恰?，敽穗姽こ贪踩珰ね搀w鋼襯里的埋弧自動焊焊接質(zhì)量控制_圖文

1、第卷第期核動力工程年月文章編號：（）恰?，敽穗姽こ贪踩珰ね搀w鋼襯里的埋弧自動焊焊接質(zhì)量控制馬新朝（中國核工業(yè)第四研究設(shè)計院四達(dá)建設(shè)監(jiān)理公司，石家莊。）摘要：介紹了巴基斯坦恰希瑪核電工程（）安全殼鋼襯里筒體的基本狀況，分析了埋弧自動焊產(chǎn)生終端裂紋的原因。防止埋弧自動焊產(chǎn)生終端裂紋，匹配主要工藝參數(shù)是消除焊縫寬度窄而余高大的基本控制方法。正確選擇焊劑的顆粒度并合理回收使用焊劑是減小氣孔及焊縫表面壓氣坑缺陷的重要途徑，通過二次切割可減小翹曲等波浪變形現(xiàn)象。關(guān)鍵詞：恰?，敽穗姽こ?；安全殼；筒體鋼襯里；埋弧自動焊；質(zhì)量控制中圖分類號：文獻(xiàn)標(biāo)識碼：前言巴基斯坦屬亞熱帶沙漠氣候，在此環(huán)境下的焊接施工，要根據(jù)

2、其氣候特點制定相應(yīng)的焊接施工措施。巴核工程安全殼筒體鋼襯里屬于核一級物項分類控制范圍內(nèi)的構(gòu)件，因而，控制其焊接質(zhì)量及安裝質(zhì)量至關(guān)重要。按。其中，底標(biāo)高為一，頂標(biāo)高。以厚度（艿）為，高的鋼板拼焊而成。共分層：第一層高度為，第四層，第五層，第二、三、六、七、八、十層均為，第九層。除第九層外，其余各層各有塊壁板，×規(guī)則號及核安法的規(guī)定，必須制定相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范、驗收準(zhǔn)則，承包商應(yīng)建立健全完整的施工方案和工作程序，因而對于其特殊工藝（焊接、熱處理、）均要制定相關(guān)的技術(shù)和工藝措施，并進(jìn)行分級管理與施工，保證其制作、安裝質(zhì)量。為了做好安全殼制作，并固定成熟的核電生產(chǎn)安裝工藝，提高技術(shù)進(jìn)步，對于鋼襯

3、里的制作采取了專項焊接工藝評定，通過鋼板埋弧自動焊（）焊接試制、相關(guān)檢測合格后，制定合理的生產(chǎn)工藝投入生產(chǎn)，針對容易出現(xiàn)問題的方面設(shè)立關(guān)鍵控制點，建立專項檢查試驗計劃（），加大對職工的培訓(xùn)力度，確保其生產(chǎn)過程符合規(guī)則及核安全法規(guī)關(guān)于核電廠和其他核設(shè)施安全的質(zhì)量保證要求。主要拼焊尺寸為××，。第九層有塊壁板，拼焊尺。筒壁上有貫穿，最小為；寸為件件，其最大加工直徑為，最長件為，最短件為材質(zhì)主要為、。焊接作業(yè)主要在車間完成，采用埋弧自動焊（）。貫穿件開孔與套管安裝在施工現(xiàn)場進(jìn)行。焊接材料選用的，點固拼板及引弧隱弧板時用，的焊條。焊劑烘培溫度：，保溫取。；焊條烘培溫度：，保溫，隨用

4、隨工藝參數(shù)的匹配焊接工藝工程安全殼鋼襯里簡體基本狀況保證埋弧焊焊縫質(zhì)量的主要措施是尋求焊接電流、焊接電壓及焊接速度的最佳匹配。工程安全殼筒體鋼襯里簡體直徑為收稿日期：；修回日期：核動力工程！焊劑的化學(xué)成分決定了埋弧焊中電弧弧柱的電位梯度，因而，焊劑的選擇也決定了焊絲的熔化速度。焊接電流、電壓與焊接速度存在一定的關(guān)系，可由式（）確定。，¨一屯（）式中，為焊絲熔化速度；島為熔化速度隨電流變化的系數(shù)，（），其值取決于焊絲電阻率、直徑、伸出長度及電流的大小；為焊接電流，；屯為熔化速度隨電壓變化的系數(shù)，（），其值取決于弧柱電位梯度及電弧弧長的大小；為焊接電壓，。其關(guān)系匹配現(xiàn)象可經(jīng)實際測量得出（

