AP1000主管道窄间隙自动化焊接方法应用趋势分析.doc

AP1000主管道窄间隙自动化焊接方法应用趋势分析日期：2007-7-30来源：作者：刘琼阅读：4598评论：11摘 要：目前，核电建设部门面临着大量的电站建设和安装任务，但是主冷却剂管道等厚壁管依然采用传统焊接方法，不仅焊接效率低、焊工强度大，同时焊缝质量也受到诸多不确定因素的影响。引用窄间隙自动化焊接方法代替传统手工焊工艺，不仅可以减少焊缝填充量、提高工程安装效率、缩短工期，还可以加强焊缝质量、提高安全裕度。本文对厚壁管件的窄间隙焊接方法进行研究，分析了AP1000主管道窄间隙自动化焊接的可行性及优越性。 关键词：核电，窄间隙焊接，主管道 Abstract: At present, the nuclear construction departments are facing plentiful tasks of nuclear power plants construction and installation, but the welding of the main pipes has been used the traditional welding methods, the welding efficiency is lower, the welder is harder, and the quality of welds is also not sure. The Narrow-gap welding method may reduce the welding material, improve the welding efficiency, reduce the welding time, and advance the quality and security of welds. The article studies the advanced Narrow-gap welding method, and analyzes its feasibility and advantage. Key words: nuclear, Narrow-gap welding, main pipe 0序言 近年来我国加大了对核电设施的投入，核电行业发展迅速，全国核电建设部门面临着大量的电站建设和安装任务。与之不配套的是，目前国内核电所采用的焊接工艺基本为大坡口的手工焊和半自动焊接方法，对于核岛主冷却剂管道、常规岛主蒸汽及高压旁路管道等厚壁大管件而言，往往一个对接焊缝需要数位焊工通过连续数日的高强度施焊才能完成，焊工劳动强度大，焊接效率低；同时，手工焊也受到工作环境及焊工状态等诸多不确定因素的影响，焊缝质量难以控制。 为了减少大坡口手工焊工艺给大管件对接工程带来的不良影响，进一步提高工程安装效率、提高焊接质量，本文对厚壁管件的窄间隙焊接方法进行研究，分析了窄间隙自动化焊接方法的优越性，并对主管道窄间隙焊接与秦山核电二期传统焊接方法进行比较，分析了AP1000主管道窄间隙自动化焊接的可行性及优越性。 1窄间隙焊接及其分类 1.1窄间隙焊接定义 大厚度钢管或钢板采用狭窄坡口进行焊接的方法称为窄间隙焊接。 1.2窄间隙焊接方法分类 比较常用的窄间隙焊接方法有：窄间隙钨极氩弧焊（N-TIG）、窄间隙埋弧焊（N-SAW）、窄间隙熔化极气体保护焊（N-GMAW）等。 1.2.1窄间隙钨极氩弧焊 窄间隙钨极氩弧焊即利用窄间隙坡口进行钨极氩弧焊。 窄间隙钨极氩弧焊的电极是利用难熔化的钨或钨的合金棒做成的，电弧燃烧过程中，电极是不熔化的，故易维持恒定的电弧长度，焊接过程稳定；并且氩气保护的独特优点是氩弧燃烧非常稳定，容易获得较高的焊缝质量。 1.2.2 窄间隙埋弧焊 窄间隙埋弧焊即利用窄间隙坡口进行埋弧焊焊接。 窄间隙埋弧焊是电弧掩埋在颗粒状焊剂下面进行焊接的一种焊接方法。 由于焊丝导电长度缩短，电流密度提高，因此电弧的熔深能力和熔敷效率都提高，同时，由于焊剂和熔渣的隔热作用，电弧的热辐射散失少，热效率高，焊缝质量优良。 但是由于窄间隙埋弧焊是依靠颗粒状焊剂堆积形成的保护条件，因此主要用于水平面焊缝的焊接。 同时，由于窄间隙焊接的焊缝坡口窄，尤其是厚板的底层焊接时，焊渣不易脱落，因此需要焊剂具有良好的脱渣性。 1.2.3 窄间隙熔化极气体保护焊 窄间隙熔化极气体保护焊即利用窄间隙坡口进行熔化极气体保护焊。 窄间隙熔化极气体保护焊由于利用焊丝作为电极，可采用高密度电流，因此母材熔深大。 熔化极气体保护电弧焊的另一主要优点是可以方便地进行各种位置的焊接，同时具有焊接速度较快等优点。 但是熔化极气体保护焊由于电极同时作为填充焊丝，因此不易维持恒定的电弧长度，电弧稳定性不及非熔化极气体保护焊好。 综合考虑各焊接方法焊接特点、现场焊接条件、焊接位置等因素，AP1000主管道采用窄间隙钨极氩弧自动化焊接方法较为合适。 2厚壁钢管窄间隙焊接的优势 焊接结构的大型化要求采用越来越厚的钢管和钢板，并且要求得到越来越好的焊接接头性能。传统大厚度钢管的焊接方法不仅开坡口困难，同时由于坡口面积大，焊接工作量也成倍增加，施焊速度缓慢，而且焊后材质应力变形相对较大，焊接接头存在较大的残余应力和残余变形，焊缝质量相对较差。 窄间隙自动焊接不仅可以大幅度减少坡口横截面积、大大减少焊接金属的填充量，而且在不