适用于横焊位置的单面焊双面成型焊接方法及焊接结构技术

一种适用于横焊位置的单面焊双面成型焊接方法及焊接结构，上端母材与下端母材之间竖直接触，上端母材和下端母材之间形成横向焊接坡口，采用自动氩弧焊方式在焊接坡口底部焊接形成打底焊层，采用自动氩弧焊方式在打底焊层上焊接形成填充焊层，填充焊层填满整个焊接坡口，采用自动氩弧焊方式在填充焊层和焊接坡口的顶部边缘上焊接形成盖面焊层。本发明专利技术能够实现单面焊双面成型，获得良好的焊缝质量，改善焊缝外观成型，提高生产效率，大大减少了人工劳动强度，同时提出焊道打磨及探伤要求，减少了人为因素导致的焊接缺陷。

One-sided welding and two-sided forming welding method and welding structure suitable for transverse welding position

【技术实现步骤摘要】
适用于横焊位置的单面焊双面成型焊接方法及焊接结构
本专利技术涉及一种适用于横焊位置的单面焊双面成型焊接方法及焊接结构。
技术介绍
随着核电行业的发展，小型反应堆凭借初始投资小、建造周期短、移动性强等优点得到了快速发展，可以有效解决电网难以延伸区域的供电问题，如具有开发价值的海岛、海上钻井平台、电网工程难度较大的无电区等。小型反应堆整体尺寸相比大型核电设备小很多，壁厚也相对较薄≤100mm，所以此类反应堆容器可体母材大多采用镍基合金或低合金钢。堆容器壳体环缝焊接时，由于结构设计原因及内部空间狭窄导致无法内壁焊接，焊缝只能从外壁焊接并保证单面焊双面成型。壳体环缝可采用立装横焊焊接或卧装水平焊接。对于国内外大多数制造厂，对于镍基合金壳体环缝立装横焊单面焊双面成型，多采用手工氩弧焊焊接，手工焊生产效率底，并且焊工劳动强度大，长时间在高温烘烤和有毒烟尘的环境中操作会导致由于人为因素产生焊接缺陷。
技术实现思路
本专利技术提供一种适用于横焊位置的单面焊双面成型焊接方法及焊接结构，能够实现单面焊双面成型，获得良好的焊缝质量，改善焊缝外观成型，提高生产效率，大大减少了人工劳动强度，同时提出焊道打磨及探伤要求，减少了人为因素导致的焊接缺陷。为了达到上述目的，本专利技术提供一种适用于横焊位置的单面焊双面成型焊接方法，包含以下步骤：步骤S1、装配待焊接的上端母材和下端母材，上端母材与下端母材之间竖直接触，上端母材和下端母材之间形成横向焊接坡口；步骤S2、采用自动氩弧焊方式在焊接坡口底部进行焊接，形成打底焊层；步骤S3、采用自动氩弧焊方式在打底焊层上进行焊接，形成填充焊层，填充焊层填满整个焊接坡口；步骤S4、采用自动氩弧焊方式在填充焊层上和填充焊层与母材交接处进行焊接，形成盖面焊层。所述的上端母材具有底部坡口，该底部坡口包含：上部坡口、下部坡口和钝边，所述的上部坡口连接上端母材的外侧面和下部坡口，上部坡口与水平面之间的角度为7°～15°，下部坡口连接上部坡口和钝边，下部坡口与垂直面之间的角度为30°～50°，上部坡口与下部坡口之间的过渡圆角半径为2～8mm，上部坡口与下部坡口的直线交接处距离上端母材内侧面的距离为6～10mm，钝边连接下部坡口和上端母材的内侧面，钝边的高度为1～2mm；所述的下端母材具有底部坡口，该底部坡口包含：上部坡口、下部坡口和钝边，所述的上部坡口连接下端母材的外侧面和下部坡口，上部坡口与水平面之间的角度为3°～10°，下部坡口连接上部坡口和钝边，下部坡口与垂直面之间的角度为30°～50°，上部坡口与下部坡口之间的过渡圆角半径为2～8mm，上部坡口与下部坡口的直线交接处距离下端母材内侧面的距离为6～10mm，钝边连接下部坡口和下端母材的内侧面，钝边的高度为1～2mm。