5、圖）。由圖可知，焊絲的熔化速度隨電流增加而增加，其關(guān)系為非線性的，在小范圍內(nèi)可近視為線性關(guān)系；電弧電壓增加時，焊絲的熔化速度減??；焊絲伸出長度增大時，焊絲的熔化速度增大；當(dāng)焊絲直徑和伸出長度確定后，熔化速度可以取決于焊接電流及焊接電弧電壓的變化。量焊接速度焊接電壓的關(guān)系星一焊接速度樨接電流的關(guān)系圖焊接工藝參數(shù)匹配實測曲線焊接工藝參數(shù)決定焊縫的熔合比、成型系數(shù)及增厚系數(shù)，直接決定焊縫的成型。圖則給出了其內(nèi)在的客觀聯(lián)系。焊縫的熔合比，可由如下式反映：堆焊接頭型坡口接頭型坡口接頭圖不同情況下焊縫的成型系數(shù)、增厚系數(shù)及熔合比示意圖，熔合比：刖形狀系數(shù)：增厚系數(shù)：煳口上述各式中，為母材熔化的橫截面積，蚴

6、；取值大于；增厚系數(shù)一般取。焊接工藝的確定根據(jù)實際測量，焊縫寬度。，焊接熔深辟，。經(jīng)過計算，增根據(jù)形狀系數(shù)的特征，結(jié)合焊接工藝評定情表焊接工藝參數(shù)焊接焊接焊絲伸出層數(shù)坡口加。長度正面背面廂為填充金屬熔敷的橫截面積，；日為焊縫熔深，蚴；為焊縫寬度，；形狀系數(shù)通常厚系數(shù)助。，形狀系數(shù)為。況，選擇主要焊接工藝參數(shù)，經(jīng)焊接工藝評定確定合適的電流及電壓（表）。馬新朝：恰希瑪核電工程安全殼簡體鋼襯里的埋弧自動焊焊接質(zhì)最控制預(yù)防焊接缺陷的措施預(yù)防重大焊接缺陷的措施終端結(jié)晶裂紋的預(yù)防產(chǎn)生終端結(jié)晶裂紋的機(jī)理在安全殼鋼襯里筒壁的第三層板的第三塊及第五層板的第四塊時，焊縫終端產(chǎn)生了結(jié)晶裂紋，并有向兩側(cè)延伸的傾向，長

7、度為及。壁板也出現(xiàn)了這種裂紋。壁板在距離焊縫終端處，壁板出現(xiàn)在距離焊縫終端處，均位于長縫與短縫相交處（即丁字接頭處），位置位于短焊縫的終端（圖）。圖焊縫出現(xiàn)終端裂紋的典型不范產(chǎn)生終端結(jié)晶裂紋的原因是：單面焊的終端裂紋是典型的由于受拉伸張力的作用而產(chǎn)生的結(jié)晶裂紋（圖）。由于焊接熱循環(huán)不均勻性、拘束等原因的影響，隨著焊接過程的進(jìn)行，當(dāng)電弧向著拼板的末端移動時，由于焊接產(chǎn)生的高溫使終端部位的焊縫附近沿焊縫方向熱脹。此時，方向的熱膨脹使焊接件發(fā)生翹曲（向著焊接熱輸入的反方向，即向著焊接面進(jìn)行翹曲），并在末端方向發(fā)生回轉(zhuǎn)變形（圖）。由于整個裝配間隙小（）而均勻，在焊縫的最后一個定位焊點熔化前，這個回轉(zhuǎn)形

8、受定位焊所拘束，并在該定位焊點產(chǎn)生巨大的引裂力。當(dāng)電弧通過該定位焊點時，使拘束釋放，同時發(fā)生急劇的張開變形。這種張開變形會在熔池后面剛剛形成的脆弱的焊縫初凝區(qū)產(chǎn)生張開力，從而使焊縫產(chǎn)生終端裂紋。此終端裂紋常發(fā)生在距離焊縫端部的附近，裂紋長度大約在范圍內(nèi)（圖）。預(yù)防措施在引弧熄弧端焊上和拼板相同坡口的帶縫隙的彈性熄弧板。這種引弧熄弧板對焊接弧有彈性拘束作用，緩和終端的急劇回轉(zhuǎn)焊接裂紋的產(chǎn)生機(jī)理焊接裂紋的位置圖終端結(jié)晶裂紋的產(chǎn)生原理位置變形，從而抑制產(chǎn)品產(chǎn)生終端裂紋。彈性熄弧板的拘束作用和尺寸有關(guān)，熄弧板兩縫之間的部分越窄，縫隙越短，則熄弧板產(chǎn)生的彈性與拘束力越大，尺寸一般在一之間。在拼板的終端部

