核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法，其包括以下步骤：1)使乏燃料水池不锈钢覆面母材的相对端部形成焊接前组合坡口，组合坡口包括上坡口和下坡口，上坡口底部连接下坡口顶部；2)进行打底不加丝焊接，形成根部焊道；3)对下坡口和上坡口进行加丝填充焊接，形成填充焊道；以及4)对上坡口的顶部进行加丝盖面焊接。相对于现有技术，本发明专利技术核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法中，自动焊工艺的坡口窄，焊接熔敷金属的填充量小，焊接成本相对比较低；自动焊工艺的坡口可以实现多层单道焊，可降低现场操作难度，降低对高水平焊工的依赖；自动焊工艺焊接效率高，每道焊口的焊接周期相对短。

【技术实现步骤摘要】
核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法
本专利技术属于核电
，更具体地说，本专利技术涉及一种核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法。
技术介绍
压水堆核电站乏燃料水池位于核燃料厂房内，其功能主要是用于长期贮存乏燃料，为核燃料的装卸、运输和贮存等一系列工艺操作提供场所。在核电站服役阶段，核电站乏燃料水池一直充满含硼水，为核设备运行提供适宜的清洁环境，阻止放射性物质渗入核电站内部的混凝土结构，核电站运行期间必须能保证乏燃料水池不产生泄漏。因此，核电站乏燃料水池的建造质量好坏直接影响核电站运行的安全性。相关技术的核电站在不同阶段都容易发生水池泄露的问题或事故，众多水池失效案例表明泄漏事故大多直接或间接与建造期间的焊接原始缺陷相关，因此，提高覆面焊接质量对保证钢覆面运行的质量意义重大。目前，相关核电站乏燃料水池不锈钢覆面的焊接主要采用手工焊丝氩弧焊工艺，坡口形式为带垫板的V形坡口，焊接采用单层多道焊。但是，相关核电站乏燃料水池不锈钢覆面的焊接方法存在以下缺陷：手工焊接工艺的坡口宽、组对间隙大，焊接熔敷金属的填充量大；手工焊接工艺的坡口形式和尺寸决定了在进行焊接时采用多层多道焊进行焊接，焊接周期相对较长；采用手工焊接工艺，焊工工作量大、焊接环境差且焊接质量受焊工水平影响大；采用带垫板焊接工艺，增加了结构复杂度，现场施工复杂，在焊缝根部两侧容易产生根部未熔合问题。有鉴于此，确有必要提供一种可提高焊接效率、减少焊接填充材料的核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法。
技术实现思路
脉冲惰性气体保护电弧焊是焊接质量较好的方法之一，其在工作时，由自动送丝机构送进焊丝，保护气体使用氩气、氦气等惰性气体，根据设定的参数自动行走焊接。相比于目前核电工程普遍采用的手工电弧焊，气体保护电弧焊可以降低焊接热输入量、改善焊缝成型、提高焊缝质量，并且大幅度提高焊接效率(焊接材料熔敷率超过12kg/h)。脉冲对熔池的搅拌作用也有利于消除气孔等焊接缺陷，自动焊代替手工焊避免了人为因素对焊接质量的不利影响，使焊接接头产生缺陷可能性得到有效降低和控制，更易一次性获得符合核安全设备使用性能的优质焊接接头。本专利技术将脉冲惰性气体保护电弧焊引入核电工程，采用的脉冲惰性气体保护电弧焊焊机包括焊接电源、电视监控系统、遥控器、焊接机头、温控系统、磁控系统、焊接轨道及焊枪。其中，焊机电源是一种逆变电源，具有弧长自动控制、实时监控、焊枪横摆控制、叠加高频脉冲等功能。脉冲惰性气体保护电弧焊可调工艺参数多，能够精确控制焊接热输入以及熔池的形状和尺寸，可以用较低的热输入获得较大的熔深，从而减少焊接热影响区和焊件变形。基于以上分析，本专利技术的目的在于：提供一种可提高焊接效率、减少焊接填充材料的核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法，其包括以下步骤：1)使乏燃料水池不锈钢覆面母材的相对端部形成焊接前组合坡口，组合坡口包括上坡口和下坡口，上坡口底部连接下坡口顶部；2)进行打底不加丝焊接，形成根部焊道；3)对下坡口和上坡口进行加丝填充焊接，形成填充焊道；以及4)对上坡口的顶部进行加丝盖面焊接。作为本专利技术核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法的一种改进，步骤1)中，所述上坡口的顶部宽度范围为4.0～4.5mm，所述下坡口的顶部宽度范围为3.5～4mm，所述下坡口的高度范围为2～3mm。作为本专利技术核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法的一种改进，步骤2)中，焊接电源的电压峰值的范围为10V～18V，电流基值的范围为60A～120A，电流峰值的范围为180A～220A，焊丝的基值送丝速度为20～50inch/min，焊丝的峰值送丝速度为100～120inch/min，焊接的速度为4～6inch/min。作为本专利技术核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法的一种改进，步骤3)中，焊接电源的电压峰值的范围为12V～18V，电流基值的范围为120A～180A，电流峰值的范围为220A～260A，焊丝的基值送丝速度为30～45inch/min，焊丝的峰值送丝速度为80～90inch/min，焊接的速度为4～6inch/min。作为本专利技术核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法的一种改进，步骤4)中，焊接电源的电压峰值的范围为12V～18V，电流基值的范围为120A～140A，电流峰值的范围为200A～220A，焊丝的基值送丝速度为20～30inch/min，焊丝的峰值送丝速度为60～80inch/min，焊接的速度为3～5inch/min。作为本专利技术核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法的一种改进，焊接填充材料在送丝过程中采用温控系统进行加热，加热温度为200℃-300℃。作为本专利技术核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法的一种改进，采用磁控系统平衡焊接磁场。