一种异种材质TIG堆焊方法及蒸汽发生器管板技术

本发明专利技术公开了一种异种材质TIG堆焊方法及蒸汽发生器管板，一种异种材质TIG堆焊方法，包括以下步骤：焊接前在待焊接工件四周搭设高于堆焊面至少2米的无拼缝围蔽，围蔽内部风速为0级；清洁焊接工位以及焊接设备；在低合金钢母材表面堆焊镍基合金，其中，焊接电极摆动速度为115cm/min

【技术实现步骤摘要】
一种异种材质TIG堆焊方法及蒸汽发生器管板


[0001]本专利技术属于焊接
，具体涉及一种异种材质TIG堆焊方法及蒸汽发生器管板。

技术介绍

[0002]目前，某核电项目制造中，其蒸汽发生器管板制造要求在低合金钢母材(18MND5)上采用镍基合金(INCONEL52M)进行TIG自动堆焊，堆焊直径达φ3190
㎜
，厚度控制在7.5
㎜
以上，需堆焊4层方能满足设计需求，首层及后续层堆焊环境界面差异大，堆焊过程中温差持续变化，堆焊周期跨度一月有余，对设备、人员操作的稳定性提出较大挑战，堆焊层质量直接影响后续封口焊成型，焊后质量检测十分严格。影响焊接质量主要存在以下问题：
[0003]1.镍基焊丝制造过程中的清洁度，如表面粉尘在焊接过程中产生异常火花，导致夹渣或气孔；
[0004]2.焊接环境、防污染控制，在焊接过程中风速会对焊接温度产生影响，污染物会对焊接熔合产生夹渣等影响；
[0005]3.焊接参数匹配问题直接对焊接熔合质量产生较大影响，另外，过程清理尤其是起弧收弧位置清理不佳降低焊接质量，导致焊道搭接异常及弧坑裂纹等。
[0006]因此，需要一种新的技术以解决现有技术中蒸汽发生器管板堆焊面焊后质量差的问题。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种异种材质TIG堆焊方法及蒸汽发生器管板，其具有提高堆焊面焊接质量的效果。
[0008]本专利技术采用了以下技术方案：
[0009]一种异种材质TIG堆焊方法，包括以下步骤：
[0010]S1.焊接前在待焊接工件四周搭设无拼缝围蔽，所述围蔽顶端高度高于堆焊面至少2米，所述围蔽内部风速为0级；
[0011]S2.清洁焊接工位以及焊接设备；
[0012]S3.在低合金钢母材表面堆焊镍基合金，其中，焊接电极摆动速度为115cm/min
‑
135cm/min，焊接电流为300A
‑
340A，焊接电压为12V
‑
14V，焊接速度为9.5cm/min
‑
13cm/min，焊丝送丝速度为3.5m/min
‑
4.8m/min；
[0013]S4.堆焊完成后进行清理并去除表层氧化物；
[0014]S5.在首层堆焊层上方进行第二层堆焊，其中，焊接电极摆动速度、焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝送丝速度均参照步骤S3；
[0015]S6.在第二层堆焊层上方进行第三层堆焊，其中，焊接电极摆动速度、焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝送丝速度均参照步骤S3；
[0016]S7.在第三层堆焊层上方进行第四层堆焊，其中，焊接电极摆动速度、焊接电流、焊
接电压、焊接速度、焊丝送丝速度均参照步骤S3。
[0017]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述首层堆焊、第二层堆焊、第三层堆焊和第四层堆焊时均由堆焊面边沿朝向堆焊面中心进行。
[0018]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述首层堆焊、第二层堆焊、第三层堆焊和第四层堆焊时钨极每次使用时间小于等于2h。
[0019]作为本专利技术技术方案的进一步改进，相邻两堆焊层之间焊接的搭接量大于等于50％。
[0020]作为本专利技术技术方案的进一步改进，步骤S3中，堆焊过程中使用保护气体，所述保护气体在堆焊过程中的流量为20L/min
‑
35L/min，所述保护气体的尾气流量为25L/min
‑
35L/min，其中，所述保护气体的成分包括氩气和氢气。
[0021]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述保护气体的气体成分包括95％氩气和5％氢气。
[0022]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述第二层堆焊、第三层堆焊和第四层堆焊的焊道成型宽度均大于首层堆焊的焊道成型宽度。
[0023]作为本专利技术技术方案的进一步改进，相邻两堆焊层之间的层间错开量为每层5
㎜
。
[0024]作为本专利技术技术方案的进一步改进，每次焊接前将起弧收弧位置打磨清理至少2
