【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种压力容器设备及核电主承压设备等厚壁容器大直径超大落差接管与筒体马鞍形和/或类马鞍形焊缝埋弧焊自动焊工艺，特别是涉及一种核电厚壁承压设备尤其是以压水堆、高温气冷堆、快中子堆等为代表的第二代到第四代核电技术的蒸汽发生器的大直径超大落差马鞍形和/或类马鞍形焊缝埋弧自动焊焊接方法。
技术介绍
1、压力容器设备及核电主承压设备等厚壁容器在筒体壁上大多设计有接管插入筒体开孔之间的马鞍形和/或类马鞍形焊缝结构的对接焊缝，接管与筒体马鞍形焊缝的具体结构和焊缝轨迹由筒体外径、接管外径(焊缝直径)和筒体壁厚决定。常规压力容器产品多选用的碳钢或低合金钢主要包括16mn、20mnmo等板或锻件作为接管和筒体；压水堆核电或第四代高温气冷堆核电产品的接管与筒体多选用sa-508gr.3cl.2、sa-508gr.3cl.1、16mnd5、18mnd5等锻件。接管与筒体焊缝的厚度从几十到几百不等，对接焊缝最大超过300mm，接管与筒体焊缝的直径从φ700mm～φ2500mm不等。
2、接管与筒体马鞍形对接焊缝的马鞍落差取决于筒体与接管直径之间的比值(筒径比)。当筒体外径与接管外径(焊缝直径)的比值(筒径比)大于等于3时，可采用常用的马鞍形埋弧焊设备实现对接焊缝的焊接；当筒体外径与接管外径(焊缝直径)的比值(筒径比)小于3时，接管焊缝位置与筒体开孔位置的焊缝空间位置介于相贯线与常规马鞍形结构之间的类似马鞍形结构时，常规的马鞍形埋弧焊设备自动计算的马鞍形焊接轨迹无法满足产品焊接要求，此时针对这种大直径超大落差的接管与筒体类马鞍形焊缝
3、常规的接管与筒体马鞍形焊接接头(筒径比大于等于3)多采用手工电弧焊配合埋弧自动焊工艺完成，其中手工电弧焊多用于接管与筒体焊接接头的固定装配和筒体内侧较浅焊缝清根后的填充和盖面，较深侧的坡口采用埋弧自动焊工艺填充和盖面；埋弧自动焊采用φ3.2/φ4.0mm的常规埋弧焊工艺。采用埋弧自动焊工艺可以在保证焊缝质量的前提下极大的提高焊接效率。一般来说，埋弧自动焊熔池较大，对于平焊位或焊接轨迹与水平面夹角小于10°时，焊缝成形质量可控，熔合质量稳定。
4、当接管与筒体马鞍形和/或类马鞍形焊接接头(筒径比小于3)时，由于焊接轨迹在平焊位-下坡焊-上坡焊-平焊位之间进行变化，不同焊接位置的变化角度较大，超出了普通马鞍形埋弧焊焊接设备自带的焊接轨迹参数模型和焊接工艺参数变化模型，因此无法直接使用埋弧焊工艺。焊接时，不同焊接位置的变化角度超出了10°，在上坡焊和下坡焊时，如采用大直径的埋弧焊焊丝焊接，会因为熔池受重力作用造成流动不可控，引起焊缝熔合不良或夹渣等焊接缺陷。针对这种大直径超大马鞍落差结构的马鞍形和/或类马鞍形焊缝多采用全厚度手工电弧焊工艺或多机头自动钨极氩弧焊工艺实现坡口填充。采用手工电弧焊和自动钨极氩弧焊工艺时，单位时间填充的焊道薄焊道窄，因此焊接效率较低，焊接周期长。
5、大直径超大落差接管与筒体马鞍形和/或类马鞍形对接焊缝的焊接质量不仅需要满足目视检测、磁粉检测、超声波检测和射线检测的要求，还需要满足对接焊缝包括接头拉伸、接头弯曲、焊缝宏微观金相检验要求，满足熔敷金属的化学分析要求，满足焊缝及热影响区冲击和落锤试验性能的要求。
6、由于现有技术中上述问题的存在，本专利技术人针对现有大直径超大落差的马鞍形或类马鞍形焊缝的焊接工艺技术进行研究，设计出一种能够解决上述问题的，大直径超大落差接管与筒体类马鞍形焊缝的焊接方法。
技术实现思路
1、为了克服上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，设计出一种大直径超大落差接管与筒体类马鞍形焊缝的焊接方法，该方法中采用细丝埋弧自动焊工艺，可以保证大直径接管与筒体马鞍形焊缝，尤其是筒径比小于3，超出常规马鞍形埋弧焊适用范围的焊缝，都能够焊透，而且焊接过程稳定，焊缝熔合良好，焊缝成形美观，能够获得满足产品要求的焊缝成形和焊接质量，从而完成本专利技术。
2、具体来说，本专利技术的目的在于提供一种大直径超大落差接管与筒体类马鞍形焊缝的焊接方法，该方法包括如下步骤：
3、步骤1，装配和摆放固定待焊接大直径超大落差接管2与筒体1，对焊接坡口及邻近母材表面进行清洁；
4、步骤2，对待焊接接管2与筒体1之间的马鞍形接头及其母材进行埋弧焊焊前预热；
5、步骤3，选择并安装与母材相匹配的细丝埋弧焊焊丝与焊剂；
6、步骤4，对焊接设备进行安装、调试；
7、步骤5，实时控制导丝机构3，进而控制导丝嘴4上的干伸长6的位置及角度，并与工艺参数相匹配，实施焊接。
8、其中，在步骤2中，使得待堆焊区域的预热温度保持在125～300℃。
9、其中，在步骤3中，φ2.0mm焊丝为细丝埋弧焊用焊丝。
