CN104325213A - 主泵电机屏蔽套纵向焊缝焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种主泵电机屏蔽套纵向焊缝焊接工艺，旨在确立一种用于主泵电机关键部件定、转子屏蔽套的焊接工艺方法，通过采用钨极氩弧填丝焊焊接工艺，完成屏蔽套超薄板长纵缝焊接，使屏蔽套焊缝强度高于其母材，满足设计要求，该成果在工程上具有很高的应用价值，并具有深远的社会意义。

Description

主泵电机屏蔽套纵向焊缝焊接工艺
技术领域：本发明涉及一种主泵电机屏蔽套纵向焊缝焊接工艺。
背景技术：反应堆冷却剂泵是核电站核岛极其关键的设备。主泵屏蔽电机的完整性对一回路的安全运行有着重要的影响，其中屏蔽套制造工艺成为主泵屏蔽电机制造环节中的一道技术难题。屏蔽电机的屏蔽套分为转子屏蔽套和定子屏蔽套，本产品转子屏蔽套为厚度为0.76mm的镍基合金薄板，转子屏蔽套焊缝长度2413mm，定子屏蔽套为厚度0.381mm的镍基合金薄板，焊缝长度3676mm。为保证屏蔽套焊接质量，要求整条焊缝一次性完成焊接，极具挑战性。传统工艺屏蔽套的生产采用旋压成型，但由于设备、技术等限制，此工艺生产的屏蔽套尺寸有严格限制，无法生产较大尺寸的屏蔽套，此工艺无法满足本产品的需要。而以往的屏蔽套焊接工艺的一般采用钨极氩弧焊自熔的方法焊接，自熔焊的焊缝余高一般略低于母材，并且由于在焊接过程中不可避免的会对母材中的合金元素造成烧损，使焊缝熔敷金属与母材的化学成分产生差异，其结果造成焊缝的力学性能低于母材性能，因此使用传统工艺无法满足本产品屏蔽套的设计要求。为保证电机性能，提高屏蔽套产品质量，需要采用新的焊接工艺。
发明内容：本发明的目的是提供一种主泵电机屏蔽套纵向焊缝焊接工艺，通过优化焊接工艺参数，并使用高精度专用设备装卡工件、实现薄板钨极氩弧焊的填丝焊，代替原薄板钨极氩弧焊自熔焊焊接工艺，解决了自熔焊焊缝强度低于母材强度的问题，得到了成形美观，质量稳定焊缝。本发明的技术方案为：一种主泵电机屏蔽套纵向焊缝焊接工艺，采用屏蔽套纵缝专用焊机实施，焊机由氩弧焊焊接系统和机械部分组成，其中氩弧焊焊枪(1)和送丝机构(2)位于床身(3)轨道上，氩弧焊焊枪(1)下部为琴键(7)，铜质琴键(7)的下部为背衬条(8)，琴键(7)固定在床身(3)上，背衬条(8)固定在横梁(5)上，焊接前横梁锁紧机构(6)将铜质琴键(7)和背衬条(8)端部锁紧在一起，通过床身(3)内置气囊充气将琴键(7)压下，使其与背衬条(8)将拼接在一起的屏蔽套(4)纵缝夹紧固定，焊接完成后床身(3)内置气囊放气后琴键(7)抬起，打开横梁锁紧机构(6)可以将焊接成整体的屏蔽套卸下；
(1)材料屏蔽套材料牌号：ASTM B-575 C276(镍基合金)，规格：转子屏蔽套为厚度0.76mm，定子屏蔽套为厚度0.381mm；填充焊丝种类：SFA-5.14(镍合金填充焊丝)，牌号：ERNiCrMo-4(镍铬合金焊丝)，规格：Φ0.5mm；
(2)焊接参数：
焊接电流：15～40A，焊接电压8～13V，焊接速度153～407mm/min，焊接保护气：50％Ar+50％He，气体流量14.2L/min，背面保护气：99.999％Ar，气体流量7.1L/min，极性：直流正接；焊接位置平焊；送丝速度：330-580mm/min；
