[发明专利]一种用于焊接非能动核电站钢制安全壳的焊接方法

说明书

技术领域

本发明属于金属焊接的技术领域，具体涉及一种用于焊接非能动核电站钢制安全壳的焊接方法。

背景技术

非能动核电站是指在发生紧急事故时，不需要外部应急电源，而靠重力、势能(高位水箱)、自然循环和蒸发等自然现象，驱动冷却水冷却反应堆和钢制安全壳，把热量带出去的核电站，可保障72小时内无需人为干预。钢制安全壳是非能动核电站的安全隔离系统的重要组成部分，图1为钢制安全壳的结构示意图，如图1所示，钢制安全壳包括顶封头63、筒体64和底封头65。筒体64高73米，直径为43米，共由144块弧板焊接而成；顶封头63和底封头65分别由82块瓜瓣状板材焊接而成；上述弧板和瓜瓣状板材的主要材料是SA738Gr.B,厚度在45-55毫米之间。目前焊接钢制安全壳时，通常采用的坡口形式为双V型，使用脉冲MAG(Metal Active Gas Arc Welding，熔化极活性气体保护电弧焊)的焊接方法；图2为现有技术焊接钢制安全壳采用的坡口的结构示意图，如图2所示，两个待焊接的母材61之间的坡口为双V型结构，坡口底部设有钝边62，焊接时从坡口底部的钝边开始先打底焊接，再多层填充焊接，最后进行盖面焊接；在焊接过程中，熔化的焊材会热胀冷缩，熔化的焊材冷缩时会对母材产生拉力，现有技术的焊接方法是从坡口底部钝边开始，一层一层向上焊接，这样熔化的焊材给母材的拉力一直在使两个母材互相靠近，导致焊接完成后，母材容易发生焊接变形，影响焊接质量。

发明内容

为了解决目前的焊接钢制安全壳的方法容易产生焊接变形的问题，本发明提出一种用于焊接非能动核电站钢制安全壳的焊接方法，以避免产生焊接变形，提高焊接质量。

本发明的焊接方法包括以下步骤：

(1)对母材开坡口，该坡口包括上部和下部；所述坡口的上部和下部分别为V型结构，所述坡口的上部和下部关于母材的中线对称；所述坡口的组对间隙为2-4.5毫米；

(2)对母材预热；

(3)采用手工焊或自动焊，对母材进行点焊；

(4)对所述坡口的上部和下部交替进行焊接，直至坡口焊接完成。

其中，所述步骤(4)中，对所述坡口的上部和下部交替进行焊接的过程为：

(1)对坡口的上部打底焊接，然后对该部分填充焊接，填充2-3层；

(2)对坡口的下部打底焊接，然后对该部分填充焊接，填充2-3层；

(3)对坡口上部继续填充焊接，直至该部分的盖面焊接完成；

(4)对坡口下部继续填充焊接，直至该部分的盖面焊接完成。

其中，所述步骤(4)中，对所述坡口的上部和下部交替进行焊接的过程为：

(1)对坡口的上部打底焊接，然后对该部分填充焊接，填充2-3层；

(2)对坡口的下部打底焊接，然后对该部分填充焊接，填充2-3层；

(3)对坡口上部继续填充焊接，填充2-3层，然后对坡口下部继续填充焊接，填充2-3层，重复本步骤，直至坡口的上部和下部的盖面焊接完成。

其中，所述步骤(3)中，采用自动焊对母材进行点焊，焊接参数为：电流120-160A，电压20-28V，焊接速度1.5-3.0inch/min,送丝速度140-170inch/min，摆动幅度10-20mm，摆动速度8Hz，保护气体流量20-30L/min；或者采用手工焊对母材进行点焊，焊接参数为：电流130-150A，电压18-30V，焊接速度1.5-4.0inch/min,摆动幅度10-20mm，摆动速度6Hz。

其中，打底焊接的焊接参数为：电流110-140A，电压20-30V，焊接速度3.0-8.0inch/min,送丝速度140-170inch/min，摆动幅度10-20mm，摆动速度8Hz，保护气体流量20-30L/min；填充焊接的焊接参数为：电流120-140A，电压20-30V，焊接速度2.0-7.0inch/min,送丝速度130-180inch/min，摆动幅度14-21mm，摆动速度7Hz，保护气体流量24-40L/min；盖面焊接的焊接参数为：电流120-135A，电压22-26V，焊接速度2.0-7.5inch/min,送丝速度120-160inch/min，摆动幅度20-25mm，摆动速度5-10Hz，保护气体流量30-40L/min。

其中，在填充焊接过程中，当焊缝宽度为2-20毫米时，采用单层单道焊接；当焊缝宽度超过20毫米时，采用压道焊接。

其中，所述坡口的上部和下部分别为单V型结构，该单V型结构的角度为30-50度。