CN102601487B - 核电用吊篮上出水口管嘴的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种焊接工艺不会影响吊篮上环段尺寸精度和工艺要求的核电用吊篮上出水口管嘴的焊接方法，a.将吊篮上环段横置；b.依次在吊篮上环段上装配好各个出水口管嘴，在出水口管嘴的外侧坡口内用钨极惰性气体保护焊法定位焊接；c.对三个出水口管嘴依次进行打底焊；d.对三个出水口管嘴进行焊缝填充；e.在每次焊接前都要确保所要焊接区域的温度在150摄氏度以下。本发明的优点是：利用上述工艺方法焊接出来的吊篮上环段明显能满足工艺要求，保证了尺寸的精度，大大减少了因焊接而带来的应力大小。

Description

核电用吊篮上出水口管嘴的焊接方法
技术领域
本发明涉及到一种核电用吊篮上出水口管嘴的焊接方法。
背景技术
核反应堆是核电站关键设备，核反应堆堆内构件在反应堆压力容器内起到支承和固定堆芯组件的作用，分为堆芯下部支承构件和上部支承构件两部分，是属于核安全相关LS级(非承压设备)、质保QI级、清洁等级A级、抗震II级部件。其制造质量的好坏将直接关系到核反应堆的安全。
吊篮筒体是支撑整个堆内构件(约10000个零件)的筒体，是通过三个接口将整个堆内构件与压力容器保持连接的重要部件。
吊篮筒体的功能是：在反应堆压力容器内，为燃料组件及其相关组件提供可靠的支承、压紧和精确的定位，承受堆芯部件的全部载荷，并传递给反应堆压力容器；为控制棒组件提供保护和可靠的导向。
本篇陈述的吊篮筒体是目前国际上最成熟且应用最广泛的二代改进型压水堆下部堆内构件的重要组成部件。吊篮筒体由上部吊篮筒体、下部吊篮筒体、堆芯支撑板经加工对中后组焊而成，上部吊篮筒体由法兰、上环段和出水口管嘴组成，下部吊篮筒体由中环段和下环段组成，其上包括的焊接件有下堆芯板支承环、导向销垫块、热屏蔽板垫块。1000MW吊篮组件，它是一个高8240.52mm的圆筒，筒体壁厚
Figure BDA0000147729780000011
内直径
Figure BDA0000147729780000012
材料为不锈钢(牌号Z2CN19-10NC)。
吊篮筒体是堆内构件的关键部件之一，是典型的高精度大直径薄壁筒体，由于该结构对尺寸精度要求高，设计公差与间隙要求苛刻，焊接结构复杂，不易控制焊接变形，很难保证产品质量，过去一直依赖进口。
由于工件直径比较大，壁厚相对比较薄，开孔后削弱了上环段筒壁的刚度。由于材料为不锈钢，热导率较低，线膨胀系数较大，并随着温度的升高线膨胀系数的数值也相应的提高，焊后易产生较大的焊接收缩变形。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种焊接工艺不会影响吊篮上环段尺寸精度和工艺要求的核电用吊篮上出水口管嘴的焊接方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种核电用吊篮上出水口管嘴的焊接方法，按照如下步骤进行，
a.将吊篮上环段横置；
b.依次在吊篮上环段上装配好各个出水口管嘴，在出水口管嘴的外侧坡口和内侧坡口内用钨极惰性气体保护焊法定位焊接，一圈定位八点--A、B、C、D、E、F、G、H，八个点在出水口管嘴截面上的投影点均匀且顺时针排布在该出水口管嘴截面上，其中A点位于出水口管嘴截面的最上端；
c.对三个出水口管嘴依次进行打底焊，其中单个出水口管嘴打底焊的具体顺序为：先利用钨极惰性气体保护焊法对出水口管嘴位于吊篮上环段内的内侧坡口进行打底焊，其步骤如下：(1)一个人甲从A点焊至H点、同时另一个人乙从E点焊至D点，(2)甲从B点焊至C点，同时乙从F点焊至G点，(3)甲从A点焊至B点，同时乙从E焊至F点，(4)甲从H点焊至G点，同时乙从D点焊至C点；再利用钨极惰性气体保护焊法对出水口管嘴外侧坡口进行打底焊，其焊接步骤与上述坡口打底焊步骤相同；