所述的焊接形成打底焊层的方法包含：调节焊枪钨棒位置，使钨棒根部距离焊缝中心线偏下0.5～1.5mm；在上端母材和下端母材的内侧面固定安装背保护工装，背保护工装完全覆盖上端母材与下端母材之间的缝隙，并与上端母材和下端母材之间形成封闭的腔体空间，向该封闭的腔体空间内通入纯度为99.99％的纯氩气体，气体流量为30～60L/min，通气时间≥15min；采用不摆动的自动氩弧焊直进焊焊接方式在焊接坡口底部钝边处进行焊接，形成打底焊道，该打底焊道将上端母材的钝边和下端母材的钝边完全熔合在一起。所述的焊接形成填充焊层的方法包含：采用多层多道自动氩弧焊不摆动焊的焊接方式来焊接形成多层填充焊层，在打底焊道上焊接第一层填充焊层，在第一层填充焊层上焊接第二层填充焊层，以此类推，直至填充焊层将焊接坡口填满为止，每一层填充焊层包含至少两个填充焊道；所述的焊接形成每一层填充焊层的方法包含：当焊接坡口的宽度能够容纳两个填充焊道且焊接第一层填充焊层时，先在下端母材边缘和打底焊层上焊接第一道填充焊道，再在上端母材边缘、第一道填充焊道和打底焊层上焊接第二道填充焊道；当焊接坡口的宽度能够容纳两个填充焊道且焊接非第一层填充焊层时，先在下端母材边缘和上一层填充焊层上焊接第一道填充焊道，再在上端母材边缘、第一道填充焊道和上一层填充焊层上焊接第二道填充焊道；当焊接坡口的宽度能够容纳三个填充焊道时，先在下端母材边缘和上一层填充焊层上焊接第一道填充焊道，再在上端母材边缘和上一层填充焊层上焊接第二道填充焊道，最后在第一道填充焊道、第二道填充焊道和上一层填充焊层上焊接第三道填充焊道；当焊接坡口的宽度能够容纳n个填充焊道时，n≥4，先在下端母材边缘和上一层填充焊层上焊接第一道填充焊道，再在第一道填充焊道和上一层填充焊层上焊接第二道填充焊道，接着在第二道填充焊道和上一层填充焊层上焊接第三道填充焊道，以此类推，直至焊接至第n-2道填充焊道，在上端母材边缘和上一层填充焊层上焊接第n-1道填充焊道，最后在第n-2道填充焊道、第n-1道填充焊道和上一层填充焊层上焊接第n道填充焊道。所述的焊接形成盖面焊层的方法包含：采用不摆动的自动氩弧焊直进焊焊接方式在填充焊层上和填充焊层与母材交接处进行焊接，形成盖面焊层，该盖面焊层包含n个盖面焊道，n≥4；先在最后一层填充焊层上和下端母材与最后一层填充焊层的交接处焊接第一道盖面焊道，再在第一道盖面焊道和最后一层填充焊层上焊接第二道盖面焊道，接着在第二道盖面焊道和最后一层填充焊层上焊接第三道盖面焊道，以此类推，直至焊接至第n-2道盖面焊道，在上端最后一层填充焊层上和上端边缘与最后一层填充焊层的交接处焊接第n-1道盖面焊道，最后在第n-2道盖面焊道、第n-1道盖面焊道和最后一层填充焊层上焊接第n道盖面焊道。焊接打底焊层、填充焊层和盖面焊层时，焊接主气体和焊接辅助气体都采用纯度为99.99％的纯氩气体，焊接主气体流量为15～30L/min，焊接辅助气体流量为20～50L/min；焊接打底焊层和焊接盖面焊层的焊接参数为：当焊丝直径为1.0mm时，焊接电流的峰值电流为200～250A，基值电流为100～160A，焊接电压为8～12V，焊接速度为75～100mm/min，送丝速度为800～1300mm/min；当焊丝直径为1.2mm时，焊接电流的峰值电流为220～260