CN104551352A - 一种异种金属焊接方法 - Google Patents

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Abstract

一种异种金属焊接方法，用于焊接低合金钢材质的壳体接管端头和不锈钢材质的安全端，采用不锈钢带极堆焊在壳体接管端头的内壁堆焊内壁堆焊层，制备焊接坡口为单边面坡口形式的安全端，采用单层单道窄间隙自动脉冲钨极氩弧焊焊接壳体接管端头和安全端的对接坡口。本发明无隔离层焊接步骤，保证了焊接质量，节省了焊材，缩短了工期，降低了焊接成本和劳动强度。

Description

一种异种金属焊接方法
技术领域
本发明涉及一种异种金属焊接方法。
背景技术
目前，我国正处在核电建设的快速发展时期，反应堆压力容器、蒸汽发生器和稳压器等设备接管安全端焊接的问题也因此而产生。核电站核岛主设备的大型容器，如反应堆压力容器、蒸汽发生器和稳压器等设备的壳体一般由材料型号为20MND5或18MND5或16MND5或SA508Gr.3Cl.1或SA508Gr.3Cl.2之类的低合金钢制成，而和核容器连接的各种管道大多为奥氏体不锈钢，材料为Z2CND18-12（控氮）或316L，为保证核电设备的质量，一般会先在壳体的接管端头上先焊上一段不锈钢管（称为“安全端”），现场安装时再将安全端与不锈钢管道焊接。因此就涉及壳体接管上焊上一段不锈钢管（即称为“安全端”）的异种金属接头的焊接工艺。
根据核设备安全等级和结构设计，低合金钢材质的壳体接管端头钢侧坡口面，可事先进行隔离层堆焊后再与不锈钢材质的安全端焊接，也可直接将不锈钢材质的安全端与壳体接管端头焊接起来。焊接材料可采用不锈钢或镍基合金。
目前对壳体接管端头和安全端的焊接工艺都是采用隔离层焊接工艺，如图1所示，壳体接管端头1’的内壁焊接有内壁堆焊层7’，先采用手工药皮焊条电弧焊或自动（脉冲）钨极氩弧焊工艺在壳体接管端头1’上堆焊隔离层2’，再采用手工药皮焊条电弧焊或埋弧自动焊或自动脉冲钨极氩弧焊将隔离层2’与安全端3’焊接在一起，形成安全端对接焊缝5’，最后再将安全端3’与不锈钢管4’焊接在一起，形成管道对接焊缝6’。
目前采用的焊接工艺，由于要先堆焊隔离层，增加了焊接工艺复杂度，耗费焊材多，焊接成本高，工期长，劳动强度大，不利用核电建设的快速发展。
发明内容
本发明提供一种异种金属焊接方法，无隔离层焊接步骤，保证了焊接质量，节省了焊材，缩短了工期，降低了焊接成本和劳动强度。
为了达到上述目的，本发明提供一种异种金属焊接方法，用于焊接低合金钢材质的壳体接管端头和不锈钢材质的安全端，该焊接方法包含以下步骤：
采用不锈钢带极堆焊在壳体接管端头的内壁堆焊内壁堆焊层；
制备焊接坡口为单边面坡口形式的安全端；
采用单层单道窄间隙自动脉冲钨极氩弧焊焊接壳体接管端头和安全端的对接坡口。
所述的不锈钢带优选采用宽度为60±0.50mm、厚度为0.5±0.05mm的不锈钢带。
采用不锈钢带极堆焊在壳体接管端头1的内壁堆焊内壁堆焊层包含以下步骤：
在壳体接管端头1的内壁堆焊过渡层；
在过渡层上堆焊防腐蚀层。
堆焊过渡层的工艺参数如下：
焊接金属种类：EQ309L型不锈钢焊带；
焊接金属尺寸：宽度为60±0.50mm、厚度为0.5±0.05mm；
焊接电流范围：700～800A；
焊接电压范围：25～35V；
焊接速度：13～15 cm/min。
堆焊防腐蚀层的工艺参数如下：
焊接金属种类：EQ308L型不锈钢焊带；
焊接金属尺寸：宽度为60±0.50mm、厚度为0.5±0.05mm；
焊接电流范围：700～800A；
焊接电压范围：25～35V；
焊接速度：9～12 cm/min。
采用不锈钢带极堆焊在壳体接管端头的内壁堆焊内壁堆焊层，在堆焊过渡层之前，进行焊接前处理，清理壳体接管端头内壁表面的污物，并将焊枪温度预热到≥160℃。
采用单层单道窄间隙自动脉冲钨极氩弧焊焊接壳体接管端头和安全端的对接坡口的焊接参数如下：