d.对三个出水口管嘴进行焊缝填充，其中单个出水口管嘴奇数层焊缝填充的具体顺序为：先利用手工电弧焊焊出水口管嘴位于吊篮上环段内的内侧坡口内的一层焊缝，其步骤为：甲从A点经C点焊至E点，同时乙从A点经G点焊至E点；再利用手工电弧焊焊出出水口管嘴外侧坡口的一层焊缝，其焊接步骤与上述坡口奇数层焊缝填充的步骤相同；单个出水口管嘴偶数层焊缝填充的具体顺序为：先利用手工电弧焊焊出水口管嘴位于吊篮上环段内的内侧坡口内的一层焊缝，其步骤为：甲从E点经C点焊至A点，同时乙从E点经G点焊至A点；再利用手工电弧焊焊出出水口管嘴外侧坡口的一层焊缝，其焊接步骤与上述坡口偶数层焊缝填充的步骤相同；依次对三个出水口管嘴的内外都填充一层焊缝后，再依次对三个出水口管嘴的内外填充下一层焊缝，反复对三个出水口管嘴依次进行焊缝填充直至达到工艺要求，且三个出水口管嘴之间的焊接顺序与c中的相同；
e.在每次焊接前都要确保所要焊接区域的温度在150摄氏度以下。
在钨极惰性气体保护焊时，焊枪的枪口对向出水口管嘴。
在手工电弧焊时，每一层焊道的布置是靠近出水口管嘴的焊道先焊，靠吊篮上环段侧的焊道后焊。
本发明的有益效果是：利用上述工艺方法焊接出来的吊篮上环段明显能满足工艺要求，保证了尺寸的精度，大大减少了因焊接而带来的应力大小。
附图说明
图1是本发明中核电用吊篮上环段的焊点分布图；
图2是本发明中核电用吊篮上环段的截面图；
图3是本发明中吊篮上环段与第一出水口管嘴的局部连接图。
图中：1、吊篮上环段，2、第一出水口管嘴，3、第二出水口管嘴，4、第三出水口管嘴，5、内侧坡口，6、外侧坡口。
具体实施方式
下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。
本发明所述的核电用吊篮上出水口管嘴的焊接方法，按照如下步骤进行，
a.将吊篮上环段1横置。
b.依次在吊篮上环段上装配好各个出水口管嘴--第一出水口管嘴2、第二出水口管嘴3和第四出水口管嘴4，在第一出水口管嘴2的外侧坡口6内和内侧坡口5内用钨极惰性气体保护焊法定位焊接，如图1所示，一圈定位八点--A、B、C、D、E、F、G、H，八个点在第一出水口管嘴1截面上的投影点均匀且顺时针排布在该第一出水口管嘴截面上，其中A点位于第一出水口管嘴2截面的最上端。
c.如图2、图3所示，对三个出水口管嘴依次进行打底焊，其中第一出水口管嘴2打底焊的具体顺序为：先利用钨极惰性气体保护焊法对第一出水口管嘴2位于吊篮上环段内的内侧坡口5进行打底焊，其步骤如下：(1)一个人甲从A点焊至H点、同时另一个人乙从E点焊至D点，(2)甲从B点焊至C点，同时乙从F点焊至G点，(3)甲从A点焊至B点，同时乙从E焊至F点，(4)甲从H点焊至G点，同时乙从D点焊至C点；再利用钨极惰性气体保护焊法对第一出水口管嘴2的外侧坡口6进行打底焊，其步骤如下：(1)一个人甲从A点焊至H点、同时另一个人乙从E点焊至D点，(2)甲从B点焊至C点，同时乙从F点焊至G点，(3)甲从A点焊至B点，同时乙从E焊至F点，(4)甲从H点焊至G点，同时乙从D点焊至C点。当第一出口管嘴2打底焊焊完后，再依次对第二出水口管嘴3和第三出水口管嘴4进行打底焊。
