郝鑫
新疆协鑫新能源材料科技有限公司 新疆昌吉州 831100
摘要：电力行业是国民经济的重要支柱，在我国经济发展中不可或缺，而变压器作为电力系统的重要组成部分，其输变电效果关系到电力系统的稳定，基于此，本文重点分析了变压器油箱焊接质量相关问题，并提出了质量控制措施，以供借鉴和参考。
关键词：焊接工艺；变压器油箱；质量控制
引言
随着用电需求的不断增加以及电力行业的发展，变压器油箱焊接质量问题得到广泛关注，供电企业以及变压器厂家对变压器油箱焊接质量的重要性认识不断提升，由于油箱的焊接质量直接关乎变压器的安全运行，各个厂家和供电方都在优化、改进其质量控制措施，但仍旧存在检验环节合格，投入使用后又发展渗透裂纹问题，变压器油箱裂纹问题通常是因为，焊接过程残余应力没有得到及时消除，加上受到外界吊装、运输的影响，应力短时间内增长，给焊缝造成了巨大压力，进而导致焊缝承受呢能力不足，引起焊接渗透裂纹，对此要引起充分重视。
1.焊缝渗透裂纹的产生
在焊接变压器油箱的过程中，所利用的焊接气体为氩气和二氧化碳所形成的保护性气体，并且所采用的焊接方法为熔化极气体保护焊，根据以往的经验，铜与低磁板在焊接过程当中会形成一定共晶，并且这种共晶所具有的熔点非常低，同时也因为其中热输入系数所出现的差距较大，从而使其焊接后的焊缝较为容易产生热裂纹。而所谓热裂纹，指的是在焊接过程当中，由于其焊缝与焊接部位所在的区域内都会形成一定的高度热量，并且在冷却过后会产生相应的焊接裂纹，而这种热裂纹很容易影响其焊接质量。冷裂纹则是焊接接头冷却温度低引起的，冰、冷裂纹常见于焊接完工以后，产生于温度处在Ar3 以下的冷却过程中以及冷却后，一般在200℃～300℃以下会出现裂纹，即马氏体转变范围[1]。冷裂纹的形成一般存在延迟情况，虽会在焊接之后立即出现但也邮编极大概率在几周以及几月之后出现。大的冷裂纹有其自身形成特点，一般不是立即形成，通常是由连接起来的小裂纹以及显微裂纹向着更长、更深的裂纹发展，最终形成大裂纹。在扩展到一定程度以后小裂纹会极速扩大，导致结构断裂，更甚者还会伴随巨大声响以及振动。
2.变压器油箱焊接质量控制措施
2.1结构设计采取的策略
（1）选择性能良好的材料。在变压器油箱焊接前，要相对其质量进行严格控制就要做好焊接选材，材料要在满足焊接标准的基础上，选择性能良好的材料搭建焊接结构。通常情况下，常用的焊接结构材料是低碳钢、低合金钢，还要注意焊接结构要尽量使用同一种材料，避免焊接接头应力过大导致裂纹产生。
（2）避免焊缝密集和交叉。在焊接结构设计过程中，要尽量避免焊缝密集、交叉问题，每个部位的加强铁与已有焊缝交叉处都应局部开口，以免出现十字交叉线。在油箱壁及油箱盖等大面积钢板拼接过程中，要注意规避焊缝密集和交叉问题，使其与其他零件保持合适距离，一旦焊缝密集和交叉，焊接接头处温度就会过高，力学性能会随之降低，会聚集起较大的应力。基于此，在对箱壁焊缝时进行设置时，应预留出合适的距离，在箱壁与加强铁之间预留出大于100mm的距离，从而使得焊接应力降低至合理水平，避免焊缝应力过大产生裂纹。
（3）密封焊缝焊后应能试漏且便于补焊。在结构设计过程中，焊线封堵要格外注意，尤其是油箱的槽形工件，不可进行封堵，一旦封住焊线，就无法进行捡漏，导致渗漏位置难以确定，也无法采取措施进行及时补漏。除此之外，焊接结构设计也要将“内涌漏”问题考虑进去，产品总装阶段，极易出现内焊线不佳导致变压油渗漏问题，变压油会通过螺栓孔渗出，一旦修补内焊线，则要拆开油箱[2]。这时就要采取合理手段控制这一问题，例如用盲孔法兰代替通孔法兰，其优势在于里外焊缝同时渗漏，漏油才会发生，这种结构设计更为合理，不仅提供了双重的防渗漏保护，且便于补焊。
2.2减少焊接应力采取的对策
