焊接核电站大厚壁管道的对接接头的方法技术

本发明专利技术涉及核电站建造领域，尤其涉及对核电站中的大厚壁管道组对形成的对接接头进行焊接的方法。为降低焊接难度，提高焊接效率及效果，本发明专利技术提出一种焊接核电站大厚壁管道的对接接头的方法，大厚壁管道的外径为450-1100mm，管壁厚度为30-100mm，管道组对形成从对接接头的0°位置处到180°位置处逐渐增大的组对间隙；焊接时进行背氩保护；进行熔融焊接以形成熔透焊道并逐渐增大焊接电流；支撑焊接形成多道支撑焊道，完成打底焊接；填充焊接，当焊缝的根部宽度≤10mm时，采用单层单焊道焊接；当焊缝的根部宽度>10mm时，采用单层多焊道焊接，直至填充焊接完成；盖面焊接形成盖面焊道，焊接完成。该焊接方法操作难度低，焊接效果好、效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核电站建造领域，尤其涉及对核电站中的大厚壁管道组对形成的对接 接头进行焊接的方法。
技术介绍
在建造三代核电站AP1000时，其中相互连通的设备均是通过管道连接起来。由于 核电站中的管道通常是由多个管段通过焊接连接形成。在对核电站中的主管道即大厚壁管 道中的相邻两个管段进行焊接连接时，通常是在管段的端部设置坡面，且两个相邻的管段 组对后形成单U型坡口。在焊接前期，焊缝的根部宽度随焊道层数的增加而变窄，甚至小于 5_，而焊接使用的钨极的直径通常为4_。这样，在焊接过程中，经常会出现沾钨现象，导致 焊接困难，焊接效率低。另外，由于焊道过窄，会导致焊接保护气体的保护效果较差，进而导 致焊缝氧化发黑。为提高焊接效率，提高保护气体的保护效果，避免焊缝氧化，本领域的技 术人员在对待焊接的管段进行组对时，增大了管段之间的组对间隙。这样，虽然能够避免沾 钨和焊缝氧化，提高了焊接效率及保护气体的保护效果，但是，由于组对间隙较大，使得焊 接时产生的电弧集中于坡口钝边，导致坡口钝边易因热量过于集中而被烧穿，进而导致管 段组对焊接无法完成。
技术实现思路
为避免管段的坡口钝边在焊接时烧穿，同时保证焊接效率及保护气体的保护效 果，本专利技术提出一种，且所述大厚壁管道的外径 为450-1100mm，管壁厚度为30-100mm，该方法采用TIG自动焊进行焊接并包括如下步骤： 步骤1、待焊接管道组对在对接接头处形成单U型的坡口，且该坡口的单边坡度为 4-6 °，坡口钝边之间的组对间隙为1. 5-2. 7_，且所述组对间隙从所述对接接头的0 °位 置处到所述对接接头的180°位置处逐渐增大；在所述组对间隙中设置多个点固块将所述 待焊接管道固定连接在一起；在所述坡口的背面设置保护气室，并向所述保护气室中充入 保护气体； 步骤2、从所述坡口的正面对所述对接接头进行打底焊接，先对所述坡口钝边进行 熔融焊接以形成熔透焊道，当焊接形成的熔透焊道接近点固块位置时停弧并去除点固块， 在去除点固块后重新起弧继续进行熔融焊接，直至熔融焊接完成，且在熔融焊接过程中逐 渐增大焊接电流；在熔透焊道上进行支撑焊接形成多道支撑焊道，完成打底焊接； 步骤3、打底焊接完成后，先在支撑焊道上进行填充焊接，当焊接形成的焊缝的厚 度大于15mm时，停止向所述保护气室中充入保护气体；当焊接形成的焊缝的根部宽度小于 或等于IOmm时，采用单层单焊道进行填充焊接；当焊接形成的焊缝的根部宽度大于IOmm 时，采用单层多焊道进行填充焊接，直至填充焊接完成；然后进行盖面焊接形成盖面焊道， 焊接完成。 采用该焊接方法对组对的管道的对接接头进行焊接时，对管道的组对精度要求较 低，组对方便。由于组对间隙较大，可避免在焊接过程中出现沾钨现象，降低了焊接操作难 度，从而提高焊接效率。在焊缝背面设置保护气室对焊缝进行背氩保护，可避免焊缝背面出 现氧化、咬边等现象，提高焊接效果；当焊缝厚度大于15mm时，后续焊接无法熔透焊接形成 的焊缝，无需继续进行背氩保护，此时停止向保护气室中充入保护气室，可节约保护气体， 降低焊接成本。在进行熔融焊接时，分段进行焊接，并逐渐增大焊接电流，可避免坡口钝边 在熔融焊接过程中被击穿，从而避免焊接失败。 优选地，在所述坡口的正面设置密封带对所述保护气室进行密封，并在熔融焊接 过程中拆除所述密封带。这样，在坡口的正面设置密封带，可以避免保护气室中的保护气体 从坡口中泄露，节约保护气体。 优选地，在所述步骤1中，所述保护气体为氩气或氩氦混合气，且所述氩氦混合气 中的氩气与氦气的体积比为3:7。 优选地，所述坡口的单边坡度为5°。 优选地，在所述步骤1中，所述组对间隙中设置有4个点固块，第一点固块位于所 述对接接头的45°位置，第二点固块位于所述对接接头的110°位置，第三点固块位于所 述对接接头的235°位置，第四点固块位于所述对接接头的315°位置。这样，点固块在对 接接头的0°位置和180°位置之间的连线的两侧并大体呈对称设置，既可以保证将组对 的待焊接管道通过点固块固定连接，又可以避免点固块位于组对间隙的最大和最小位置， 导致打底焊接时这两处焊缝无法收缩，影响焊接。 