辐射环境下的不锈钢板焊接方法与流程

本发明涉及核电站在役检修领域，具体涉及对核电站中高辐射区的设备及构件进行维修时使用的焊接方法。

背景技术：

在核电站运行过程中，需定期对核电站进行检修。在检修过程中，常常需要对一些位于高辐射区的设备及构件进行焊接维修。

目前，通常采用手工焊在对核电站中设备及构件尤其是位于高辐射区的设备及构件进行焊接维修。为减少辐射对维修人员的身体造成的损伤，维修人员须在核电站停止运行后进入到高辐射区进行焊接维修工作。但是，即使停止运行后，核电站内尤其是高辐射区内依然有辐射存在，而核电站中的设备及构件的体积又较大，焊缝长度通常都较长，焊接工作量大，维修人员在高辐射区中进行焊接维修的时间长，吸收的辐射剂量大，依然会对维修人员的身体造成较大的损伤。另外，焊接维修时间长导致核电站停止运行时间长，进而对核电站的运营造成极大的经济损失。

技术实现要素：

为保证维修人员的人身安全，降低核电站的维修成本，减少核电站因维修造成的运营损失，本发明提出一种辐射环境下的不锈钢板焊接方法，所述不锈钢板的厚度范围为2-5mm，该焊接方法包括如下步骤：

步骤S1、将待焊接的第一不锈钢板和第二不锈钢板组对搭接并形成搭接接头，且该搭接接头的宽度范围为100±10mm；

步骤S2、对所述搭接接头进行点焊固定；

步骤S3、在所述搭接接头处沿所述搭接接头的延伸方向安装自动焊机，并利用该自动焊机在焊接正面对所述搭接接头处的角缝进行TIG自动焊接，且在TIG自动焊接过程中对所述焊接正面进行气体保护；

步骤S4、在TIG自动焊接完成后，对焊接形成的角焊缝进行检查，并在所述角焊缝中存在的焊接缺口处采用手工焊接方法进行补焊。

在核电站停止运行后，采用该方法对核电站中高辐射区内的设备及构件进行焊接维修，维修人员只需在对待焊接的第一不锈钢板和第二不锈钢板进行组对、点焊固定、拆装自动焊机及在自动焊接完成后根据需要进行手工补焊时进入高辐射区，大大缩短了维修人员在高辐射区中的工作时间，从而可减少维修人员吸收的辐射剂量，进而减少辐射对维修人员的身体造成的损伤。在进行维修时，将第一不锈钢板与第二不锈钢板组对搭接形成搭接接头，即可保证焊接质量即维修质量，又不用在第一不锈钢板和第二不锈钢板的组对端开设坡口进行高精度的组对，操作简单方便。另外，采用自动焊接技术进行焊接，耗费人力成本低，进而可降低核电站的维修成本，焊接速度快，耗时短，进而可缩短核电站因维修而停止运行的时长，进而可降低核电站因维修造成的运营损失。

优选地，在所述步骤S1中，对所述第一不锈钢板进行弯折并在所述搭接接头处形成组对搭边，且该弯折搭边在焊接正面压靠在所述第二不锈钢板上，且所述第一不锈钢板和所述第二不锈钢板在焊接背面平齐。

优选地，在所述步骤S2中，在所述搭接接头的两端进行点焊焊接，并在所述搭接接头的一端形成至少两个点焊焊接点，且点焊焊接点的长度范围为5-20mm。这样，可提高第一不锈钢钢板和第二不锈钢板在搭接接头处的固定连接强度，避免第一不锈钢板和第二不锈钢板在自动焊接过程中从搭接接头处脱开，影响焊接效率。

优选地，采用手工电弧焊方法进行点焊焊接，操作简单方便。

优选地，在所述步骤S3中，所述自动焊机在进行TIG自动焊接时，焊接电流范围为50-110A、焊接速度范围为100-1000mm/min、送丝速度范围为100-1000mm/min。

优选地，在对所述焊接正面进行气体保护时采用的保护气体为惰性气体。进一步地，所述惰性气体为氩气，或者由体积比为3:7的氩气与氦气混合形成的氩氦混合气。这样，可避免焊接过程中焊缝熔池中的金属氧化，影响焊接效果。

附图说明

图1为第一不锈钢板和第二不锈钢板组对形成搭接接头时的俯视示意图；

图2为图1的C-C向视图。

具体实施方式

下面，结合图1和2对本发明在辐射环境下焊接厚度范围为2-5mm的不锈钢板的方法进行详细说明，该方法包括如下步骤：

步骤S1、如图1和2所示，在第一不锈钢板1朝向第二不锈钢板2的一侧进行弯折操作，使第一不锈钢板1朝向第二不锈钢板2的侧边弯折成组对搭边11。第一不锈钢板1和第二不锈钢板2进行组对搭接形成搭接接头3，即第一不锈钢板1的组对搭边11在焊接正面A压靠在第二不锈钢板2上形成搭接接头3，且第一不锈钢板1和第二不锈钢板2在焊接背面B平齐，搭接接头3的宽度范围w为100±10mm。

