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       重型機器是國之重器，是工業(yè)重要的基礎，也是國家工業(yè)能力的重要標志，焊接工藝和技術則是重型機器制造的重要保障。上海重型機器廠有限公司在重型機器制造方面有著驕人的業(yè)績和輝煌的歷史，在產品制造和企業(yè)發(fā)展進程中，焊接工藝和技術與時俱進，所取得的成果也是重型機器行業(yè)的科技創(chuàng)新的一個縮影，值得介紹和銘記。

       上海重型機器廠始建于1934年，2004年改制為上海重型機器廠有限公司（以下簡稱上重公司），是國家機械工業(yè)大型骨干企業(yè)，擁有國家認定的企業(yè)技術中心。

       上重公司焊接技術發(fā)展歷程，與產品技術的發(fā)展息息相關。

       上重公司經過幾十年的發(fā)展，公司的主要產品從電站制粉設備（中速磨、鋼球磨、風扇磨）、重型機械裝備（冶金設備、鍛壓設備、水泥礦山設備等）、特種裝備（雷達天線、艦船裝備、航天配套設備等），到產業(yè)鏈涉及電力、重工、冶金和軍工等領域。焊接技術也得到了積累、應用和發(fā)展，從開始的手工電弧焊、電渣焊、到現在埋弧自動焊、二氧化碳氣保護焊、氬弧焊（MIG/MGA焊）和碾磨堆焊等，多種焊接方法和技術在上重公司被廣泛應用。

       特別值得一提的是，從上世紀60年代的我國首臺120MN自由鍛造水壓機的誕生(俗稱萬噸水壓機)，到如今的各類壓機、汽輪機轉子和立輥軋機機架等其它的重要的機械產品的交付，所采用的電渣焊工藝功不可沒。此工藝在重機行業(yè)一直延續(xù)至今，是重型機器制造中的核心焊接工藝技術。上重公司的電渣焊的技術路線，在國內處于領先地位，乃至到國外，像日本等國家，與中國合作制造的冶金行業(yè)的轉爐托圈，首選的必要條件，應具備電渣焊焊接技術方法。

       另外，上重公司的能源設備磨煤機產品從上世紀80年代起，在引進技術的基礎上，根據中國國情，經過了消化吸收和二次技術創(chuàng)新，自主開發(fā)設計出了一系列新型磨煤機，技術和性能達到世界先進水平.其中碾磨堆焊，是中國市場的開拓者。目前產品國內投運量占有率超過60%，同時出口到印度、泰國、印尼、越南、巴西、土耳其、巴基斯坦等多個國家。至今，累計制造HP中速磨煤機5000多臺，為國內外近300家電廠的50MW-1000MW及以上機組配套使用。其運行可靠性強，維修簡單，維修費用低，更受用戶的歡迎。上重公司生產的磨煤機連續(xù)十一年獲得電力可靠性指標發(fā)布會公布的磨煤機運行可靠性指標第一名，被國家電力公司推薦為300MW、600MW、1000MW及以上火電機組配套產品，先后獲得“國家重點新產品”、“上海名牌產品”以及“上海市科技進步獎”等稱號。

       在全國科技活動周期間，上重公司在此介紹電渣焊技術在12000tf自由鍛造水壓機中的應用，和碾磨堆焊技術在能源設備磨煤機中的應用，展示焊接技術的應用對國之重器的重型機器發(fā)展所取得的成果。

電渣焊技術在12000tf

自由鍛造水壓機中的應用

       上重公司的120MN自由鍛造水壓機和165MN自由鍛造油壓機是焊接中，電渣焊的成功典范。電渣焊是利用電流通過液體熔渣產生的電阻熱量為熱源，將工件和填充金屬熔合成焊縫的垂直位置的焊接方法。

       電渣焊適用于焊接厚度較大的焊縫、不宜采用埋弧自動焊或電弧焊的某些曲線或曲面焊縫、受現場施工或起重設備的限制且須在垂直位置焊接的焊縫、大面積的堆焊、某些焊接性差的金屬（如高碳鋼、鑄鐵）的焊接等。壁厚大于50mm的各類箱形、圓筒形,大斷面及其它類型的重型構件,采用電渣焊結構在技術經濟上是較合適的，采用板-焊，鍛-焊或鑄-焊結構取代整鍛,整鑄結構,從而使設計的零件可以不受鑄、鍛設備噸位級的限制。在60年代初制造成的120MN萬噸水壓機就是一個突出的例子。