(3)焊接工艺过程：
a)定子、转子屏蔽套均由两块平板拼接成的圆筒，因此首先用剪板机按产品尺寸剪切两块板料，在将两块板料在辊板机上辊制半圆弧形；
b)焊前准备工作，对堆焊部位及附近100mm区域进行清理，去除氧化皮和油污、水等杂质，使其满足清洁度要求；
c)装配，将两个圆弧形的板料在屏蔽套纵缝焊接专机上进行装配，采取零间隙对接，并用焊机上的琴键将两块板压紧固定，然后进行焊接，先完成第一道纵焊缝焊接后，使两块板成为一个整体，再移动板料，将另外一条焊缝按上述过程对接并焊接；
d)焊接，按上述参数进行焊接，焊工在焊接过程中对焊接参数和送丝位置进行微调，保证焊接过程中熔池稳定；
e)焊接完成后，清理屏蔽套上的两条纵向焊缝，并进行液体渗透探伤(PT)和射线探伤(RT)，要求零缺陷，即完成本工艺。
本发明横梁锁紧机构夹紧状态不会对屏蔽套造成损伤，同时铜优良的导热性能，可以有效的冷却焊缝，避免钨极氩弧焊填丝焊焊接时过大的热输入量造成焊缝烧穿；其次采取紧密的焊机床身结构可以保证焊枪的行走轨迹与焊缝的一致性，并通过焊机自带的弧长控制器可以通过电压反馈控制焊枪与工件的距离保持一致，保证焊接过程的电弧稳定性。采用精密的送丝机构，填充直径0.5mm的镍基合金焊丝，细焊丝可以有效的控制熔敷金属填充量，使焊缝的余高略高于两侧母材，有效的保证焊缝强度和产品质量。通过铜质的琴键式夹紧机构将拼接在一起的屏蔽套纵缝夹紧固定，铜质琴键和垫条较为柔软，其夹紧状态不会对屏蔽套造成损伤，同时铜优良的导热性能，可以有效的冷却焊缝，避免钨极氩弧焊填丝焊焊接时过大的热输入量造成焊缝烧穿；其次采取紧密的焊机床身结构可以保证焊枪的行走轨迹与焊缝的一致性，并通过焊机自带的弧长控制器可以通过电压反馈控制焊枪与工件的距离保持一致，保证焊接过程的电弧稳定性；最后采用精密的送丝机构，填充直径0.5mm的镍基合金焊丝，细焊丝可以有效的控制熔敷金属填充量，使焊缝的余高略高于两侧母材，有效的保证焊缝强度和产品质量。
附图说明
图1屏蔽套结构形式示意图
图2屏蔽套纵缝装配形式示意图
具体实施方式
一种主泵电机屏蔽套纵向焊缝焊接工艺，采用屏蔽套纵缝专用焊机实施，如图2所示，焊机由氩弧焊焊接系统和机械部分组成，其中氩弧焊焊枪1和送丝机构2位于床身3轨道上，氩弧焊焊枪1下部为琴键7，铜质琴键7的下部为背衬条8，琴键7固定在床身3上，背衬条8固定在横梁5上，焊接前横梁锁紧机构6将铜质琴键7和背衬条8端部锁紧在一起，通过床身3内置气囊充气将琴键7压下，使其与背衬条8将拼接在一起的屏蔽套4纵缝夹紧固定，焊接完成后床身3内置气囊放气后琴键7抬起，打开横梁锁紧机构6可以将焊接成整体的屏蔽套卸下；
(1)材料
屏蔽套材料牌号：ASTM B-575 C276(镍基合金)，规格：转子屏蔽套为厚度0.76mm，定子屏蔽套为厚度0.381mm；
填充焊丝种类：SFA-5.14(镍合金填充焊丝)，牌号：ERNiCrMo-4(镍铬合金焊丝)，规格：Φ0.5mm；
(2)焊接参数：
焊接电流：15～40A，焊接电压8～13V，焊接速度153～407mm/min，焊接保护气：50％Ar+50％He，气体流量14.2L/min，背面保护气：99.999％Ar，气体流量7.1L/min，极性：直流正接；焊接位置平焊；送丝速度：330-580mm/min；
