[发明专利]接管无铋不锈钢药芯焊丝气体保护焊工艺

说明书

技术领域

本发明涉及接管环向焊接工艺，具体涉及规则形状接管的内表面、外表面、端面、圆角、内环缝、外环缝等的环向无铋不锈钢药芯焊丝气体保护焊。

背景技术

AP1000蒸汽发生器下封头上设有进口接管、出口接管、人孔和PRHR接管，接管尺寸从Φ_内296～Φ_内836.7不等。这些接管的内表面、接管的内表面与封头弧面相贯的圆角要求堆焊奥氏体不锈钢，以满足设备运行过程中的耐蚀要求。

对于此类接管内表面堆焊层的施焊，国内外同行业都采用焊条电弧焊自动钨极氩弧焊（简称A-GTAW），该方法焊接过程稳定，焊缝成形良好，焊接质量好，但是焊接速度慢，焊缝金属熔敷效率低，生产效率低，而且氩气较贵，生产成本较高。

相对而言，药芯焊丝气体保护焊焊缝金属熔敷效率高，焊接速度快，接管堆焊效率比A-GTAW高。药芯焊丝由薄钢带卷绕形成的钢管内填充焊剂制成，其中焊剂包括除氧剂、除氮剂、焊渣形成剂、电弧稳定剂、合金元素和气体形成剂等，焊渣形成剂中通常包含金属铋化合物如氧化铋等，其能提高焊缝金属的脱渣性，是不锈钢药芯焊丝改善脱渣性的重要组分。

但是，AP1000蒸汽发生器设计文件规定使用的不锈钢药芯焊丝Bi%≤0.002，对于药芯焊丝的焊剂成分有特别限制。由于药芯焊丝成分的限制，导致该焊材焊接时工艺性难以得到保证。AP1000蒸汽发生器要求不锈钢堆焊层焊后应经过100%PT和100%UT直射波和斜射波检测，不得有超标缺陷；距离熔合线4.8mm的堆焊层的化学成分应保证C%≤0.08%，Cr%在18%～25%之间，Ni%在8%～14%之间，Co%≤0.05%；距离熔合线4.8mm的堆焊层的铁素体含量在5～20FN之间；距离熔合线4.8mm的堆焊层的应无晶间腐蚀倾向；堆焊层和热影响区还应通过冷弯性能测试。为保证这些指标的要求，必须通过系统的研究焊接工艺参数对焊接质量的影响，制定出合理的焊接工艺。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，对焊接操作机改造，在其横梁的一端固定具有T型槽的连接板，经T型槽卡设具有滑轨的过渡框，在滑轨上安装机械臂回转机构，其底端安装横臂梁，在横臂梁底部固定延长臂，延长壁底端连接有紧固件，在紧固件上安装焊炬锁紧块，其中放置焊炬，通过控制机械臂回转机构在滑轨上移动及其自身的旋转、升降，以及延长臂在横臂梁上的横向移动，可以调整焊炬的空间位置，通过调整紧固件与焊炬锁紧块的相对位置，可以调整焊炬角度和旋转半径，将该改进的焊接装置用作接管无铋不锈钢药芯焊丝气体保护焊用焊接装置，通过协同作业，可以方便地完成焊接操作，而且，通过将焊接电流、电压、焊丝干伸长度等参数进行匹配，开发出能够进行稳定焊接的无铋不锈钢药芯焊丝气体保护焊工艺，其适用于规则形状接管的诸如内表面、外表面、端面、圆角、内环缝、外环缝等的环向无铋不锈钢药芯焊丝气体保护堆焊，整套焊接工艺全部采用自动堆焊焊接，焊接过程稳定，焊缝成形美观，生产率较A-GTAW提高6～7倍，从而完成本发明。

本发明的目的在于提供以下方面：

第一方面，本发明提供一种接管无铋不锈钢药芯焊丝气体保护焊工艺，其中接管为规则圆形接管，

所述工艺中使用以下焊接装置：该装置包括具有T型槽11的连接板1，其T型槽11固定于焊接操作机横梁的一端，经T型槽卡设具有T型连接端21的过渡框2，在过渡框上设置与T型槽21垂直的滑轨22，在滑轨上安装机械臂回转机构，其底部安装横臂梁3，横臂梁具有沿其长度方向开设的T型槽31，机械臂回转机构底端卡设于横臂梁的T型槽31中，在横臂梁底部固定延长臂4，延长壁底端安装紧固件5，在紧固件下部通过连接件连接焊炬锁紧块6，焊炬锁紧块中锁紧夹持焊炬，

所述无铋不锈钢药芯焊丝中，铋的重量百分含量Bi%＜0.001。

所述工艺包括以下步骤：

（1）调整焊炬的回转中心与接管轴线重合，使得焊炬与接管的同心度在0～1mm；

（2）将焊炬旋转半径、换道提升量和焊接速度等信息存入控制柜中；

（3）将焊接电流和焊接电压通过控制盒存入焊接电源内；

（4）将焊炬空转检查，确保焊炬的回转、自动换道时的提升顺畅；

（5）设置焊接参数，进行焊接：其中，焊接参数如下所述：药芯焊丝直径Φ1.0mm～1.4mm，焊接电流170～220A，焊接电压27～33V，焊接速度350～550mm/min，焊丝干伸长度15～20mm，CO₂气体流量15-25L/min。