核电站核岛主蒸汽或主给水管道的焊接方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于焊接的技术领域，具体涉及一种核电站核岛主蒸汽或主给水管道的焊 接方法。
【背景技术】
[0002] 核电站核岛主蒸汽管道用于把蒸汽从核岛输送到常规岛，然后供应给主汽轮机及 其他用汽设备和系统，核岛主给水管道用于把水输送到蒸发器以产生蒸汽，核电站核岛主 蒸汽和主给水管道均属于耐热钢，具有管径粗管壁厚的特点，管壁厚度通常为20-54mm。在 核电站建造过程中，核岛主蒸汽和主给水管道均由若干个管道焊接而成，由于核岛主蒸汽 和主给水管道运行工况特殊，安全等级高，因此对焊缝质量要求高。目前焊接核电站核岛主 蒸汽或主给水管道时，先对核岛主蒸汽或主给水管道加工坡口，然后再使用手工钨极氩弧 焊进行焊接，如图1所示，核岛主蒸汽和主给水管道的坡口型式均为宽坡口，该宽坡口上部 的坡口角度Μ为9° -12.5°，下部的坡口角度N为27.5° -32.5°，钝边的厚度Η为1.4-1.7mm，钝 边的宽度D为0.5-lmm。但核岛主蒸汽或主给水管道共有焊口 100多道，焊接工作量大，手工 钨极氩弧焊的效率较低，已不能够满足要求，例如使用图1中介绍的宽坡口，采用手工钨极 氩弧焊工艺对规格为Φ 965.2*44.2的核岛主蒸汽管道进行焊接，完成一道焊口需要两名高 级焊工焊接约20天时间，即使使用图1中介绍的宽坡口，采用自动焊的工艺对核岛主蒸汽和 主给水管道进行焊接，仍需要1名操作工作业约20天时间，总之目前焊接核电站核岛主蒸汽 或主给水管道的方法效率低，特别是使用手工钨极氩弧焊焊接时焊工劳动强度高，而且焊 接前要先对核岛主蒸汽或主给水管道进行预热，预热后核岛主蒸汽或主给水管道的温度在 100°C以上，焊工在焊接过程中特别容易被烫伤，焊接环境比较恶劣。
【发明内容】
[0003] 为了解决目前核岛主蒸汽或主给水管道的焊接方法效率低、劳动强度大且焊工容 易受伤的问题，本发明提出一种核电站核岛主蒸汽或主给水管道的焊接方法，以降低焊工 的劳动强度，降低焊工的作业风险，提高焊接作业的效率。
[0004] 本发明核电站核岛主蒸汽或主给水管道的焊接方法包括以下步骤：
[0005] (1)对所述核岛主蒸汽或主给水管道进行坡口加工，加工的坡口为U型坡口，且该 坡口的坡口角度为5° -8°，钝边长度为1.8-3mm，钝边厚度为1.8-3mm，倒角半径为1.8-3mm;
[0006] (2)对所述核岛主蒸汽或主给水管道进行组对；
[0007] (3)使用手工钨极氩弧焊，对组对后的所述核岛主蒸汽或主给水管道进行点固棒 点焊固定；
[0008] (4)对组对后的所述核岛主蒸汽或主给水管道进行预热；
[0009 ] (5)采用自动钨极氩弧焊完成打底、填充和盖面焊接；
[0010] (6)进行后热处理和消应力热处理。
[0011]其中，所述步骤(5)中，所述打底焊接包括熔透焊道、第一条支撑焊道、第二条支撑 焊道、第三条支撑焊道和第四条支撑焊道，所述熔透焊道的焊接工艺参数为：电流：峰值 165-205A，基值65-205A，电压:9-llV，焊接速度:2.5-2.9丨?111，送丝速度:峰值13-17丨?111，基 值6-10ipm，脉冲频率：2 . Opps，占空比：27 % ;所述第一条支撑焊道的焊接工艺参数为：电 流:峰值170-230A，基值70-130A，电压:9-llV，焊接速度：2.5-2.9ipm，送丝速度 ：峰值20-30ipm，基值5-15ipm，脉冲频率:2.0ppS，占空比 ：30%;所述第二条支撑焊道的焊接工艺参 