优选地，在所述步骤2中，进行熔融焊接时，从所述对接接头的0°位置开始起弧 并沿朝向所述第一点固块的方向进行焊接，焊接电流的峰值范围为70-90A、基值范围为 20-40A，直至焊接形成的熔透焊道接近所述第一点固块，停弧并去除所述第一点固块； 去除所述第一点固块后，重新起弧并沿着朝向所述第二点固块的方向继续焊接， 且重新起弧时的焊接电流的峰值范围为90-110A、基值范围为40-60A，并逐渐增大焊接电 流的峰值和基值，且当焊接形成的熔透焊道接近位所述第二点固块时，所述焊接电流的峰 值范围为110-130A、基值范围为60-80A，停弧并去除所述第二点固块； 去除所述第二点固块后，保持焊接电流的峰值范围为110-130A、基值范围为 60-80A，重新起弧并沿着朝向所述第三点固块的方向继续进行焊接，直至焊接形成的熔透 焊道接近第三点固块，停弧并去除所述第三点固块； 去除所述第三点固块后，重新起弧并沿着朝向所述第四点固块的方向继续进行焊 接，且重新起弧时的焊接电流的峰值范围为110-130A、基值范围为60-80A，逐渐增大焊接 电流的峰值和基值，且当焊接形成的熔透焊道接近所述对接接头的270°位置时，焊接电流 的峰值范围为125-145A、基值范围为75-95A，并保持该焊接电流直至焊接形成的熔透焊道 接近所述第四点固块，停弧并去除所述第四点固块； 去除所述第四点固块后，重新起弧并沿着朝向所述对接接头的0°位置的方向继 续进行焊接，并保持焊接电流的峰值范围为125-145A、基值范围为75-95A，直至焊接至所 述对接接头的〇°位置处，熔融焊接完成。 采用这种方式进行熔融焊接，既可以保证坡口钝边在熔融焊接过程中能够被焊 透，又能够避免坡口钝边尤其是对接接头180°位置处的坡口钝边在熔融焊接过程中被烧 穿，从而使焊接质量得到保证。 优选地，在熔融焊接过程中，对所述焊接电流的峰值和基值进行调节时，每一次调 节后，焊接电流的增大量为5A。 优选地，所述步骤2中，进行支撑焊接时，在所述熔透焊道上进行焊接依次形成5 道支撑焊道，且焊接形成第一支撑焊道时，所述焊接电流的峰值范围为160-180A、基值范 围为60-80A ;焊接形成第二支撑焊道时，所述焊接电流的峰值范围为170-190A、基值范围 为70-90A ;焊接形成第三支撑焊道时，所述焊接电流的峰值范围为205-225A、基值范围为 105-125A ;焊接形成第四支撑焊道时，所述焊接电流的峰值范围为225-245A、基值范围为 105-125A ;焊接形成第五支撑焊道时，所述焊接电流的峰值范围为255-275A、基值范围为 110-130A。 优选地，在所述步骤3中，进行填充焊接时，当焊缝根部宽度为5-6mm时，所述焊接 电流的峰值范围为240-280A、基值范围为130-170A ;当焊缝根部宽度为6-7mm时，所述焊接 电流的峰值范围为255-295A、基值范围为150-190A ;当焊缝根部宽度为7-8mm时，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接核电站大厚壁管道的对接接头的方法，且所述大厚壁管道的外径为450‑1100mm，管壁厚度为30‑100mm，其特征在于，该方法采用TIG自动焊进行焊接并包括如下步骤：步骤1、待焊接管道组对在对接接头处形成单U型的坡口，且该坡口的单边坡度为4‑6°，坡口钝边之间的组对间隙为1.5‑2.7mm，且所述组对间隙从所述对接接头的0°位置处到所述对接接头的180°位置处逐渐增大；在所述组对间隙中设置多个点固块将所述待焊接管道固定连接在一起；在所述坡口的背面设置保护气室，并向所述保护气室中充入保护气体；步骤2、从所述坡口的正面对所述对接接头进行打底焊接，先对所述坡口钝边进行熔融焊接以形成熔透焊道，当焊接形成的熔透焊道接近点固块位置时停弧并去除点固块，在去除点固块后重新起弧继续进行熔融焊接，直至熔融焊接完成，且在熔融焊接过程中逐渐增大焊接电流；在熔透焊道上进行支撑焊接形成多道支撑焊道，完成打底焊接；步骤3、打底焊接完成后，先在支撑焊道上进行填充焊接，当焊接形成的焊缝的厚度大于15mm时，停止向所述保护气室中充入保护气体；当焊接形成的焊缝的根部宽度小于或等于10mm时，采用单层单焊道进行填充焊接；当焊接形成的焊缝的根部宽度大于10mm时，采用单层多焊道进行填充焊接，直至填充焊接完成；然后进行盖面焊接形成盖面焊道，焊接完成。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯英超，申浩，李竹渊，范凯，张东辉，张伟栋，张岩，
申请(专利权)人：中国核工业二三建设有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11