一种用于焊接非能动核电站钢制安全壳的焊接方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属焊接的技术领域，具体涉及一种用于焊接非能动核电站钢制安全 壳的焊接方法。
【背景技术】
[0002] 非能动核电站是指在发生紧急事故时，不需要外部应急电源，而靠重力、势能（高 位水箱）、自然循环和蒸发等自然现象，驱动冷却水冷却反应堆和钢制安全壳，把热量带出 去的核电站，可保障72小时内无需人为干预。钢制安全壳是非能动核电站的安全隔离系 统的重要组成部分，图1为钢制安全壳的结构示意图，如图1所示，钢制安全壳包括顶封头 63、筒体64和底封头65。筒体64高73米，直径为43米，共由144块弧板焊接而成；顶封 头63和底封头65分别由82块瓜瓣状板材焊接而成；上述弧板和瓜瓣状板材的主要材料是 SA738Gr.B，厚度在45-55毫米之间。目前焊接钢制安全壳时，通常采用的坡口形式为双V 型，使用脉冲MAG(MetalActiveGasArcWelding，恪化极活性气体保护电弧焊）的焊接方 法；图2为现有技术焊接钢制安全壳采用的坡口的结构示意图，如图2所示，两个待焊接的 母材61之间的坡口为双V型结构，坡口底部设有钝边62,焊接时从坡口底部的钝边开始先 打底焊接，再多层填充焊接，最后进行盖面焊接；在焊接过程中，熔化的焊材会热胀冷缩，熔 化的焊材冷缩时会对母材产生拉力，现有技术的焊接方法是从坡口底部钝边开始，一层一 层向上焊接，这样熔化的焊材给母材的拉力一直在使两个母材互相靠近，导致焊接完成后， 母材容易发生焊接变形，影响焊接质量。
【发明内容】
[0003] 为了解决目前的焊接钢制安全壳的方法容易产生焊接变形的问题，本发明提出一 种用于焊接非能动核电站钢制安全壳的焊接方法，以避免产生焊接变形，提高焊接质量。
[0004] 本发明的焊接方法包括以下步骤：
[0005] (1)对母材开坡口，该坡口包括上部和下部；所述坡口的上部和下部分别为V型结 构，所述坡口的上部和下部关于母材的中线对称；所述坡口的组对间隙为2-4. 5毫米；
[0006] (2)对母材预热；
[0007] (3)采用手工焊或自动焊，对母材进行点焊；
[0008] (4)对所述坡口的上部和下部交替进行焊接，直至坡口焊接完成。
[0009] 其中，所述步骤（4)中，对所述坡口的上部和下部交替进行焊接的过程为：
[0010] (1)对坡口的上部打底焊接，然后对该部分填充焊接，填充2-3层；
[0011] (2)对坡口的下部打底焊接，然后对该部分填充焊接，填充2-3层；
[0012] (3)对坡口上部继续填充焊接，直至该部分的盖面焊接完成；
[0013] (4)对坡口下部继续填充焊接，直至该部分的盖面焊接完成。
[0014] 其中，所述步骤（4)中，对所述坡口的上部和下部交替进行焊接的过程为：
[0015] (1)对坡口的上部打底焊接，然后对该部分填充焊接，填充2-3层；
[0016] (2)对坡口的下部打底焊接，然后对该部分填充焊接，填充2-3层；
[0017] (3)对坡口上部继续填充焊接，填充2-3层，然后对坡口下部继续填充焊接，填充 2-3层，重复本步骤，直至坡口的上部和下部的盖面焊接完成。
[0018] 其中，所述步骤（3)中，采用自动焊对母材进行点焊，焊接参数为：电流120-160A， 电压 20-28V，焊接速度 1. 5-3.Oinch/min,送丝速度 140_170inch/min，摆动幅度 10_20mm， 摆动速度8Hz，保护气体流量20-30L/min;或者采用手工焊对母材进行点焊，焊接参数为： 电流130-150A，电压18-30V，焊接速度1. 5-4.Oinch/min，摆动幅度10-20mm，摆动速度 6Hz〇