作为本专利技术核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法的一种改进，所述焊接母材材料为不锈钢，焊接的保护气体为氩气气体。作为本专利技术核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法的一种改进，所述自动焊接方法采用脉冲惰性气体保护电弧焊。作为本专利技术核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法的一种改进，步骤4)中，盖面焊接采用线性焊道或摆动焊道。作为本专利技术核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法的一种改进，步骤4)中，从剩余焊缝厚度1～2mm开始，进行盖面焊接。作为本专利技术核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法的一种改进，所述核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法的可焊接壁厚范围3mm～10mm。作为本专利技术核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法的一种改进，以质量百分比计，所述核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法采用的焊丝含有≤0.030％的C、0.65～0.80％Si、1.00～2.50％Mn、0.008～0.015％S、12.00～14.00％Ni、18.00～20.00％Cr、2.00～3.00％Mo、≤0.10％Cu、≤0.020％P、≤0.10％Co、≤0.0018％B和6～12％铁素体。相对于现有技术，本专利技术核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法具有以下优点：自动焊工艺的坡口窄，焊接熔敷金属的填充量小，焊接成本相对比较低；自动焊工艺的坡口可以实现多层单道焊，可降低现场操作难度，降低对高水平焊工的依赖。自动焊工艺焊接效率高，每道焊口的焊接周期相对短。自动焊工艺采用单面焊双面成形工艺，可以覆盖现场不能安装垫板的不锈钢覆面焊接，并可提高根部熔合质量。附图说明下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法进行详细说明，其中:图1是本专利技术核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法中安全壳坡口结构示意图。图2是本专利技术核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法的焊接示意图。具体实施方式为了使本专利技术的专利技术目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本专利技术，并非为了限定本专利技术。请参照图1和图2所示，本专利技术提供了一种核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法，其包括以下步骤：1)使乏燃料水池不锈钢覆面母材的相对端部形成焊接前组合坡口，组合坡口包括上坡口和下坡口，上坡口底部连接下坡口顶部；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：1)使乏燃料水池不锈钢覆面母材的相对端部形成焊接前组合坡口，组合坡口包括上坡口和下坡口，上坡口底部连接下坡口顶部；2)进行打底不加丝焊接，形成根部焊道；3)对下坡口和上坡口进行加丝填充焊接，形成填充焊道；以及4)对上坡口的顶部进行加丝盖面焊接。

【技术特征摘要】
1.一种核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：1)使乏燃料水池不锈钢覆面母材的相对端部形成焊接前组合坡口，组合坡口包括上坡口和下坡口，上坡口底部连接下坡口顶部；2)进行打底不加丝焊接，形成根部焊道；3)对下坡口和上坡口进行加丝填充焊接，形成填充焊道；以及4)对上坡口的顶部进行加丝盖面焊接。2.根据权利要求1所述的核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法，其特征在于，步骤1)中，所述上坡口的顶部宽度范围为4.0～4.5mm，所述下坡口的顶部宽度范围为3.5～4mm，所述下坡口的高度范围为2～3mm。3.根据权利要求1所述的核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法，其特征在于，步骤2)中，焊接电源的电压峰值的范围为10V～18V，电流基值的范围为60A～120A，电流峰值的范围为180A～220A，焊丝的基值送丝速度为20～50inch/min，焊丝的峰值送丝速度为100～120inch/min，焊接的速度为4～6inch/min。4.根据权利要求1所述的核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法，其特征在于，步骤3)中，焊接电源的电压峰值的范围为12V～18V，电流基值的范围为120A～180A，电流峰值的范围为220A～260A，焊丝的基值送丝速度为30～45inch/min，焊丝的峰值送丝速度为80～90inch/min，焊接的速度为4～6inch/min。5.根据权利要求1所述的核电站乏燃料水池不锈钢覆面自动焊接方法，其特征在于，步骤4)中，焊接电源的电压峰值的范围为12V～18V，电流基值的范围为120A～140A，电流峰值的范围为200A...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘稳产，马立民，王东，孟虎，徐显腾，朱德才，黄阁，靳孝义，谭文良，康泽坛，马力川，
申请(专利权)人：中广核工程有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44