10、其中，所述焊接设备包括焊接机头，焊接机头包括导丝机构3和角度调整机构5，该导丝机构3安装在角度调整机构5上，所述角度调整机构5包括弧形轨道，该导丝机构3能够在所述弧形轨道上往复移动，从而实现导丝机构3尖端角度的调整。
11、其中，该角度调整机构5能够控制导丝机构3的角度在±10°范围内调整。
12、其中，在所述导丝机构3的前端设置有导丝嘴4，所述导丝嘴4具有呈5°～10°的弧度；
13、优选地，所述导丝机构3能够绕其轴线旋转，从而使得该导丝嘴4的指向方向能够随着旋转而调整，能够通过该导丝机构3和导丝嘴4在焊接坡口7内的不同位置焊接得到不同的焊道。
14、其中，所述焊丝从导丝嘴4的前端伸出，该焊丝伸出部分称之为干伸长6，所述干伸长6的长度为15～30mm。
15、其中，在焊接过程中，根据焊接坡口7的实际深度、宽度和坡口两侧的角度，设置焊缝界面上的焊道排布和压道量。
16、其中，当筒体与接管外径比值小于3时，选择直径为φ2.0mm的细焊丝，进行埋弧焊；其中埋弧焊焊接电流为280～400a；焊接电压20～35v；焊接速度为250～400mm/min。
17、本专利技术所具有的有益效果为：
18、(1)根据本专利技术提供的大直径超大落差接管与筒体类马鞍形焊缝的焊接方法，采用先进的马鞍形埋弧自动焊设备，保证大直径超大马鞍落差的厚壁接管与筒体对接焊缝无损检验和性能满足产品要求；
19、(2)根据本专利技术提供的大直径超大落差接管与筒体类马鞍形焊缝的焊接方法，优选直径为φ2.0mm的细丝埋弧焊焊丝及匹配的焊剂作为填充材料，在适当的埋弧焊焊接工艺参数下有效的保证了接管与筒体超大落差马鞍形焊缝质量和成形；
20、(3)根据本专利技术提供的大直径超大落差接管与筒体类马鞍形焊缝的焊接方法采用全自动埋弧焊焊接工艺，该工艺可对焊接轨迹中不同焊接位置的焊接工艺参数进行分区编程控制，通过对焊丝干伸长、焊丝送进角度、焊接电流、焊接速度等关键参数进行设定和控制，焊接过程稳定，可以获得良好的焊缝成形与焊接质量；
21、(4)根据本专利技术提供本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大直径超大落差接管与筒体类马鞍形焊缝的焊接方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的大直径超大落差接管与筒体类马鞍形焊缝的焊接方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的大直径超大落差接管与筒体类马鞍形焊缝的焊接方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的大直径超大落差接管与筒体类马鞍形焊缝的焊接方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的大直径超大落差接管与筒体类马鞍形焊缝的焊接方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的大直径超大落差接管与筒体类马鞍形焊缝的焊接方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的大直径超大落差接管与筒体类马鞍形焊缝的焊接方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的大直径超大落差接管与筒体类马鞍形焊缝的焊接方法，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的大直径超大落差接管与筒体类马鞍形焊缝的焊接方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种大直径超大落差接管与筒体类马鞍形焊缝的焊接方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的大直径超大落差接管与筒体类马鞍形焊缝的焊接方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的大直径超大落差接管与筒体类马鞍形焊缝的焊接方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的大直径超大落差接管与筒体类马鞍形焊缝的焊接方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的大直径超大落差接...
【专利技术属性】
技术研发人员：林海燕，郑明涛，李树辉，杨云丽，严红丹，李向国，赛鹏，王莉，王恩泽，王梓懿，杨拓，张喜雯，刘健强，蒋海峰，刘恺，
申请(专利权)人：哈电集团秦皇岛重型装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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