对于提高兆瓦级风电塔筒焊接质量的软件开发

对于提高兆瓦级风电塔筒焊接质量的软件开发

牛力伟,段国斐,张羽

（中车兰州机车有限公司玉门分公司 甘肃 酒泉 735200）

摘要：本软件运用了Android Stdio开发工具，是基于IntelliJ IDEA的集成开发环境，在activity组件里用到了fragemen框架。通过参与天润阿克塞和乌兹别克斯坦的兆瓦级陆上风力发电塔筒的制造项目，探究了国标及欧标对于焊接返修工艺的具体制定。分析了关于控制影响焊接质量和塔筒生产进度的原因制作了关于返修的软件。本软件采用算法分析，软件编程，能够兼容手机安装，实用性强，完成数据采集，实现塔筒返修数据整合、统计，方便大数据实时反馈，提高制造效率。

关键词：fragemen 风电 塔架 焊接工艺

1 研究背景

风能是可再生能源里面发展最快的清洁能源，拥有极为丰富并广泛分布，且在清洁能源里利用于发电也是极其安全的。而在风力发电机组中塔筒作为塔杆，是重要的承载部件，有圆柱体也有椎体，在生产过程中，对于筒节与筒节，筒节与法兰的焊缝探伤，内附件的二保焊焊接探伤结果影响着塔筒的生产进度及质量。

因此，既为了探伤人员操作方便，也为了更容易发现问题从而提高焊接质量开发了此软件。工作人员通过应用软件能更好的分析并解决问题，加快后续生产效率。

2 塔筒焊接性能的影响因素

2.1焊接应力

钢板在焊接过程中因温度变化会产生焊接应力，在升温和冷却过程中部分焊接应力很难释放，产生残余应力，大部分应力会与钢板的局部变形形成相互抵消的拉应力和压应力；这与钢板的屈服强度有关系，屈服强度大，焊接应力就大；反之，屈服强度小，焊接应力就小。残余的焊接应力会降低钢板强度和刚度、钢板抗疲劳性能、耐腐蚀性能。

2.2焊接电压

焊接电压又称电弧电压，很容易改变电弧弧长，调整合适的焊接电压能保证焊缝的熔宽。焊接电压偏高，弧长变长，极易引起飞溅，产生气孔，焊道加宽，焊缝余高降低。

2.3焊接电流

焊接电流很容易改变焊缝的熔深和余高，电流过大，电弧直径变大，电弧穿透力变强，更易熔深；同时，焊丝融化量过多、堆积，增加余高；反之，电流小，焊道熔深浅，余高低。

2.4焊接速度

过快的焊接速度往往容易造成焊道窄、熔深浅、余高低；降低焊接质量的同时产生大量的缺陷。焊接速度过慢，电弧会产生后漂移熔边沿金属倾向，电弧不稳，熔宽变大，严重情况会造成钢板变形。

综上所述，焊接残余应力可以采用时效振动、超声冲击、热处理方式消除。调节合适的焊接电压、电流、速度可以保证焊缝的质量和焊接性能，减少焊缝上产生的裂纹、咬边、气孔、焊渣等缺陷。

3 塔筒焊接技术要求

3.1外观要求

按照GB 50611焊接规范要求焊接外观不允许出现裂纹、每100mm长度内未焊满累积长度不得长于25mm；咬边长度不高于板厚的0.05且不深与0.5mm；表面不允许出现气孔和焊渣。

3.2焊缝余高及错边

塔筒制造焊缝宽度要求小于20mm时，余高不高于3mm，宽度大于20时，余高不高于4mm；焊缝错边量小于0.1倍的板厚，且不高于2mm.

3.3无损检测

钢板对接焊缝及角焊缝的焊接质量应符合无损检测、射线探伤、磁粉检测的B级及以上。

综上所述，塔筒焊接必须符合焊接要求，然而埋弧焊或者气体保护焊在人为操作的前提下，依然会有缺陷存在，为采集、统计缺陷塔筒以软件方式记录数据方便返修，提高生产效率提供帮助。

4 系统实现

4.1添加记录的功能模块实现

用户点击添加即可弹出纵缝环缝的添加页面添加成功首页会显示。

4.11 添加具体返修记录功能模块实现

用户可以点击纵缝或者环缝里的按钮，输入数字后确定即可。

4.12添加备注功能的实现

点击添加备注，输入此具体项目的编号

4.13添加日期和时间功能的实现

点击日期按钮会弹出日历，选择具体日期和时间。

4.14添加记录成功后，记录的具体消息会在首页显示。

4.15首页右下角按钮，再点击返修详情也可以查看图表。

4.2搜索功能的实现

用户点击首页右上角搜索按钮搜索备注编号可以搜到每条的统计记录。

4.3用户首页点击查看图表分析统计，可以查看每月的返修统计的图表具体到环缝和纵缝的次数的多少处返修

4.31查看图表点击纵缝，和环缝会显示出对应的图表。

4.32点击右上角日历按钮，选择具体到年月的详情查看。

4.33具体到哪个项目的探伤返修次数占比每月次数的比例。

4.4用户首页点击右下角按钮，再点击返修记录可以查看当月返修记录详情。自动弹出的记录是与北京时间同步的，点击右上角日历选择月份查看。

4.4删除记录

用户在当月记录或者当日记录里长按一条记录可以删除那次的记录。

4.5清空记录的功能模块实现

用户点击右下方按钮，再点击设置里的清空记录，可以清空当月所有登记过的记录。

5 实现软件功能的作用

因为返修不返修严重影响着生产的质量和速度。通过统计记录每天的返修，到了月度总结的时候可以通过软件得出的那些地方返修次数较多，来提醒现场施工人员注意此筒节的焊缝质量问题，从而对其提出具体的改进措施。这样就可以尽量做到焊接时能多次改进。

6 体系结构设计

本项目采用MVC模式设计，系统分为三个基本部分：Model模型、View视图和Controller控制器。

单个Activity+多个fragment的架构可以让应用更加灵活，点击按钮跳转的响应速度更快，当一个Fragment被创建时，会经历以下状态：onAttach()--onCreate()--onCreateView()-- onActivityCreated()，当Activity处于运行状态时，在Activity的布局中动态加入。这样的创建方式使得逻辑处理上会更明确，清晰

7.总结

为了减少后续返工，返修的次数，负责塔筒的打砂前工序人员将质量把控，尤其是焊接质量作为主要的工作重点。本软件在实践过程中具体的应用，积累的经验为后续生产的效率提升

夯实了极其牢固的基础。

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