(3)焊接工艺过程：
a)定子、转子屏蔽套均由两块平板拼接成的圆筒，如图1所示，因此首先用剪板机按产品尺寸剪切两块板料，在将两块板料在辊板机上辊制半圆弧形；
b)焊前准备工作，对堆焊部位及附近100mm区域进行清理，去除氧化皮和油污、水等杂质，使其满足清洁度要求；
c)装配，将两个圆弧形的板料在屏蔽套纵缝焊接专机上进行装配，采取零间隙对接，并用焊机上的琴键将两块板压紧固定，如图2所示，然后进行焊接，先完成第一道纵焊缝焊接后，使两块板成为一个整体，再移动板料，将另外一条焊缝按上述过程对接并焊接；
d)焊接，按上述参数进行焊接，焊工在焊接过程中对焊接参数和送丝位置进行微调，保证焊接过程中熔池稳定；
e)焊接完成后，清理屏蔽套上的两条纵向焊缝，并进行液体渗透探伤(PT)和射线探伤(RT)，要求零缺陷，即完成本工艺。

Claims (1)

1.一种主泵电机屏蔽套纵向焊缝焊接工艺，其特征是：采用屏蔽套纵缝专用焊机实施，焊机由氩弧焊焊接系统和机械部分组成，其中氩弧焊焊枪(1)和送丝机构(2)位于床身(3)轨道上，氩弧焊焊枪(1)下部为琴键(7)，铜质琴键(7)的下部为背衬条(8)，琴键(7)固定在床身(3)上，背衬条(8)固定在横梁(5)上，焊接前横梁锁紧机构(6)将铜质琴键(7)和背衬条(8)端部锁紧在一起，通过床身(3)内置气囊充气将琴键(7)压下，使其与背衬条(8)将拼接在一起的屏蔽套(4)纵缝夹紧固定，焊接完成后床身(3)内置气囊放气后琴键(7)抬起，打开横梁锁紧机构(6)可以将焊接成整体的屏蔽套卸下；
(1)材料屏蔽套材料牌号：ASTM B-575 C276(镍基合金)，规格：转子屏蔽套为厚度0.76mm，定子屏蔽套为厚度0.381mm；填充焊丝种类：SFA-5.14(镍合金填充焊丝)，牌号：ERNiCrMo-4(镍铬合金焊丝)，规格：Φ0.5mm；
(2)焊接参数：
焊接电流：15～40A，焊接电压8～13V，焊接速度153～407mm/min，焊接保护气：50％Ar+50％He，气体流量14.2L/min，背面保护气：99.999％Ar，气体流量7.1L/min，极性：直流正接；焊接位置平焊；送丝速度：330-580mm/min；
(3)焊接工艺过程：
a)定子、转子屏蔽套均由两块平板拼接成的圆筒，因此首先用剪板机按产品尺寸剪切两块板料，在将两块板料在辊板机上辊制成半圆弧形；
b)焊前准备工作，对堆焊部位及附近100mm区域进行清理，去除氧化皮和油污、水等杂质，使其满足清洁度要求；
c)装配，将两个圆弧形的板料在屏蔽套纵缝焊接专机上进行装配，采取零间隙对接，并用焊机上的琴键将两块板压紧固定，然后进行焊接，先完成第一道纵焊缝焊接后，使两块板成为一个整体，再移动板料，将另外一条焊缝按上述过程对接并焊接；
d)焊接，按上述参数进行焊接，焊工在焊接过程中对焊接参数和送丝位置进行微调，保证焊接过程中熔池稳定；
e)焊接完成后，清理屏蔽套上的两条纵向焊缝，并进行液体渗透探伤(PT)和射线探伤(RT)，要求零缺陷，即完成本工艺。
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