[發(fā)明專利]一種GIL/GIS母線殼體及其攪拌摩擦焊接工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710213044.6
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN107052561B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 陳曉凌;陳曉鳴;楊坤;陳建國
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇安靠智能輸電工程科技股份有限公司;江蘇凌瑞電力科技有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/24
• 代理公司: 北京國電智臻知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11580
• 代理人: 吳紅飛

本發(fā)明涉及一種GIL/GIS母線殼體及其攪拌摩擦焊接工藝，其特征在于，所述殼體為由一塊鋁制長條形板材折圓/卷圓成筒體，并通過攪拌摩擦焊連接其合縫位置，筒體的一端或兩端通過攪拌摩擦焊與端部部件連接，所述筒體的長度小于等于20000mm，所述筒體的壁厚小于等于16mm，所述殼體電壓等級小于等于1100kV。本發(fā)明采用折圓(卷圓)的方式將板材折圓(卷圓)并通過攪拌摩擦焊接，解決大直徑、大長度、高質(zhì)量GIL/GIS鋁合金筒體常規(guī)工藝無法制造的問題。所制造的鋁合金筒體具有精度高、效率高、焊縫長度短、質(zhì)量穩(wěn)定、成本低、綠色環(huán)保、自動化程度高、對環(huán)境要求低等諸多優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及高壓輸電線路筒體制造領域，特別是一種用于高電壓(110kV～1100kV)GIL、GIS線路的殼體及其攪拌摩擦焊接工藝。

技術背景

GIL/GIS氣體母線殼體多采用鋁合金筒，鋁合金筒的主要制造方法包括熱擠壓筒、冷擠壓筒、康福姆擠壓筒、熱軋筒、冷軋筒、冷拉筒、旋壓筒、冷彎筒、焊接筒、螺旋筒、盤筒拉伸筒、雙金屬筒、粘結(jié)筒。本發(fā)明涉及的殼體采用鋁合金，最大直徑1000mm，最大長度20m，最大壁厚16mm，電壓等級可達1100kV，折圓(卷圓)技術、攪拌摩擦焊技術。

目前，GIL電壓等級覆蓋73～1200kV，全世界范圍內(nèi)投用總長度200km，其中550kV和420kV應用最普遍。僅美國和委內(nèi)瑞拉研制出應用于1200kV的GIL殼體，國內(nèi)用于1100kV電壓等級的GIL殼體仍是技術空白。

鋁合金擠壓筒采用連續(xù)擠壓法，其最大外徑小于600mm，由于壓機噸位，模具設計，穿孔針強度及剛性，限制了筒的直徑、長度、壁厚、表面質(zhì)量，即使能擠壓出直徑600mm筒材，其材質(zhì)、狀態(tài)、表面質(zhì)量均不能達到GIL殼體的設計要求，而長度也無法超過6m。軋制筒的軋制坯料一般采用熱擠壓方法生產(chǎn)，所以軋制筒無法滿足要求。

焊接筒適用大、中直徑薄壁筒，效率高成本低，均采用熔焊技術，鋁合金的熔化焊性能較差，特別是高強度鋁合金通常合金含量較高，其熔化焊接的性能更差，尤其是焊接厚度超過20mm左右后，熔化焊較難得到高質(zhì)量的焊縫，且焊縫性能強度系數(shù)通常只有0.5～0.7，而螺旋焊筒采用熔化焊技術，其焊縫長度增加數(shù)倍，當焊縫較長時，更難得到質(zhì)量一致的性能穩(wěn)定的焊縫，而且熔焊極易形成裂紋、固體夾雜、未熔合和未焊透等缺陷，而且焊接效率低、能耗高、成本高、對作業(yè)人員身體有一定的危害。

市場上的常規(guī)卷板機可卷長度一般小于6米，當長度大于6米時輥的剛性難以保證，同時在設計時考慮輥的強度往往需要將輥設計成橄欖形狀，從而導致筒體兩端的圓度誤差大于4mm，難以滿足實際的工藝需求。

因此，必須有一套既能滿足GIL/GIS技術要求又能得到高質(zhì)量殼體制造的整體工藝方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種GIL/GIS母線殼體，其特征在于，所述殼體為由一塊鋁制長條形板材折圓/卷圓成筒體，并通過攪拌摩擦焊連接其合縫位置，筒體的一端或兩端通過攪拌摩擦焊與端部部件連接，所述筒體的長度小于等于20000mm，所述筒體的壁厚小于等于16mm，所述殼體電壓等級小于等于1100kV。

進一步地，所述合縫位置是直縫、曲線縫。

進一步地，所述焊縫寬度由10～30mm，焊接深度2～16mm。

進一步地，端部部件可以為法蘭、筒體或其他部件。

本發(fā)明還提供一種GIL/GIS母線殼體的攪拌摩擦焊接工藝，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將成型好的鋁制板材用折圓機折圓/卷圓成筒體；

步驟2：將折圓/卷圓后的筒體進行校圓，并組對；