A，基值电流为130～170A，焊接电压为8～12V，焊接速度为75～100mm/min，送丝速度为800～1300mm/min；当焊丝直径为1.6mm时，焊接电流的峰值电流为230～270A，基值电流为140～170A，焊接电压为8～14V，焊接速度为75～100mm/min，送丝速度为800～1200mm/min；焊接填充焊层的焊接参数为：当焊丝直径为1.0mm时，焊接电流的峰值电流为200～270A，基值电流为100～170A，焊接电压为8～12V，焊接速度为75～110mm/min，送丝速度为800～1300mm/min；当焊丝直径为1.2mm时，焊接电流的峰值电流为220～280A，基值电流为130～180A，焊接电压为8～12V，焊接速度为75～110mm/min，送丝速度为800～1300mm/min；当焊丝直径为1.6mm时，焊接电流的峰值电流为230～280A，基值电流为140～180A，焊接电压为8～14V，焊接速度为70～110mm/min，送丝速度为800～1200mm/min。本专利技术还提供一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于横焊位置的单面焊双面成型焊接方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤S1、装配待焊接的上端母材和下端母材，上端母材与下端母材之间竖直接触，上端母材和下端母材之间形成横向焊接坡口；步骤S2、采用自动氩弧焊方式在焊接坡口底部进行焊接，形成打底焊层；步骤S3、采用自动氩弧焊方式在打底焊层上进行焊接，形成填充焊层，填充焊层填满整个焊接坡口；步骤S4、采用自动氩弧焊方式在填充焊层上和填充焊层与母材交接处进行焊接，形成盖面焊层。

【技术特征摘要】
1.一种适用于横焊位置的单面焊双面成型焊接方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤S1、装配待焊接的上端母材和下端母材，上端母材与下端母材之间竖直接触，上端母材和下端母材之间形成横向焊接坡口；步骤S2、采用自动氩弧焊方式在焊接坡口底部进行焊接，形成打底焊层；步骤S3、采用自动氩弧焊方式在打底焊层上进行焊接，形成填充焊层，填充焊层填满整个焊接坡口；步骤S4、采用自动氩弧焊方式在填充焊层上和填充焊层与母材交接处进行焊接，形成盖面焊层。2.如权利要求1所述的适用于横焊位置的单面焊双面成型焊接方法，其特征在于，所述的上端母材具有底部坡口，该底部坡口包含：上部坡口、下部坡口和钝边，所述的上部坡口连接上端母材的外侧面和下部坡口，上部坡口与水平面之间的角度为7°～15°，下部坡口连接上部坡口和钝边，下部坡口与垂直面之间的角度为30°～50°，上部坡口与下部坡口之间的过渡圆角半径为2～8mm，上部坡口与下部坡口的直线交接处距离上端母材内侧面的距离为6～10mm，钝边连接下部坡口和上端母材的内侧面，钝边的高度为1～2mm；所述的下端母材具有底部坡口，该底部坡口包含：上部坡口、下部坡口和钝边，所述的上部坡口连接下端母材的外侧面和下部坡口，上部坡口与水平面之间的角度为3°～10°，下部坡口连接上部坡口和钝边，下部坡口与垂直面之间的角度为30°～50°，上部坡口与下部坡口之间的过渡圆角半径为2～8mm，上部坡口与下部坡口的直线交接处距离下端母材内侧面的距离为6～10mm，钝边连接下部坡口和下端母材的内侧面，钝边的高度为1～2mm。