CN103878469B - 一种锆及锆合金焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种锆及锆合金焊接工艺，在供气管路上设置流量计，精确控制氩气流量，在供气管路上增加供气泵，增大供气动力，且将使用后的氩气进行回收；本发明还对充氩装置的密封性进行了改进，改善了焊接的环境，提高焊接质量。

Description

一种锆及锆合金焊接工艺
技术领域
本发明涉及一种焊接工艺，特别涉及一种锆及锆合金焊接工艺。
背景技术
锆属于稀贵金属材料，物理、化学性能独特，熔点高，比热熔和导热率小，当被加热到焊接温度时，很容易熔解材料表面的氧化物，还与大多数元素和化合物发生反应，引起材料机械性能和耐蚀性能恶化，高温下会与氢、氧、氮等气体发生反应。氢、氧、氮与锆形成脆性化合物，使锆的塑性、韧性和耐蚀性能急剧降低。因此，在焊接过程中，采用改进的特殊工装，使锆管焊接区域温度可能超过200℃部位全部处于充足的惰性气体的有效保护之中，通常采用的是氩气保护，多个氩气瓶串联供气，会出现供气不足的现象，且使用完的氩气没有进行回收，同时由于对氩气纯度的要求高，就对充氩装置的密封性要求更加严格。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种锆及锆合金焊接工艺，在焊接工序之前包括以下步骤：
第一步，将待焊接锆及锆合金基体安放于凹形支架上，并在坡口内平行摆放焊条，凹形支架向下延伸出地钎与地面固定；
第二步，安装充氩装置，所述充氩装置设置在所述凹形支架上，其与所述凹形支架的接触位置设置有密封装置，并包裹所述待焊接锆及锆合金基体的焊接位置，形成一密封充氩空间；
第三步，焊接准备，将焊枪穿过充氩装置上的焊枪入口，焊枪与焊枪入口通过设置在焊枪入口的密封圈密封连接；
第四步，充氩气，所述充氩装置上设置有进气口和出气口，先将所述充氩装置的进气口封闭，出气口一端安装抽真空泵对所述充氩空间进行抽真空，然后将所述出气口封闭，打开所述进气口，氩气从氩气罐经过供气管路上的供气泵、流量计、进气口上的进气阀门进入充氩空间，当设置在供气管路上的流量计显示充氩量达到百分之九十时，关闭所述进气口的进气阀门；
第五步，在出气口一侧安装氩气收集罐，并将设置在出气口位置的出气阀门和设置在进气口的进气阀门开启至10％-20％。
优选的是，所述的锆及锆合金焊接工艺中，所述密封装置包括设置在所述待焊接锆及锆合金基体和所述充氩装置接触位置的迷宫式密封条，以及与所述密封条配合设置的密封条凹槽。
优选的是，所述的锆及锆合金焊接工艺中，所述密封圈为涂有PTFE膜的帆布构成，且在于所述焊枪连接位置设置有一螺母。
优选的是，所述的锆及锆合金焊接工艺中，所述焊枪通过外螺纹与所述密封圈的螺母连接，且在所述密封圈的充氩空间外侧设置有密封法兰。
优选的是，所述的锆及锆合金焊接工艺中，所述氩气的纯度不低于99.999％，流量为10L／min-15L／min。
优选的是，所述的锆及锆合金焊接工艺中，在所述第一步之前还包括以下步骤：
预清洗：对待焊接锆及锆合金基体的焊接部位进行预清洗，首先用200～400目砂纸对所述焊接部位进行清理20s～35s，接着用800～1000目砂纸对所述焊接部位进行清理10s～20s；
坡口加工：采用机械切割的方法，对所述待焊接锆及锆合金基体进行坡口加工，所述坡口的截面形状为U形，且所述U型下端开口并向下延伸形成一V形，坡口加工完毕之后采用超声波对坡口进行清洗；
