[发明专利]核电站自动焊接的坡口及自动焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及核电技术领域，更具体地说，涉及自动焊接的坡口及自动焊接方法。

背景技术

自动焊技术是一项先进的焊接技术，在设备制造、石化等领域已被广泛采用。在核电站建造阶段，窄间隙的自动焊不仅可以大幅度减小坡口横截面积、大大减少焊接金属的填充量，而且在较小的焊接热输入下，可以实现高效的焊接。同时，自动焊最大限度的排除了人因因素的影响，焊接质量相比手工焊更加稳定。因此自动焊在核电站主管道焊接过程中应用的优越性较为显著，对核电站焊接质量的进一步提高、焊接工期的进一步压缩、核电建造成本进一步降低起到十分重要的推进作用。

在核电站主管道自动焊中，一般采用带钝边的V型标准坡口，结合主设备/主管道的具体尺寸，进行详细坡口尺寸设计，确保每条焊道最大宽度不大于10.5mm，以实现主管道单道多层焊接。

对于壁厚小于85mm的主管道可使用双V坡口，但是对于壁厚大于85mm的主管道，使用双V坡口则无法达到每条焊道最大宽度不大于10.5mm的标准，因此需要对壁厚大于85mm的主管道设计新的管道坡口，以更好的体现了自动焊的优点。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于核电站自动焊接的坡口及自动焊接方法，其适用于壁厚大于85mm的核电站核岛主管道。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种核电站自动焊接的坡口，所述管道壁厚大于85mm，管道内镗口宽度为10～15mm，其中，所述坡口包括：上坡口、中坡口和下坡口，所述上坡口底部连接所述中坡口顶部，所述中坡口底部连接所述下坡口顶部，所述下坡口底部突设有底部钝边；

所述底部钝边高度范围为1.5～2.5mm，底部钝边宽度范围为3～3.5mm；

所述上坡口的顶部宽度范围为9.5～10.5mm，所述中坡口顶部宽度范围为8.0～9.0mm，所述下坡口顶部宽度范围为6.5～7.5mm；

所述下坡口高度范围为12～18mm，所述中坡口高度范围为45～55mm。

本发明所述的坡口，其中，所述底部钝边高度范围为1.9～2.1mm，底部钝边宽度范围为3～3.4mm。

本发明所述的坡口，其中，所述上坡口的顶部宽度范围为9.7～10.3mm。

本发明所述的坡口，其中，所述中坡口顶部宽度范围为8.3～8.9mm，所述中坡口高度范围为49.5～50.5mm。

本发明所述的坡口，其中，所述下坡口顶部宽度范围为6.8～7.2mm，所述下坡口高度范围为14.5～15.5mm。

本发明还提供了一种核电站自动焊接方法，所述管道壁厚大于85mm，管道内镗口宽度为10～15mm，包括步骤：

使所述管道母材的相对端部形成焊接前组合坡口，所述组合坡口包括上坡口、中坡口和下坡口，所述上坡口底部连接所述中坡口顶部，所述中坡口底部连接所述下坡口顶部，所述下坡口底部突设有底部钝边；所述底部钝边高度(H1)范围为1.5～2.5mm，底部钝边宽度(X1)范围为3～3.5mm；所述上坡口的顶部宽度(X)范围为9.5～10.5mm，所述中坡口顶部宽度(X3)范围为8.0～9.0mm，所述下坡口顶部宽度(X2)范围为6.5～7.5mm；所述下坡口高度(H2)范围为12～18mm，所述中坡口高度(H3)范围为45～55mm；

其中，所述焊接方法还包括步骤：

对底部钝边和下钝边的底部进行打底焊接，形成根部焊道，从下到上依次包括：熔透焊道、第一熔合焊道、第二熔合焊道、第一支撑焊道、第二支撑焊道、第三支撑焊道、第四支撑焊道；

对下钝边和上坡口进行填充焊接，形成填充焊道；

进行再填充焊接，形成末期填充焊道；

进行盖面焊接，采用1条或多条摆动焊道和/或1条或多条线状焊道。

本发明所述的核电站自动焊接方法，其中，从剩余焊缝厚度8～12mm开始，进行再填充焊接；

从剩余焊缝厚度2～3mm开始，进行盖面焊接。

本发明所述的核电站自动焊接方法，其中，在形成所述熔透焊道的步骤中，设定焊接电器的焊丝的基值送丝速度为15～30inch/min，焊丝的峰值送丝速度为30～60inch/min，焊接的速度为2～3inch/min，电压峰值范围为9V～12V，电流基值的范围为60A～80A，电流峰值的范围为90A～150A，脉冲频率为2.0pps，占空比为50％；