作者：由慶祝 張弘 夏曰濱

日前，哈電集團哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司（簡稱哈電電機）再傳捷報，由哈電電機開發(fā)的智能機器人首次實現(xiàn)了抽水蓄能機組轉(zhuǎn)輪的窄間隙焊接制造，焊縫一次探傷符合標(biāo)準(zhǔn)要求，成功實現(xiàn)了“零返修”。標(biāo)志著哈電電機在智能制造領(lǐng)域發(fā)電設(shè)備大型關(guān)鍵部件焊接制造技術(shù)上又取得了里程碑式的突破。

據(jù)介紹，輪被稱為水輪機的“心臟”，其制造質(zhì)量至關(guān)重要，直接影響到整臺機組的水力性能及使用壽命。傳統(tǒng)的焊接制造方法需要將產(chǎn)品加熱到100℃，焊工在炙熱的烘烤下手工進行焊接作業(yè)，實現(xiàn)高質(zhì)量焊接難度大，有時還會存在一定程度的返修。另外，轉(zhuǎn)輪狹長的流道、超厚的母材對焊接可達(dá)性也提出了不小的挑戰(zhàn)。同時，轉(zhuǎn)輪制造過程中龐大的焊接量加上手工焊傳統(tǒng)的V型坡口形式都讓焊接變形很難控制，想要高質(zhì)量地造出這顆“心臟”并不容易。

針對上述技術(shù)難點，焊接技術(shù)人員逐條剖析，通過對20多家國內(nèi)外機器人研發(fā)制造企業(yè)的走訪交流和對比分析，結(jié)合轉(zhuǎn)輪制造特點和難點，自主選型集成了機器人窄間隙氣體保護焊焊接系統(tǒng)。首次使用機器人焊接的轉(zhuǎn)輪，焊接坡口窄而深，僅憑肉眼很難觀察到焊接坡口底部，電流、電壓等各項參數(shù)的匹配尤為重要，稍有偏差就容易引發(fā)重大質(zhì)量問題。在經(jīng)過幾十塊試板和3個大型模擬件的工藝技術(shù)攻關(guān)后，技術(shù)人員得到了成熟的轉(zhuǎn)輪焊接工藝技術(shù)，并將其成功應(yīng)用到了轉(zhuǎn)輪焊接制造中。

在整個機器人窄間隙焊接技術(shù)開發(fā)過程中，為了使引進的智能化焊接系統(tǒng)更貼合轉(zhuǎn)輪焊接的特殊過程，技術(shù)人員大膽創(chuàng)新，自主對現(xiàn)有焊接槍體進行了適應(yīng)性改造，優(yōu)化保護氣體流道；還對控制軟件進行了二次開發(fā)，優(yōu)化焊槍電機運行控制，讓智能化焊接系統(tǒng)更好地適應(yīng)不同的操作環(huán)境，并為將來的遠(yuǎn)程遙控焊接打下了良好的基礎(chǔ)。

據(jù)統(tǒng)計，在材料使用方面，應(yīng)用機器人窄間隙技術(shù)進行轉(zhuǎn)輪焊接制造能夠大幅降低焊材使用量，相比傳統(tǒng)手工焊接節(jié)約60%左右，相比埋弧焊節(jié)約40%左右；在生產(chǎn)效率方面，機器人窄間隙技術(shù)優(yōu)勢明顯，焊接效率約為單個焊工的2倍；在產(chǎn)品質(zhì)量方面，機器人窄間隙技術(shù)能夠有效控制焊接變形，焊縫一次探傷完全滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，做到了“零返修”，相比于傳統(tǒng)手工焊接，質(zhì)量穩(wěn)定性得到了大幅提升。

操作者觀察焊接電弧與側(cè)壁咬合情況

技術(shù)人員調(diào)試設(shè)備