       120MN水壓機的案例下橫梁,由于重量很大,國際上采用 “鑄鋼件分塊組合式結構”,即用5~7塊一百噸左右鑄鋼件經過機械加工后，再用大螺絲緊固組合在一起,重達540余噸,生產時需特大型煉鋼,鑄造設備及車間。上重公司的12000tf自由鍛造水壓機下橫梁，采用鋼板焊接結構,梁體僅重260T左右，節(jié)約了大量金屬,大大降低了成本,生產周期也大為縮短。并且，開創(chuàng)了在沒有特大型煉鋼及鑄造設備條件下采用拼焊結構的方法生產特大型機器零部件的范例。下橫梁梁體構架及柱套部分全部采用80mm鋼板電渣焊接而成，每條焊縫長約4m,焊接時間約4~6h（T字接頭焊接較慢）。然后再蓋上厚120mm的上、下蓋板。蓋板與構架之間的全部焊縫也采用電渣焊接，下橫梁共有近200條電渣焊縫，焊縫總長500m,最長電渣焊縫（上蓋板與構架縱焊縫）長10m。4條焊縫同時焊接，一次焊成，是目前世界上已焊成的最長電渣焊焊縫。

      鋼板越厚，焊縫越長，采用電渣焊焊接越經濟合理。

      立輥軋機機架,材料ZG35鋼，凈重180t，約300t鋼水才能整體鑄造。因當時上重公司鑄造無此能力，故改為11個鑄件，結構較復雜，由左，右牌坊及前、后之上、下橫梁組成，機架上、下橫梁分段處為空心斷面。為適應電渣焊工藝需要，在焊接接頭部分將其空心斷面鑄成矩形斷面，形成長寬高均符合工藝要求的焊接斷面坡口。先焊接接頭I,然后再翻身焊接，均采用多熔嘴電渣焊。其熔嘴與熔嘴板的排列尺寸及引弧底板尺寸必須一致。機架電渣焊焊成后其最大焊縫厚度為960mm，長2m。焊后要進行正火-回火熱處理。目前，上重公司已制造的整體機架的凈重已達到的350t,鋼水用量達500t。

3．鍛焊結構焊接

       汽輪發(fā)電機轉子，大型核電站及火電站的汽輪機轉子往往需要500~600t或更大的鋼錠鍛造。這種特大型鋼錠生產設備復雜，質量難以保證。近年來，國際上制造鍛焊結構的大型轉子，有采用雙極串聯寬間隙、厚板極電渣熔焊方法，將數個直徑Ф1500mm的鋼錠拼焊成大型鍛件。我國也用類似方法拼接大型鍛件，并能保證焊接接頭的化學成分、金相組織、力學性能和母材基本一致。

4．大型水壓機工作缸焊接

120MN自由鍛造水壓機和165MN自由鍛造油壓機中的工作缸，均采用鍛-焊結構,材質為25鋼.采用絲極電渣焊將三段拼焊而成,由于缸體各段長度與直徑尺寸相近,故二條電渣焊環(huán)縫不必采取反變形措施。但為了減少缸體軸線方向上的總變形量，二條電渣焊縫引弧位置應交叉180度。由于缸體壁厚大于200mm，為減少冒口部分的切割量，采用了斗式引弧板引弧。

5．結束語

       1962年120MN自由鍛造水壓機建成后,上重公司大型鍛件從無到有,一直以來為我國大型裝備大鍛件提供了有力的支持,如秦山一期核電工程蒸發(fā)器和穩(wěn)壓器大型鍛件、國內首臺560噸加氫反應器鍛件、國內首支600MW火電低壓轉子等。在中國制造中,創(chuàng)造了多個中國第一的奇跡。

       165MN自由鍛造油壓機是當時世界上鍛造能力、鍛造水平最高的自由鍛造油壓機。壓機建成后,上重公司為中國核電、火電、水電、石化等裝備提供所需的大型鍛件，堪稱世界一流。

       165MN油壓機，2009年獲得了 上海市科技進步一等獎，2009年獲得了中國機械工業(yè)科學技術特等獎和2008年中國（上海）國際工業(yè)獲你博覽會金獎等。

120MN自由鍛造壓機的成果展示

165MN自由鍛造壓機成果展示