焊接缺陷是容器渗漏的最主要诱因，焊接应力导致的焊接裂纹是引起渗漏的最直接原因。
变压器油箱结构复杂，生产过程较为繁琐，通常情况下，一台完工的变压器油箱，焊接成型之后往往存在微小裂纹，这种情况在试漏时难以发觉，在焊接应力出现时就会暴露出来，焊接过程应力不可避免聚集，对此，要从生产阶段就对焊接应力进行严格控制，采取科学手段，降低乃至消除焊接应力。
（1）合理的焊接顺序。焊接顺序应尽量使焊缝的纵向和横向收缩均比较自由，油箱低压侧箱壁加强铁焊接顺序不合理将出现焊后开裂现象。因此需要合理排序，加强铁与横板焊接，以免出现焊接裂纹。
（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 150℃～ 200℃以下，然后再进行焊接，可以缩小焊件各部分温差，使各部分膨胀和收缩都比较均匀，这样对减少焊接应力极为有效。
（3）加热减应区。加热后使其伸长，从而带动焊接部位，使其产生与焊缝收缩方向相反的变形。焊后冷却时，加热区和焊缝一起收缩，从而减少焊接应力。上述焊件被加热的区域称为减应区。
（4）锤击焊缝。每焊一道焊缝后，用圆头小锤对红热状态下的焊缝进行均匀迅速的锤击，可以减少应力和变形。
（5）焊后时效处理。热时效和振动时效两种方法是常见的两种处理方式。对焊件整体或局部进行加热，加热至一定温度，进行保温和缓慢冷却处理的方式就是热时效。振动时效则是多次循环加载交变应力的方式给工件增加应力，促使应力不断叠加，裂纹快速扩展，油箱渗漏，从而降低应力。两种方式都能降低 60％～ 70％的残余应力。振动时效处理会降低焊接残余应力，扩展裂纹，以便模拟问题，进行下一步补焊，减少以及规避变压器投运后的渗漏问题。
2.3焊缝裂纹的补焊工艺
如果在焊接过程中出现焊缝裂纹或变压器经过长距离运输及吊运受力后，会在应力集中部位有散开状的开裂现象而导致渗漏，此时需进行对应的补焊，并要满足变压器油箱本身密封性要求，因此，在补焊工艺当中，应当注意一下两点：
（1）由于裂纹会产生相应的裂纹应力，从而使裂纹不断地扩大，因此，要在焊接部位处先用砂轮将其进行打磨，然后利用碳弧气刨对焊缝表面开坡口，这种坡口要呈现 U 形状，并且将刨削深度进行合理的掌握，避免在刨削过程当中出现夹碳，能够使刨痕表面光滑平整，再利用砂轮来将破伦表面进行打磨露出金属色，让坡口的角度大约在 50°左右即可[3]；
（2）在补焊渗透裂纹所应用的焊条当中，应当选用镍合金焊条进行补焊，并且选用多层多焊的补焊方式，同时在每一道焊开始前都要对前一道焊缝利用砂轮磨平，然后逐渐进行补焊，在补焊完毕后不要立刻将焊渣进行敲落。
2.3采用无损检测及气压试漏保证焊缝密封质量
对碳钢对接焊缝可以采取超声波检测，对碳钢角焊缝可以采取磁粉检测或着色检测、对不锈钢及铜焊缝可以采取着色检测，对部分受力较大部位的对接焊缝可以进行射线检测，通过各种检测手段对发现的裂纹等缺陷及时采取措施进行修理补焊，复检合格后对油箱要进行打压试漏，确保所有密封焊缝不得有渗漏。
3.结束语
在变压器运行过程中，油箱质量焊接问题是其能否安全运行的关键因素，对此，要对变压器焊缝裂纹问题进行重视，从变压器设计结构、减少应力、补焊以及试漏方面入手，采取相应的指令控制措施，以免变压器出现漏油问题，推动变压器油箱焊接技术不断发展。
参考文献：
[1] 汤世松.压力机油箱自动化焊接控制系统设计[J].锻压装备与制造技术， 2014（5）：51-53.
[2] 刘彦丽，高金良，陈泳，等.外柴油箱机器人焊接工艺技术研究[J].新技术 新工艺，2013（1）：80-82.
[3]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):148-149.