步骤S2、在搭接接头3的两端即m端和n端进行点焊焊接，使第一不锈钢板1和第二不锈钢板2相对固定，以避免第一不锈钢板1和第二不锈钢板2在后续操作中从搭接接头3处脱开，影响焊接效率。在进行点焊焊接时，在搭接接头3的m(n)端点焊焊接形成两个点焊焊接点，且该点焊焊接点的长度范围为5-20mm。这样，可提高第一不锈钢钢板1和第二不锈钢板2在搭接接头3处的固定连接强度。在进行点焊焊接时，可根据搭接接头3的宽度调整搭接接头2一端点焊焊接形成的点焊焊接点的数量及位置。优选地，采用手工电弧焊方法进行点焊焊接，操作简单方便。

步骤S3、在搭接接头3处沿搭接接头3的延伸方向安装自动焊机(图中未示出)，并利用该自动焊机在焊接正面A对搭接接头3处的角缝进行TIG自动焊接。自动焊机在进行TIG自动焊接时，焊接电流范围为50-110A、焊接速度范围为100-1000mm/min、送丝速度范围为100-1000mm/min。在TIG自动焊接过程中利用惰性气体作为保护气体对焊接正面A进行气体保护，以避免焊接熔池中的金属氧化，影响焊接效果。优选地，所述惰性气体为氩气，或者由体积比为3:7的氩气与氦气混合形成的氩氦混合气。

步骤S4、在TIG自动焊接完成后，对焊接形成的角焊缝进行检查，并在角焊缝中存在的焊接缺口处采用手工焊接方法进行补焊。由于高辐射区内的设备及构件附近还布置有其他设备或构件，在进行实际的焊接维修时，安装在待焊接设备或构件上的自动焊机在沿自动焊轨道行走时，会被附近的其他设备或构件阻挡而无法将搭接接头3处的角缝完全焊接，故而会在焊接形成的角缝中存在焊接缺口。

采用该焊接方法对核电站中高辐射区内的设备及构件进行焊接维修时，维修人员只需在对待焊接的第一不锈钢板和第二不锈钢板进行组对、点焊固定、拆装自动焊机及在自动焊接完成后根据需要进行手工补焊时进入高辐射区，而不需要长时间滞留在高辐射区中，可减少维修人员吸收的辐射剂量，减少辐射对维修人员的身体造成的损伤。另外，采用自动焊接技术进行焊接，焊接速度快，耗时短，耗费人力成本低，进而可降低核电站的维修成本。

下面，以规格为1000mm×2000mm×3mm的两块2205双相不锈钢为例，验证对本发明辐射环境下的不锈钢板焊接方法。

首先，对第一不锈钢板1的长边(长度为2000mm的边)进行弯折并形成宽度为100mm的组对搭边11，并将第一不锈钢板1和第二不锈钢板2组对搭接形成搭接接头3，该搭接接头3的宽度W与组对搭边11的宽度相等，即100mm。

接着，利用手工电弧焊方法在搭接接头3的两端(m端和n端)进行点焊焊接，如图2所示，在搭接接头3的m端进行点焊焊接形成a、b和c三个点焊焊接点，在搭接接头3的n端进行点焊焊接形成d、e和f三个点焊焊接点(图中未示出)，且每个点焊焊接点的长度为10mm。

最后，在搭接接头3的左端安装TIG电源为福尼斯MagicWave5000、热丝电源为福尼斯TransTig2200的TIG自动焊机，且该TIG自动焊机的自动焊轨道沿搭接接头3从左向右的延伸方向安装，并利用该TIG自动焊机搭配型号为ER2209且直径为1.0mm焊丝对搭接接头3处的角缝进行TIG自动焊接，且焊接电流85A，焊接速度250mm/min，送丝速度180mm/min，TIG自动焊接过程中采用氩氦混合气作为保护气体。由于进行该验证实验时，第一不锈钢板和第二不锈钢板的两侧无障碍物阻挡，整条角焊缝由TIG自动焊机自动焊接完成，角焊缝中不存在焊接缺口，故不需进行手工补焊。

在焊接完成后，对焊接形成的焊缝进行目视及渗透检测，且检测结果符合标准要求，焊缝质量合格。因此，在对核电站中高辐射区内的设备及构件进行维修时，可采用本发明辐射环境下的不锈钢板焊接方法对核电设备及构件进行焊接维修。