㎜
。
[0025]一种蒸汽发生器管板，根据如上所述的异种材质TIG堆焊方法制备得到。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0027]本方案中，焊接时镍基焊丝的清洁度较高，可减少焊丝表面粉尘在焊接过程中产生异常火花的现象。焊接时的焊接环境、防污染控制较好，围蔽内部风速为0级，减小了焊接过程中风速对焊接温度产生的影响，以及减少了因污染物导致焊接熔合产生夹渣等不利现象。焊接过程中焊接参数匹配性好，对于较大面积的待焊面，可提高其焊接熔合质量，根据本方案的异种材质TIG堆焊方法制备得到的蒸汽发生器管板，其堆焊面的焊接质量较高，使得蒸汽发生器管板自动TIG堆焊区域合格率大幅提升。
附图说明
[0028]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术作进一步地详细说明：
[0029]图1是本专利技术的低合金钢母材上完成四层堆焊层后整体结构示意图；
[0030]图2是本专利技术的低合金钢母材上完成四层堆焊层后局部结构示意图。
[0031]附图标记：
[0032]1‑
低合金钢母材；
[0033]2‑
首层堆焊；
[0034]3‑
第二层堆焊；
[0035]4‑
第三层堆焊；
[0036]5‑
第四层堆焊。
具体实施方式
[0037]以下将结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清
楚、完整的描述，以充分地理解本专利技术的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。附图中各处使用的相同的附图标记指示相同或相似的部分。
[0038]需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本专利技术中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本专利技术各组成部分的相互位置关系来说的。
[0039]参照图1和图2，一种异种材质TIG堆焊方法，包括以下步骤：
[0040]S1.焊接前在待焊接工件四周搭设无拼缝围蔽，所述围蔽顶端高度高于堆焊面至少2米，所述围蔽内部风速为0级，即，风速为0.0
‑
0.3m/s，避免焊接过程中风速对熔池保护产生影响。
[0041]S2.清洁焊接工位以及焊接设备，在焊接工位实施污染检测，并使用白布擦拭检验，直至焊接工位无明显灰尘及其他脏污，工位每班清理，作业人员穿戴清洁鞋套，并通过专用清洁通道进出，避免污染物使焊接熔合产生夹渣等影响，还可在焊接送丝口增设清洁装置，当班至少更换两次。另外，焊接时所使用的镍基焊丝至少按照AWS A5.14进行清洁度及密封包装管控及检查，还可增加质保体系NCA 3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异种材质TIG堆焊方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.焊接前在待焊接工件四周搭设无拼缝围蔽，所述围蔽顶端高度高于堆焊面至少2米，所述围蔽内部风速为0级；S2.清洁焊接工位以及焊接设备；S3.在低合金钢母材表面堆焊镍基合金，其中，焊接电极摆动速度为115cm/min
‑
135cm/min，焊接电流为300A
‑
340A，焊接电压为12V
‑
14V，焊接速度为9.5cm/min
‑
13cm/min，焊丝送丝速度为3.5m/min
‑
4.8m/min；S4.堆焊完成后进行清理并去除表层氧化物；S5.在首层堆焊层上方进行第二层堆焊，其中，焊接电极摆动速度、焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝送丝速度均参照步骤S3；S6.在第二层堆焊层上方进行第三层堆焊，其中，焊接电极摆动速度、焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝送丝速度均参照步骤S3；S7.在第三层堆焊层上方进行第四层堆焊，其中，焊接电极摆动速度、焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝送丝速度均参照步骤S3。2.根据权利要求1所述的异种材质TIG堆焊方法，其特征在于：所述首层堆焊、第二层堆焊、第三层堆焊和第四层堆焊时均由堆焊面边沿朝向堆焊面中心进行。3.根据权利要求1所述的异种材质T...

【专利技术属性】
技术研发人员：王育忠，彭振，王勇华，陈凯，王慧，胡彬，
申请(专利权)人：东方电气广州重型机器有限公司，
类型：发明
国别省市：