数为：电流:峰值190-230A，基值90-130A，电压:9-llV，焊接速度:2.5-2.9ipm，送丝速度:峰 值20-30ipm，基值5-15ipm，脉冲频率:2. Opps;占空比：30 % ;所述第三条支撑焊道的焊接工 艺参数为：电流:峰值190-230A，基值90-130A，电压:9-11V，焊接速度:2.4-2.8ipm，送丝速 度:峰值25-35ipm，基值10-20ipm，脉冲频率:2. Opps，占空比：50 % ;所述第四条支撑焊道的 焊接工艺参数为：电流:峰值200-240A，基值100-140A，电压:9-llV，焊接速度:2.3-2.7ipm， 送丝速度:峰值25-35ipm，基值10-20ipm，脉冲频率:2 · Opps，占空比：50%。
[0012]其中，所述步骤(5)中，所述填充焊接包括填充初期焊接和填充末期焊接;所述填 充初期焊接过程中，当6mm <焊道宽度< 8mm时焊接工艺参数为：电流:峰值270-310A，基值 170-210A，电压:9-llV，焊接速度:2.3-2.7丨?111，送丝速度 :峰值40-50丨?111，基值20-30丨?111，脉 冲频率:2. Opps，占空比：50% ;当8mm〈焊道宽度< 10mm时焊接工艺参数为：电流:峰值300-340A，基值200-240A，电压：9-11V，焊接速度：2.3-2.7ipm，送丝速度：峰值40-50ipm，基值 20-30ipm，脉冲频率：2. Opps，占空比：50 % ;所述填充末期焊接的工艺参数为：电流：峰值 260-320A，基值 160-220A，电压:9-1IV，焊接速度:2.2-2.6ipm，送丝速度:峰值40-50ipm，基 值20-30ipm，脉冲频率:2 · Opps，占空比：50%。
[0013]其中，所述步骤（5)中，所述盖面焊接的工艺参数为：电流：峰值250-290A，基值 150-190A，电压:9-llV，焊接速度：2.6-3ipm，送丝速度:峰值30-50ipm，基值10-30ipm，脉冲 频率:2.0pps，占空比：50% ;
[0014] 其中，所述步骤(2)中组对错边量< 1.5mm，组对间隙< 1mm。
[0015] 其中，所述步骤(4)中，采用电加热方式进行预热，预热温度为125°C_200°C，达到 预热温度后保温15分钟。
[0016] 其中，对坡口两侦U250mm的范围进行预热。
[0017]其中，所述步骤(6)中，消应力热处理的保温温度为595-625°C，保温时间为4小时。 [0018] 其中，所述步骤(6)中，后热处理的温度为250-400°C，保温时间为1-2小时。
[0019] 本发明核电站核岛主蒸汽或主给水管道的焊接方法具有如下的有益效果：
[0020] 本发明的焊接方法中改进了坡口的角度以及钝边的长度和厚度，这样大大提高了 焊接核岛主蒸汽或主给水管道的效率，例如采用本发明的焊接方法焊接规格为Φ965.2* 44.2的核岛主蒸汽管道时，完成一道焊口只需一名普通操作工作业约10天时间，而背景技 术中介绍的焊接核岛主蒸汽或主给水管道的方法，完成一道焊口需要两名高级焊工焊接约 20天时间，或者需要一名操作工作业约20天时间，由此可见本发明的焊接方法缩短了核岛 主蒸汽或主给水管道的焊接工期，加快了施工进度。本发明的焊接方法所使用的坡口为窄 间隙坡口，降低了焊材消耗。本发明的焊接方法所使用的坡口相比于【背景技术】中介绍的坡 口加工更容易，因为【背景技术】中介绍的坡口包括上部和下部，上部和下部的坡口角度不同 导致加工困难，本发明的坡口上部和下部的坡口角度一致，所以加工更容易。