激光硬化处理：对待焊接锆及锆合金基体的焊接部位进行激光硬化处理，所述激光扫描速度4.6～7.2mm／s，光斑直径6.7～7.1mm，并在所述激光硬化处理之后静置15s-30s。
优选的是，所述的锆及锆合金焊接工艺中，采用手工钨极惰性气体保护焊焊接方法对所述待焊接锆及锆合金基体进行焊接，且焊丝采用ERZr2，且所述焊丝直径为1.2mm-2.0mm，焊接电流为80A-140A，焊接电压为15-25V。
优选的是，所述的锆及锆合金焊接工艺中，焊接完成后对焊缝进行外观检查，焊缝PT、RT探伤，和水压试验。
本发明提供一种锆及锆合金焊接工艺，精确控制氩气流量，在供气管路上增加供气泵，增大供气动力，且将使用后的氩气进行回收；本发明还对充氩装置的密封性进行了改进，改善了焊接的环境，提高焊接质量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明提供一种锆及锆合金焊接工艺，在焊接工序之前包括以下步骤：
第一步，将待焊接锆及锆合金基体安放于凹形支架上，并在坡口内平行摆放焊条，凹形支架向下延伸出地钎与地面固定；
第二步，安装充氩装置，所述充氩装置设置在所述凹形支架上，其与所述凹形支架的接触位置设置有密封装置，并包裹所述待焊接锆及锆合金基体的焊接位置，形成一密封充氩空间；
第三步，焊接准备，将焊枪穿过充氩装置上的焊枪入口，焊枪与焊枪入口通过设置在焊枪入口的密封圈密封连接；
第四步，充氩气，所述充氩装置上设置有进气口和出气口，先将所述充氩装置的进气口封闭，出气口一端安装抽真空泵对所述充氩空间进行抽真空，然后将所述出气口封闭，打开所述进气口，氩气从氩气罐经过供气管路上的供气泵、流量计、进气口上的进气阀门进入充氩空间，当设置在供气管路上的流量计显示充氩量达到百分之九十时，关闭所述进气口的进气阀门；
第五步，在出气口一侧安装氩气收集罐，并将设置在出气口位置的出气阀门和设置在进气口的进气阀门开启至10％-20％。
所述的锆及锆合金焊接工艺中，所述密封装置包括设置在所述待焊接锆及锆合金基体和所述充氩装置接触位置的迷宫式密封条，以及与所述密封条配合设置的密封条凹槽。
所述的锆及锆合金焊接工艺中，所述密封圈为涂有PTFE膜的帆布构成，且在于所述焊枪连接位置设置有一螺母。
所述的锆及锆合金焊接工艺中，所述焊枪通过外螺纹与所述密封圈的螺母连接，且在所述密封圈的充氩空间外侧设置有密封法兰。
所述的锆及锆合金焊接工艺中，所述氩气的纯度不低于99.999％，流量为10L／min-15L／min。
所述的锆及锆合金焊接工艺中，在所述第一步之前还包括以下步骤：
预清洗：对待焊接锆及锆合金基体的焊接部位进行预清洗，首先用200～400目砂纸对所述焊接部位进行清理20s～35s，接着用800～1000目砂纸对所述焊接部位进行清理10s～20s；
坡口加工：采用机械切割的方法，对所述待焊接锆及锆合金基体进行坡口加工，所述坡口的截面形状为U形，且所述U型下端开口并向下延伸形成一V形，坡口加工完毕之后采用超声波对坡口进行清洗；
激光硬化处理：对待焊接锆及锆合金基体的焊接部位进行激光硬化处理，所述激光扫描速度4.6～7.2mm／s，光斑直径6.7～7.1mm，并在所述激光硬化处理之后静置15s-30s。
所述的锆及锆合金焊接工艺中，采用手工钨极惰性气体保护焊焊接方法对所述待焊接锆及锆合金基体进行焊接，且焊丝采用ERZr2，且所述焊丝直径为1.2mm-2.0mm，焊接电流为80A-140A，焊接电压为15-25V。