9、位進(jìn)行火焰加熱，也可消除單面焊終端裂紋。在焊縫成型期間，應(yīng)避免焊接完工后就清除焊渣，要等焊縫冷卻至室溫后再清除，以延長如及五的持續(xù)時間，以利于焊縫的正常成型；不能翻動拼焊鋼板，以免由于外力而使焊縫拉裂或撕裂。未熔透的防止埋弧自動焊的重大焊接缺陷之一為未焊透。產(chǎn)生原因是焊接速度過快或焊接電流較小。在實際生產(chǎn)過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制焊接電流與電壓的匹配，按焊接工藝參數(shù)進(jìn)行；在工藝參數(shù)要求的范圍內(nèi)可適當(dāng)增加焊接電流，繞，以免網(wǎng)線電壓不穩(wěn)引起焊接電流的波動，減小焊接電流對焊接質(zhì)量的影響。對于未焊透的返修，要按其射線的特征制定合理的返修工藝。如果未焊透的底片特征呈斷續(xù)顯示，則要對整條焊縫進(jìn)行返修；如果是局部的

10、條型顯示，則局部返修。在返修前要注意缺陷的準(zhǔn)確定位，一定在挖除缺陷后實施返修。 保證熔透；在使用焊接電纜時，要保證電纜不盤返修可采用或焊條手工電弧焊（）方法核動力程進(jìn)行。常見缺陷的防止氣孔由于巴基斯坦處于沙漠氛圍中，沙塵暴的自然現(xiàn)象較為頻繁，雷雨天氣較多，凡下雨都伴有大風(fēng)，因而在焊接生產(chǎn)車間往往有雨水浸泡、鋼材表面有積水現(xiàn)象，在焊接過程中如果表面處理不細(xì)心，焊縫中往往有氣孔缺陷產(chǎn)生。通常，該氣孔間斷性或連續(xù)性出現(xiàn)（焊縫的底片特征反映）。防止產(chǎn)生氣孔的方法主要有：焊縫焊接前熱烘焊接坡口，去除水分；選定合理的焊劑，控制焊劑的烘干使用情況。在工程鋼板的焊接過程中，為保證其焊接強(qiáng)度及生產(chǎn)周期，按使用的

11、焊接工藝評定，選擇易于脫渣的燒結(jié)焊劑。其成分為：一的；一的；一的。的，圖焊縫寬度窄而余高大的焊縫表面，焊接工藝中個主要參數(shù)不匹配?？刂拼胧┤缦拢赫{(diào)整工藝參數(shù)范圍內(nèi)的電壓；控制焊接速度；控制焊接電流。在不增大焊接線能量的情況下，減小焊接速度，也是解決此不良現(xiàn)象的一種思路。實際焊接塊板的結(jié)果表明，這種思路是正確的。局部的不平滑現(xiàn)象，可用磨光機(jī)打磨至圓滑過渡。但值得注意的是，焊接時一定得保證焊接速度的穩(wěn)定，否則，會產(chǎn)生焊縫寬度不均勻的現(xiàn)象。含量較高，有較強(qiáng)的抗氣孔能力，有助于防止產(chǎn)生氫氣孑；氟化鈣含量高，則高溫下熔渣粘度低，有利于熔池中的氣體逸出；而脫氧劑能鎮(zhèn)靜熔池，防止產(chǎn)生氣孔；對少量的鐵銹及高溫

12、氧化膜不敏感，因而產(chǎn)生缺陷的機(jī)率減小。焊接表面缺陷鋼襯里壁板的焊縫表面缺陷主要是表面凹坑。焊接時，注意選擇顆粒度大的焊劑，使用并將回收的焊劑用自制的目篩子重復(fù)篩選，去除粉狀焊劑，保留施焊的焊劑粒度在范圍內(nèi)。按焊接工藝進(jìn)行焊接，可減小并消除焊縫表面的局部凹坑壓氣現(xiàn)象。經(jīng)過塊鋼板的焊接追蹤檢驗，焊縫外觀良好，一次合格率為。焊接電流決定熔深的大小，電壓決定焊縫的寬度，焊接工藝參數(shù)一旦確定，其形狀也基本確定了。然而，在實際生產(chǎn)中，由于各種因素的變化引起焊接工藝參數(shù)在一定的范圍內(nèi)發(fā)生波動，常會產(chǎn)生焊縫寬度不足而余高增大的現(xiàn)象（圖）。這種現(xiàn)象在檢查時已經(jīng)發(fā)現(xiàn)。但經(jīng)倍放大鏡下觀察，無缺陷，只是焊趾明顯；對焊