3.如权利要求2所述的适用于横焊位置的单面焊双面成型焊接方法，其特征在于，所述的焊接形成打底焊层的方法包含：调节焊枪钨棒位置，使钨棒根部距离焊缝中心线偏下0.5～1.5mm；在上端母材和下端母材的内侧面固定安装背保护工装，背保护工装完全覆盖上端母材与下端母材之间的缝隙，并与上端母材和下端母材之间形成封闭的腔体空间，向该封闭的腔体空间内通入纯度为99.99％的纯氩气体，气体流量为30～60L/min，通气时间≥15min；采用不摆动的自动氩弧焊直进焊焊接方式在焊接坡口底部钝边处进行焊接，形成打底焊道，该打底焊道将上端母材的钝边和下端母材的钝边完全熔合在一起。4.如权利要求3所述的适用于横焊位置的单面焊双面成型焊接方法，其特征在于，所述的焊接形成填充焊层的方法包含：采用多层多道自动氩弧焊不摆动焊的焊接方式来焊接形成多层填充焊层，在打底焊道上焊接第一层填充焊层，在第一层填充焊层上焊接第二层填充焊层，以此类推，直至填充焊层将焊接坡口填满为止，每一层填充焊层包含至少两个填充焊道；所述的焊接形成每一层填充焊层的方法包含：当焊接坡口的宽度能够容纳两个填充焊道且焊接第一层填充焊层时，先在下端母材边缘和打底焊层上焊接第一道填充焊道，再在上端母材边缘、第一道填充焊道和打底焊层上焊接第二道填充焊道；当焊接坡口的宽度能够容纳两个填充焊道且焊接非第一层填充焊层时，先在下端母材边缘和上一层填充焊层上焊接第一道填充焊道，再在上端母材边缘、第一道填充焊道和上一层填充焊层上焊接第二道填充焊道；当焊接坡口的宽度能够容纳三个填充焊道时，先在下端母材边缘和上一层填充焊层上焊接第一道填充焊道，再在上端母材边缘和上一层填充焊层上焊接第二道填充焊道，最后在第一道填充焊道、第二道填充焊道和上一层填充焊层上焊接第三道填充焊道；当焊接坡口的宽度能够容纳n个填充焊道时，n≥4，先在下端母材边缘和上一层填充焊层上焊接第一道填充焊道，再在第一道填充焊道和上一层填充焊层上焊接第二道填充焊道，接着在第二道填充焊道和上一层填充焊层上焊接第三道填充焊道，以此类推，直至焊接至第n-2道填充焊道，在上端母材边缘和上一层填充焊层上焊接第n-1道填充焊道，最后在第n-2道填充焊道、第n-1道填充焊道和上一层填充焊层上焊接第n道填充焊道。5.如权利要求4所述的适用于横焊位置的单面焊双面成型焊接方法，其特征在于，所述的焊接形成盖面焊层的方法包含：采用不摆动的自动氩弧焊直进焊焊接方式在填充焊层上和填充焊层与母材交接处进行焊接，形成盖面焊层，该盖面焊层包含n个盖面焊道，n≥4；先在最后一层填充焊层上和下端母材与最后一层填充焊层的交接处焊接第一道盖面焊道，再在第一道盖面焊道和最后一层填充焊层上焊接第二道盖面焊道，接着在第二道盖面焊道和最后一层填充焊层上焊接第三道盖面焊道，以此类推，直至焊接至第n-2道盖面焊道，在上端最后一层填充焊层上和上端边缘与最后一层填充焊层的交接处焊接第n-1道盖面焊道，最后在第n-2道盖面焊道、第n-1道盖面焊道和最后一层填充焊层上焊接第n道盖面焊道。6.如权利要求5所述的适用于横焊位置的单面焊双面成型焊接方法，其特征在于，焊接打底焊层、填充焊层和盖面...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟令奇，江才林，李双燕，张文杨，刘鸣宇，张茂龙，
申请(专利权)人：上海电气核电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31