可以采用焊接机器人或机械手。从而减少人员操作带来的质量不稳定性，降低渗漏油几率。
4. 密封焊缝专人焊接
对于无法实现自动焊接的部位只能采取人工焊接，这就需要培养一批高水平、有责任心的焊工。对这批焊工要实施专项管理，密封焊缝焊接人员相对固定，建立密封焊缝焊接档案及考核机制，针对不同位置的密封焊缝不间断地进行技术比武、培训，根据每个人的焊接特长指定焊接位置，确保每条密封焊缝不存在内部隐患，从而减少渗漏油现象发生。
5. 完善制造工艺
所有密封焊缝均实行单面焊接打压试漏工艺，即密封焊缝内部全部不焊，外部全部焊完后，进行打压试漏，减少内部贯穿焊缝的渗漏，以减少设备运行多年后出现渗漏油。
二、分析研究提高变压器油箱焊接质量的措施
1. 确保各零部件无应力装配
大型油箱的变形控制是油箱制造過程中一大难点，也是关键点，特别是桶式结构油箱，如果控制不好，放入几百吨重的器身后，变形会更大，造成箱盖无法盖上。所以，在制造大型油箱时，将油箱拆分为四个侧壁、一个箱底、一个箱盖，特别是侧壁和箱底，在组装前要将其上面的所有零件全部焊装完并进行应力消除，在油箱整体组装时自然状态下保证3mm以内的间隙，杜绝使用较大外力强拉硬拽进行组装，这样组装完的油箱只有侧壁与侧壁、侧壁与箱底或箱盖之间的焊缝，应力就减少了很多，减少了因变压器吊装、运输及现场就位中受到外力导致焊缝出现裂痕的几率。
2. 减小零部件的装配间隙
零部件的装配间隙大小决定了焊接量的大小，从而影响了焊接热量的输入，导致应力过度集中，同时还影响外观质量。装配间隙对焊缝质量影响因素来自两方面，一方面是焊缝装配间隙，另一方面是焊缝的熔深。随着焊前装配间隙的增大，焊缝熔深减小，焊后质量风险增加，当焊缝熔深8mm且焊前母材装配间隙3mm后，焊缝质量无法满足要求。为保证焊缝质量，建议对于母材板厚大于8mm焊缝间隙控制在2mm以内，母材板厚小于8mm的焊缝间隙控制在1mm以内。 3. 选择合适的焊接方式减少焊接缺陷
油箱焊接95%以上的工作量采用二氧化碳（CO2）气体保护焊接焊，选项合适的焊接方式杜绝焊缝缺陷。根据焊接母材的厚度、装配间隙的大小、焊接位置等选择焊接电流、电弧电压，角焊缝要掌握好焊枪角度，焊缝位置放置要适当，同时要注意焊枪摆动方法等方式减少咬边和焊瘤；根据焊接电流选择匹配的焊接电压、保证送丝的均匀、更换新的导电嘴、保证气体的流量不要过大等方式减少飞溅的产生；通过正确的选择坡口形式、控制装配间隙、焊前彻底清除坡口内侧及两侧金属上的锈与杂质等，严格按焊接工艺规范进行焊接操作，不等厚接头应注意热量的分布，调整焊枪的角度等方式消除未融合和未焊透；通过选择合格的焊丝、二氧化碳（CO2）气体的纯度、焊接处不得有强对流气体、正确选择焊接工艺参数、彻底清除焊丝及焊件上的油污与杂质、多层焊时应注意清渣，焊接时不应产生铁水越位、保持焊枪的高度等措施减少焊缝气孔和夹渣；焊接裂纹是变压器油箱最可怕的质量隐患，既关系到渗漏油问题，又关系到强度问题，通常采取选择优质的焊丝，且焊丝中含硫（S）、磷（P）量要低，坡口要按工艺规定进行加工，组装间隙不能太大，选择合理的焊接顺序，对较厚的焊件应采用预热措施、，清除焊件上的所有杂质等方式消除焊接裂纹。
4. 在焊接箱沿时，避免箱沿焊后变形采用的工艺方法
将油箱下节箱沿卡装在工作台上，在箱沿短轴方向沿长轴中心线立于支持物，按照箱沿的长短差异，使箱沿中心点于外侧放大10-20mm，另外于长轴中点处两次立支持物，每次立2-4根，抵住箱沿，而后采用U型卡子把箱沿固定于工作台进行焊接，焊接结束后将油箱上节箱沿卡装于下节油箱箱沿，采用C型卡子卡严，相应的装上上节箱壁，同时在将上下节装紧固定的操作下进行焊接。这种焊接方式采用了反变形法，使得箱沿朝里侧紧缩后依然能够维持内控尺寸，与此同时，上下节箱沿同时焊接箱壁能够使上下节箱沿结合处具有良好的配合空隙。
结束语
本文通过对变压器油箱的具体研究分析，针对其用途及现阶段存在的问题，提出了相应的具体处理措施，并且基于此进一步分析研究了提高变压器油箱焊接质量的有关措施，对变压器油箱在今后的的生产实践中提供了一些参考，有利于进一步提高变压器油箱的焊接技术，满足人们对其质量的需求。
参考文献
[1]孙明明，李劲松，郭宗坤.浅析提高变压器油箱焊接质量的措施[J].科学与财富，2016（7）.
[2]劉建民.变压器油箱焊接制造渗漏油对策[J].现代焊接，2012（9）：65-66.
[3]李劲松，韩莹，冯宝纯.核电变压器油箱焊缝渗漏控制措施[J].变压器，2015，52（6）：42-43.
[4]刘经伟，张岩，郭源成.浅谈变压器油箱焊接常见病的解决办法[J].中国科技投资，2012（21）：148-148.
[5]张岩，刘经伟，曹金升.浅谈降低变压器焊接油箱渗漏的方法[J].中国科技投资，2012（21）：87-87.