13、縫做檢查時，整條焊縫的焊趾突出，沒有與母材圓滑過渡（焊趾過渡不平滑）。按技術(shù)條件及檢驗標(biāo)準(zhǔn)判斷，焊縫寬度、焊縫余高均在合格范圍內(nèi)。后經(jīng)檢查，無任何缺陷，而、檢查為不合格。通過對焊接表面缺陷的分析可知，造成焊縫成型不良，焊接速度偏大的主要原因是焊接變形的防止焊接次序在將，×及、及、及鋼板與鋼板焊接時，按先短后長的次序進(jìn)行焊接，即先焊的拼縫，再焊焊縫及長焊縫，最后焊接在拼焊寬度為的通長焊縫。的鋼板、時，在焊縫兩端范圍內(nèi)出現(xiàn)翹起現(xiàn)象。防止措施采用壓板整形處理。由于焊接過程中，焊接變形總是向著熱源的方向發(fā)生和發(fā)展，因而，可在焊接的一側(cè)均勻放置壓塊，一方面壓平了鋼板，保證了焊縫的平直，另一方面

14、又防止了焊接變形。在組對坡口時，可將帶有縫隙的引弧收弧板固定在焊接鋼性平臺上，但不能將拼焊板的坡口處與焊接操作平臺點焊死。上述兩種措施完畢后實施焊接，則可防止此現(xiàn)象。由于拼板的面積比較大，且板又薄，在拼焊完畢后容易發(fā)生波浪變形，但由于拼焊焊縫少，其變形不明顯，所以對波浪變形的控制主要通過馬新朝：恰?，敽穗姽こ贪矀銡ね搀w鋼襯里的埋弧自動焊焊接質(zhì)量控制二次火焰切割，釋放應(yīng)力來解決。其余所有的焊縫均未出現(xiàn)氣孔。（）焊接工藝參數(shù)范圍內(nèi)的合理匹配及局部的打磨修磨，可以大大減小鋼襯里壁板內(nèi)表面焊縫在檢查過程中的偽缺陷，保證了焊縫的焊接質(zhì)量。效果（）注意焊劑的顆粒度選擇，將回收的焊劑用自制的目篩子進(jìn)行焊劑的

15、重復(fù)篩選，去除粉狀焊劑，保留施焊的焊劑粒度在，縫表面的局部凹坑壓氣現(xiàn)象。（）引弧熄弧板的拼縫組對與點固，使得拼焊的鋼板焊縫減小了出現(xiàn)焊接裂紋的機(jī)率，在拼焊的焊縫中僅出現(xiàn)次終端裂紋，控制措施良好。（）焊接前，焊接坡口的清潔度（清除灰塵及沙塵）是保證焊接坡口的平整度的前提條件。（）焊接前坡口兩側(cè)范圍內(nèi)的氣體火焰烘烤去除殘留在縫隙及鋼板底部的水蒸氣是減小氣孑的必要措施，除第一層的第塊板在焊接過程中出現(xiàn)斷續(xù)氣孔（兩張底片反映），范圍內(nèi)，按焊接工藝進(jìn)行焊接，可減小并消除焊結(jié)論（）消除焊縫寬度窄而余高大的基本控制方法是匹配主要工藝參數(shù)。（）正確選擇焊劑的顆粒度并合理回收使用焊劑是減小氣孔及焊縫表面壓氣凹坑缺陷的重要途徑。（）通過二次切割可減小翹曲等波浪變形現(xiàn)象。參考文獻(xiàn)：【】姜煥中電弧焊與電渣焊【】北京：機(jī)械工業(yè)出版社，岣，）（，：仃（），：，作者簡介：仃馬新朝（一），男，工程師，中國管理科學(xué)研究院特約研究員。年畢業(yè)于太原科技大學(xué)焊接專業(yè)，獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位。發(fā)表論文余篇。曾從事核壓力