[发明专利]一种管板镍基合金双钨极单热丝自动钨极氩弧焊堆焊工艺

说明书

本发明公开了一种管板镍基合金双钨极单热丝自动钨极氩弧焊堆焊工艺，包括以下步骤：步骤1，准备待焊件(1)和焊接材料(7)；步骤2，预热待焊件(1)；步骤3，安装并调试焊接设备；步骤4，设置参数，实施焊接。本发明采用该焊接工艺可以保证管板一次侧镍基合金耐蚀堆焊层焊接过程稳定，堆焊层高度和宽度均匀，可以实现自动焊接，且焊缝表面平整度高，能在有效稳定控制镍基合金堆焊层的焊缝成形和内在质量的前提下，提高焊接效率，满足产品质量要求。

技术领域

本发明涉及压力容器制造领域，尤其是一种换热器类压力容器设备及核电主换热设备的管板组件上双钨极单热丝自动钨极氩弧焊堆焊工艺领域，具体涉及一种核电主换热设备尤其是以压水堆、高温气冷堆、快中子堆等为代表的第二代到第四代核电技术的蒸汽发生器的管板一次侧镍基合金自动钨极氩弧焊堆焊工艺。

背景技术

管壳式换热设备大多都设计有管子管板焊接结构，尤其是用于核电站或以核电为动力驱动的舰船的主要换热设备中的蒸汽发生器设计有管子管板焊接结构。其中，管板大多数选用碳钢或低合金钢材料，要求在管板与传热管焊接的一次侧堆焊用于耐腐蚀等作用的镍基合金堆焊层。目前常见的压水堆蒸汽发生器管板厚度从200mm～600mm不等，管板直径Φ200mm～Φ6000mm不等，镍基合金堆焊层厚度5～10mm不等，堆焊面积较大。

根据蒸汽发生器的设计要求，管板镍基合金堆焊层与传热管的管子管板焊缝是蒸汽发生器一次侧与二次侧之间的关键焊缝，关系到在蒸汽发生器在役运行过程中是否存在辐射介质的泄漏，核电蒸汽发生器是否安全可靠等问题。管板镍基合金堆焊层的焊接质量，不仅影响了蒸汽发生器管板一次侧的耐腐蚀性能，同时还直接影响到管子管板焊缝的质量。因此，管板镍基合金的堆焊层质量不仅需要满足目视检测、液体渗透检测和超声波检测的要求，还需要满足堆焊层及焊缝热影响区的弯曲性能和指定堆焊层厚度熔敷金属的化学成分要求和耐腐性性能要求。

压水堆蒸汽发生器管板镍基合金堆焊是蒸汽发生器产品制造的关键工艺工序，往往存在制造要求高，制造周期紧的特点；因此需要采用质量可靠效率高的焊接工艺方法。以往的管板大面积镍基合金堆焊工艺主要有两种方式：带极埋弧堆焊配合手工电弧焊堆焊工艺和单钨极单丝自动钨极氩弧焊工艺。

从保证产品制造周期和生产效率方面来说，采用带极埋弧堆焊配合手工电弧焊工艺的堆焊工艺具有极大的优势，但是带极埋弧堆焊(SAW)镍基合金堆焊时，熔池受到焊剂和渣壳的保护，熔敷金属在凝固时得到了有效保护；但是由于带极堆焊焊道较厚，在焊缝搭接和压道处需要打磨，因此堆焊层受到金属粉末和焊剂粉末等高熔点物质的影响，造成了镍基合金堆焊层中存在部分不超标的焊接缺陷。焊条电弧焊(SMAW)焊接时，熔池同样受到了焊条药皮和渣壳的保护，但是受到人为因素和技能水平的影响，焊缝成型不光滑，焊接过程中打磨和渣壳的影响，造成堆焊层中存在缺陷的几率增加。管板镍基合金堆焊层中的焊接缺陷，不仅造成了管板堆焊的返修，还影响后续管子-管板焊缝的质量，使蒸汽发生器管板乃至整个蒸汽发生器存在质量风险。

从保证产品制造过程中焊接清洁度控制及焊缝质量方面来说，采用传统单钨极单热丝自动钨极氩弧焊工艺虽然具有堆焊环境清洁，焊缝成形可控，焊缝质量较高，焊接热输入量低、稀释率低等优点。但是受到钨极承载能力和电弧面积有限、焊接材料输送和熔覆速度较低等因素的限制，造成了大型零部件耐蚀层大面积堆焊时，堆焊效率相对较低，焊接时间长，较难满足核电产品制造周期的要求。

由于现有技术中上述问题的存在，本发明人对现有的管板镍基合金自动钨极氩弧焊堆焊技术进行研究，借助先进的双钨极单热丝自动钨极氩弧焊焊接设备，研究发明了新的管板镍基合金自动镍基合金堆焊工艺，以便得到焊接过程稳定，焊缝熔合良好，同时焊缝成形美观，满足产品要求的一种管板镍基合金双钨极单热丝自动钨极氩弧焊堆焊工艺。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种管板镍基合金双钨极单热丝自动钨极氩弧焊堆焊工艺，采用该自动焊接工艺可以保证管板一次侧镍基合金耐蚀堆焊层焊接过程稳定，焊缝熔合良好，焊缝成形美观，能够满足产品质量要求，从而完成本发明。