[发明专利]核电大型钢结构随焊锤击消应力法

说明书

技术领域

本发明涉及金属焊接技术新工艺领域，具体涉及一种核电大型钢结构随焊锤击消应力法。

 

背景技术

随着核电技术的不断发展，特别是国际社会对核安全的不断关注，第三代核电技术——欧洲先进压水堆EPR的设计理念已逐渐深入人心。EPR技术采用“加法设计”，在原CPR1000的基础上，通过增加能动部件数和系列数，进一步增加了核安全控制功能。

EPR技术中，对常规岛主厂房即HM-厂房采用全钢结构进行设计，与CPR1000相比，主要区别如下：由两跨厂房改为单跨厂房、由地上厂房改为半地下厂房、由钢筋砼结构和钢结构相结合的框架改为全钢结构框架。HM-厂房为全钢结构多层厂房，采用局部带支撑的框架结构形式，屋面采用双坡梯形钢屋架，钢柱与基础、主梁与柱均采用焊接，主次梁连接采用铆接。

在金属焊接过程中，焊缝处的填充金属在高温下由液态从焊丝等填充物过渡到焊缝坡口处，随后经过冷却形成固态焊缝。焊缝填充金属在冷却过程中由于热胀冷缩将产生焊接残余应力。残余应力的存在将降低焊缝的承载能力，进而影响焊接件的结构稳定性。

基于核安全的严格要求，核电站建设必须确保质量。而在大型钢结构焊接过程中，焊缝中的残余应力会导致钢结构承载能力差，容易导致质量事件，影响钢结构服役。为了释放焊缝中的残余应力，现有技术采用热处理法、振动时效法或超声波冲击法等消除焊接件的残余应力，但是这些方法不一而足的存在消应力处理设备笨重、处理过程复杂、处理时间较长等问题，对于小型焊件能起到比较好的效果，对于需要进行多层多道焊的厚板焊缝，则很难进行残余应力的消除；特别是在常规岛等大型钢结构安装焊接的情况下，高空作业工作面狭窄、大体积的笨重设备无法抵达高空作业面、长时间多工序的消应力处理流程容易引发安全事故等，都导致现有技术消除残余应力费时、费力、安全隐患多、消应力效果不明显。

 

发明内容

本发明提供一种有效消除核电大型钢结构焊接残余应力的随焊锤击消应力法。

本发明提供了一种核电大型钢结构随焊锤击消应力法，核电大型钢结构进行多层焊接，至少在焊接第二层至倒数第二层过程中，每焊完一层后，进行锤击消除焊缝残余应力。

进一步地，使用风铲对准焊缝及熔合线进行锤击消除残余应力，风铲锤头为φ5～7mm的锤头，风铲冲击频率为70～120Hz，锤击工作风压为0.5～0.6MPa。

在其他实施例中，多层焊接过程中，第一层焊完后，同样使用风铲对准焊缝及熔合线进行锤击消除残余应力。

在其他实施例中，多层焊接过程中，最后一层焊完后，同样使用风铲对准焊缝及熔合线进行锤击消除残余应力。

进一步地，每焊完一层后，使用风铲对焊道进行锤击消除残余应力，且使用风铲进行锤击前以及锤击过程中，控制焊道温度低于300℃。

进一步地，风铲锤头为φ6mm的球形锤头，风铲冲击频率为90Hz，锤击工作风压为0.55MPa。

进一步地，焊接前，对焊接件进行相应的预热，预热温度在100℃～250℃范围内。

进一步地，焊接结束后，使用保温缓冷材料包裹焊接处，保温缓冷。

进一步地，在焊接及风铲锤击的整个过程中进行温度监控。

本发明的有益效果是：对核电大型钢结构进行多层焊接，至少在焊接第二层至倒数第二层过程中，每焊接完一层后，进行锤击，锤击能够使焊缝填充金属在热态下得到充分延展，从而降低冷却收缩过程中的残余应力，提高焊缝承载能力，即提高了焊接的质量；风铲通过气管与空气压缩机联接，风铲能够伸向高空和转角各个位置，确保了消应力质量；风铲消应力速度快，焊接完成即能完成消应力工作，提高了焊接的效率。

 

附图说明

图1为本发明一种核电大型钢结构随焊锤击消应力法实施例一的流程图；

图2为本发明一种核电大型钢结构随焊锤击消应力法实施例二的流程图；

图3为本发明一种核电大型钢结构随焊锤击消应力法实施例三的流程图。

 

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

请参考图1，针对核电常规岛的大型钢结构焊接，本发明提供了一种核电大型钢结构随焊锤击消应力法：

S101、对核电大型钢结构焊件进行焊前预热；

核电常规岛厂房结构所使用的母材为40mm厚的Q345B钢，焊接使用φ1.2mm的CHW-50C6焊丝作为填充材料。