[0019] 其中，打底焊接的焊接参数为：电流110-140A，电压20-30V，焊接速度 3. 0-8.Oinch/min,送丝速度 140_170inch/min，摆动幅度 10_20mm，摆动速度 8Hz，保护 气体流量20-30L/min;填充焊接的焊接参数为：电流120-140A，电压20-30V，焊接速度 2. 0-7.Oinch/min,送丝速度 130_180inch/min，摆动幅度 14_21mm，摆动速度 7Hz，保护 气体流量24-40L/min;盖面焊接的焊接参数为：电流120-135A，电压22-26V，焊接速度 2. 0-7. 5inch/min,送丝速度 120-160inch/min，摆动幅度 20-25mm，摆动速度 5-10Hz，保护 气体流量30_40L/min。
[0020] 其中，在填充焊接过程中，当焊缝宽度为2-20毫米时，采用单层单道焊接；当焊缝 宽度超过20毫米时，采用压道焊接。
[0021] 其中，所述坡口的上部和下部分别为单V型结构，该单V型结构的角度为30-50 度。
[0022] 其中，所述坡口的上部和下部分别为双V型结构，该双V型结构的靠近所述母材的 中线的V型部分的角度为25-30度，远离所述母材的中线的V型部分的角度为15-20度；所 述双V型结构的两个V型部分的交接处到母材的中线的距离为8-12毫米。
[0023] 本发明的焊接方法的有益效果：现有技术中坡口的底部设有钝边，焊接时从坡口 底部的钝边开始先打底焊接，再多层填充焊接，最后进行盖面焊接，也就是从坡口底部向上 一层一层焊接，在焊接过程中，熔化的焊材给母材的拉力一直在使两个母材互相靠近，导致 焊接完成后，母材容易发生焊接变形；而本发明的焊接方法，首先对母材开坡口，该坡口包 括关于母材的中线对称的上部和下部，然后进行焊接。焊接时，可以先对坡口的上部打底焊 接，然后填充焊接，填充2-3层；再对坡口的下部打底焊接，然后填充焊接，填充2-3层；再 对坡口的上部继续填充焊接，直至盖面完成该部分的焊接；最后对坡口的下部填充焊接，直 至盖面完成该部分的焊接；也可以先对坡口的上部打底焊接，然后对该部分填充焊接，填充 2-3层；再对坡口的下部打底焊接，然后对该部分填充焊接，填充2-3层；再对坡口上部继 续填充焊接，填充2-3层，然后对坡口下部继续填充焊接，填充2-3层，重复本步骤，直至坡 的上部和下部的盖面焊接完成。焊接过程中，本发明的焊接方法是对坡口的上部和下部交 替进行焊接，熔化的焊材热胀冷缩时也会对母材产生拉力，但坡口上部的焊材对母材产生 的拉力与坡口下部的焊材对母材产生的拉力会相互抵消，这样就大大减少了焊接过程中熔 化的焊材对母材产生的拉力，很大程度上避免了焊接过程中母材发生焊接变形的情况的发 生，提高了焊接质量。
【附图说明】
[0024] 图1为钢制安全壳的结构示意图；
[0025] 图2为现有技术焊接钢制安全壳采用的坡口的结构示意图；
[0026] 图3为与本发明的用于焊接非能动核电站钢制安全壳的焊接方法对应的一种焊 接坡口的结构示意图；
[0027] 图4为与本发明的用于焊接非能动核电站钢制安全壳的焊接方法对应的另一种 焊接坡口的结构示意图；
[0028] 图5为本发明的用于焊接非能动核电站钢制安全壳的焊接方法的示意图；
[0029] 图6为对比例1的坡口的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合图3-图6介绍本发明的焊接方法，其中，图3中箭头所指方向为上。
[0031] 本发明的焊接方法的实施例一：
[0032] (1)对母材开坡口，如图3所示，焊接坡口包括两部分，上部210和下部211;上部 210和下部211分别为单V型结构，且上部210和下部211以母材212的中线为对称轴互相 对称；单V型结构的角度a为30度；焊接坡口的组对间隙L为2毫米。
[0033] (2)使用电加热片对母材230预热，预热温度为100°C;
[0034] (3)采用手工焊对母材230进行点焊；采用手工焊进行点焊的焊接参数为：每段点 焊焊缝长100毫米，点焊焊缝相距500毫米，电流130A，电压18V，焊接速度1. 5inch/min， 摆动幅度l〇mm，摆动速度6Hz(赫兹）。
[0035] (4)如图5所示，对坡口的上部打底焊接焊道1，打底焊接的焊接参数为：电流 110A，电压20V，焊接速度3.Oinch/min,送丝速度140in