d.对三个出水口管嘴进行焊缝填充，先利用手工电弧焊对第一出水口管嘴2位于吊篮上环段内的内侧坡口5内填充第一层焊缝，其步骤为：甲从A点经C点焊至E点，同时乙从A点经G点焊至E点；再利用手工电弧焊填充水口管嘴外侧坡口6的第一层焊缝，其步骤为：甲从A点经C点焊至E点，同时乙从A点经G点焊至E点。然后用对第一出水口管嘴2焊接的步骤依次对第二出水口管嘴3和第三出水口管嘴4进行第一层焊缝的填充。三个出水口管嘴的第一层焊缝填充完毕后，再对第一出水口管嘴2进行第二层焊缝的填充，先利用手工电弧焊对第一出水口管嘴2位于吊篮上环段内的内侧坡口5内填充第二层焊缝，其步骤为：甲从E点经C点焊至A点，同时乙从E点经G点焊至A点；再利用手工电弧焊填充第一出水口管嘴2外侧坡口6的第二层焊缝，其步骤为：甲从E点经C点焊至A点，同时乙从E点经G点焊至A点。然后用对第一出水口管嘴2焊接的步骤依次对第二出水口管嘴3和第三出水口管嘴4进行第二层焊缝的填充。按照上述d中的反复对三个出水口管嘴进行焊缝填充，直至满足工艺要求。也就是说，奇数层的焊缝填充方法同第一层的，偶数层的焊缝填充方法同第二层的，且奇数层的填充方向与偶数层的填充方向相反。反向填充可以使得填充时产生的应力平衡，收缩更均匀，因为先填充的应力收缩多，后填充的应力收缩小。
e.由于核电的尺寸要求严格，所以在每次焊接前都要确保所要焊接区域的温度在150摄氏度以下，在此情况下焊接可满足核电的尺寸要求。
由于出水口管嘴的刚性比吊篮上环段1强很多，在钨极惰性气体保护焊时，焊枪的枪口对向出水口管嘴，可减少焊接变形。
在手工电弧焊时，每一层焊道的布置是靠近出水口管嘴的焊道先焊，靠吊篮上环段侧的焊道后焊。焊接时输入的热量相对集中于出水口管嘴上，可减少上环段1的焊接变形。
利用上述工艺方法焊接出来的吊篮上环段明显能满足工艺要求，保证了尺寸的精度，大大减少了因焊接而带来的应力大小。

Claims (3)

1.核电用吊篮上出水口管嘴的焊接方法，其特征在于：按照如下步骤进行，
a.将吊篮上环段横置；
b.依次在吊篮上环段上装配好各个出水口管嘴，在出水口管嘴的外侧坡口内和内侧坡口内用钨极惰性气体保护焊法定位焊接，一圈定位八点——A、B、C、D、E、F、G、H，八个点在出水口管嘴截面上的投影点均匀且顺时针排布在该出水口管嘴截面上，其中A点位于出水口管嘴截面的最上端；
c.对三个出水口管嘴依次进行打底焊，其中单个出水口管嘴打底焊的具体顺序为：先利用钨极惰性气体保护焊法对出水口管嘴位于吊篮上环段内的内侧坡口进行打底焊，其步骤如下：(1)一个人甲从A点焊至H点、同时另一个人乙从E点焊至D点，(2)甲从B点焊至C点，同时乙从F点焊至G点，(3)甲从A点焊至B点，同时乙从E焊至F点，(4)甲从H点焊至G点，同时乙从D点焊至C点；再利用钨极惰性气体保护焊法对出水口管嘴外侧坡口进行打底焊，其焊接步骤与上述坡口打底焊步骤相同；
d.对三个出水口管嘴进行焊缝填充，其中单个出水口管嘴奇数层焊缝填充的具体顺序为：先利用手工电弧焊焊出水口管嘴位于吊篮上环段内的内侧坡口内的一层焊缝，其步骤为：甲从A点经C点焊至E点，同时乙从A点经G点焊至E点；再利用手工电弧焊焊出出水口管嘴外侧坡口的一层焊缝，其焊接步骤与上述坡口奇数层焊缝填充的步骤相同；单个出水口管嘴偶数层焊缝填充的具体顺序为：先利用手工电弧焊焊出水口管嘴位于吊篮上环段内的内侧坡口内的一层焊缝，其步骤为：甲从E点经C点焊至A点，同时乙从E点经G点焊至A点；再利用手工电弧焊焊出出水口管嘴外侧坡口的一层焊缝，其焊接步骤与上述坡口偶数层焊缝填充的步骤相同；依次对三个出水口管嘴的内外都填充一层焊缝后，再依次对三个出水口管嘴的内外填充下一层焊缝，反复对三个出水口管嘴依次进行焊缝填充直至达到工艺要求，且三个出水口管嘴之间的焊接顺序与c中的相同；
e.在每次焊接前都要确保所要焊接区域的温度在150摄氏度以下。
2.根据权利要求1所述的核电用吊篮上出水口管嘴的焊接方法，其特征在于：在钨极惰性气体保护焊时，焊枪的枪口对向出水口管嘴。
3.根据权利要求1所述的核电用吊篮上出水口管嘴的焊接方法，其特征在于：在手工电弧焊时，每一层焊道的布置是靠近出水口管嘴的焊道先焊，靠吊篮上环段侧的焊道后焊。
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