所述的锆及锆合金焊接工艺中，焊接完成后对焊缝进行外观检查，焊缝PT、RT探伤，和水压试验。
本发明提供一种锆及锆合金焊接工艺，精确控制氩气流量，在供气管路上增加供气泵，增大供气动力，且将使用后的氩气进行回收；本发明还对充氩装置的密封性进行了改进，改善了焊接的环境，提高焊接质量。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种锆及锆合金焊接工艺，其特征在于，在焊接工序之前包括以下步骤：
第一步，将待焊接锆及锆合金基体安放于凹形支架上，并在坡口内平行摆放焊条，凹形支架向下延伸出地钎与地面固定；
第二步，安装充氩装置，所述充氩装置设置在所述凹形支架上，其与所述凹形支架的接触位置设置有密封装置，并包裹所述待焊接锆及锆合金基体的焊接位置，形成一密封充氩空间；
第三步，焊接准备，将焊枪穿过充氩装置上的焊枪入口，焊枪与焊枪入口通过设置在焊枪入口的密封圈密封连接；
第四步，充氩气，所述充氩装置上设置有进气口和出气口，先将所述充氩装置的进气口封闭，出气口一端安装抽真空泵对所述充氩空间进行抽真空，然后将所述出气口封闭，打开所述进气口，氩气从氩气罐经过供气管路上的供气泵、流量计、进气口上的进气阀门进入充氩空间，当设置在供气管路上的流量计显示充氩量达到百分之九十时，关闭所述进气口的进气阀门；
第五步，在出气口一侧安装氩气收集罐，并将设置在出气口位置的出气阀门和设置在进气口的进气阀门开启至10％-20％。
2.如权利要求1所述的锆及锆合金焊接工艺，其特征在于，所述密封装置包括设置在所述待焊接锆及锆合金基体和所述充氩装置接触位置的迷宫式密封条，以及与所述密封条配合设置的密封条凹槽。
3.如权利要求1所述的锆及锆合金焊接工艺，其特征在于，所述密封圈为涂有PTFE膜的帆布构成，且在于所述焊枪连接位置设置有一螺母。
4.如权利要求1所述的锆及锆合金焊接工艺，其特征在于，所述焊枪通过外螺纹与所述密封圈的螺母连接，且在所述密封圈的充氩空间外侧设置有密封法兰。
5.如权利要求1所述的锆及锆合金焊接工艺，其特征在于，所述氩气的纯度不低于99.999％，流量为10L／min-15L／min。
6.如权利要求1所述的锆及锆合金焊接工艺，其特征在于，在所述第一步之前还包括以下步骤：
预清洗：对待焊接锆及锆合金基体的焊接部位进行预清洗，首先用200～400目砂纸对所述焊接部位进行清理20s～35s，接着用800～1000目砂纸对所述焊接部位进行清理10s～20s；
坡口加工：采用机械切割的方法，对所述待焊接锆及锆合金基体进行坡口加工，所述坡口的截面形状为U形，且所述U形下端开口并向下延伸形成一V形，坡口加工完毕之后采用超声波对坡口进行清洗；
激光硬化处理：对待焊接锆及锆合金基体的焊接部位进行激光硬化处理，所述激光扫描速度4.6～7.2mm／s，光斑直径6.7～7.1mm，并在所述激光硬化处理之后静置15s-30s。
7.如权利要求1所述的锆及锆合金焊接工艺，其特征在于，采用手工钨极惰性气体保护焊焊接方法对所述待焊接锆及锆合金基体进行焊接，且焊丝采用ERZr2，且所述焊丝直径为1.2mm-2.0mm，焊接电流为80A-140A，焊接电压为15-25V。
8.如权利要求1所述的锆及锆合金焊接工艺，其特征在于，焊接完成后对焊缝进行外观检查，焊缝PT、RT探伤，和水压试验。
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