[0021] 本发明的焊接方法还改进了打底、填充和盖面焊接的工艺参数，以使焊接完成的 核岛主蒸汽或主给水管道的焊缝成形美观，焊缝成形质量好，焊缝与母材圆滑过渡，表面无 裂纹、气孔、夹渣、飞溅、未焊透等缺陷。
[0022] 本发明的焊接方法使用自动钨极氩弧焊完成打底、填充和盖面焊接，这样一方面 可以排除人为因素对焊接质量的影响，减少对高技术焊工的依赖，降低焊工的劳动强度，提 高焊接质量和焊口一次合格率，符合核岛主蒸汽或主给水管道的的焊接要求，另一方面焊 接操作工可以按照设定的焊接工艺参数进行远距离焊接作业，远离核岛主蒸汽或主给水管 道，避免被核岛主蒸汽或主给水管道烫伤，从而改善了焊工的作业环境，降低了焊工的作业 风险。
【附图说明】
[0023] 图1为现有核岛主蒸汽或主给水管道的坡口的结构示意图；
[0024] 图2为本发明核电站核岛主蒸汽或主给水管道的焊接方法所使用的坡口的结构示 意图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图介绍本发明的技术方案。
[0026] 本发明核电站核岛主蒸汽或主给水管道的焊接方法包括以下步骤：
[0027] (1)采用坡口机加工核岛主蒸汽或主给水管道的坡口，如图2所示，加工完成的坡 口为U型坡口，且该坡口的坡口角度Q为5° -8°，钝边长度T为1 · 8-3mm，钝边厚度P为1 · 8-3mm， 倒角半径R为1.8-3mm。
[0028] 坡口加工完成后将该坡口及两侧的内外表面清理干净，可以用角向磨光机、棒式 砂轮机或钢锉等将坡口表面及边缘区域的铁锈、油清理干净，直到露出金属光泽。
[0029] (2)对核岛主蒸汽或主给水管道1进行组对，组对错边量< 1.5_，组对间隙< 1_。
[0030] (3)使用手工钨极氩弧焊，对组对后的核岛主蒸汽或主给水管道1进行点固棒点焊 固定，以使核岛主蒸汽或主给水管道1的相对位置固定，其中若采用坡口内点固则可采用步 骤(5)中打底焊接的工艺参数，且点固棒的数量至少为3个。
[0031] (4)对组对后的核岛主蒸汽或主给水管道1进行预热，预热的位置为坡口两侧 250mm的范围，预热方式为电加热，预热温度为125°C_200°C，达到预热温度后保温15分钟。 [0032 ] (5)采用自动钨极氩弧焊完成打底、填充和盖面焊接，
[0033]其中，打底焊接包括熔透焊道、第一条支撑焊道、第二条支撑焊道、第三条支撑焊 道和第四条支撑焊道，熔透焊道的焊接工艺参数为：电流:峰值165-205A，基值65-205A，电 压：9-llV，焊接速度：2.5-2.91?111，送丝速度 ：峰值13-171?111，基值6-101?111，脉冲频率： 2.0pps，占空比：27%，ipm表示英寸/分钟，pps表示脉冲数/秒。
[0034] 第一条支撑焊道的焊接工艺参数为：电流:峰值170-230A，基值70-130A，电压:9-1IV，焊接速度:2 · 5-2 · 9ipm，送丝速度:峰值20-30ipm，基值5-15ipm，脉冲频率:2 · Opps，占 空比：30%。
[0035] 第二条支撑焊道的焊接工艺参数为：电流:峰值190-230A，基值90-130A，电压:9-1IV，焊接速度:2 · 5-2 · 9ipm，送丝速度:峰值20-30ipm，基值5-15ipm，脉冲频率:2 · Opps，占 空比：30%。
[0036] 第三条支撑焊道的焊接工艺参数为：电流:峰值190-230A，基值90-130A，电压:9- 11V，焊接速度:2.4-2.8丨?111，送丝速度:峰值25-35丨?111，基值10-20丨?111，脉冲频率 :2.0??8，