焊接金属种类：Inconel 52；
焊接金属尺寸：Φ0.9mm；
焊接电流范围：峰值250~400A，基值150~250A；
焊接电压范围：10~15V；
焊接速度：5~10 cm/min；
焊接频率：2.0Hz；
焊接脉冲：35%；
主保护气成分：30%Ar+70%He；
主保护气速率：50~100 l/min；
外保护气成分：30%Ar+70%He；
外保护气速率：30~50 l/min。
采用单层单道窄间隙自动脉冲钨极氩弧焊焊接壳体接管端头和安全端的对接坡口之前，进行焊接前处理，清理对接坡口处待焊表面的污物，并将焊枪温度预热到≥175℃。
采用单层单道窄间隙自动脉冲钨极氩弧焊焊接壳体接管端头和安全端的对接坡口之后，对壳体接管端头和安全端的对接焊缝进行焊后热处理。
本发明无隔离层焊接步骤，保证了焊接质量，节省了焊材，缩短了工期，降低了焊接成本和劳动强度。
附图说明
图1是采用背景技术中壳体接管端头和安全端的焊接工艺形成的焊接结构示意图。
图2是本发明的工艺流程图。
图3是采用本发明提供的异种金属焊接方法形成的局部焊接结构示意图。
具体实施方式
以下根据图2和图3，具体说明本发明的较佳实施例。
如图2所示，本发明提供一种异种金属焊接方法，用于焊接低合金钢材质的壳体接管端头1和不锈钢材质的安全端3，该焊接方法包含以下步骤：
步骤1、采用不锈钢带极堆焊在壳体接管端头1的内壁堆焊内壁堆焊层；
步骤2、制备焊接坡口为单边面坡口形式的安全端3；
步骤3、采用单层单道窄间隙自动脉冲钨极氩弧焊焊接壳体接管端头1和安全端3的对接坡口，形成对接焊缝5；
步骤4、对壳体接管端头1和安全端3的对接焊缝5进行焊后热处理。
所述的步骤1中，所述的不锈钢带优选采用宽度为60±0.50mm、厚度为0.5±0.05mm的不锈钢带；
采用不锈钢带极堆焊在壳体接管端头1的内壁堆焊内壁堆焊层包含以下步骤：
步骤1.1、焊接前处理；
清理壳体接管端头1内壁表面的油、锈氧化物等影响焊接质量的污物，将焊枪温度预热到≥160℃；
步骤1.2、在壳体接管端头1的内壁堆焊过渡层701；
堆焊过渡层701的工艺参数如下：
焊接金属种类：EQ309L型不锈钢焊带；
焊接金属尺寸：宽度为60±0.50mm、厚度为0.5±0.05mm；
焊接电流范围：700～800A；
焊接电压范围：25～35V；
焊接速度：13～15cm/min；
步骤1.3、在过渡层701上堆焊防腐蚀层702；
堆焊防腐蚀层702的工艺参数如下：
焊接金属种类：EQ308L型不锈钢焊带；
焊接金属尺寸：宽度为60±0.50mm、厚度为0.5±0.05mm；
焊接电流范围：700～800A；
焊接电压范围：25～35V；
焊接速度：9～12cm/min。
所述的步骤3中，采用单层单道窄间隙自动脉冲钨极氩弧焊焊接壳体接管端头1和安全端3的对接坡口，包含以下步骤：
步骤3.1、焊接前处理；
清理对接坡口处待焊表面的油、锈氧化物等影响焊接质量的污物，将焊枪温度预热到≥175℃；
步骤3.2、采用单层单道窄间隙自动脉冲钨极氩弧焊焊接壳体接管端头1和安全端3的对接坡口；
焊接参数如下：
焊接金属种类：Inconel 52（铬镍铁合金）；
焊接金属尺寸：Φ0.9mm；
焊接电流范围：峰值250~400A，基值150~250A；
焊接电压范围：10~15V；
焊接速度：5~10 cm/min；
焊接频率：2.0Hz；
焊接脉冲：35%；
主保护气成分：30%Ar+70%He；
主保护气速率：50~100（l/min）；
外保护气成分：30%Ar+70%He；
外保护气速率：30~50（l/min）。
本发明提供的一种异种金属焊接方法，无隔离层，将壳体接管端头1和安全端3直接对接，在保证焊接质量的基础上，缩短了焊接工期，降低了焊接成本和焊工的劳动强度，安全端的焊接坡口采用单边面坡口形式，配合采用单层单道窄间隙自动脉冲钨极氩弧焊焊接壳体接管端头和安全端的对接坡口，达到坡口间隙窄，焊接工期短，焊材消耗少的有益效果，采用宽度为60±0.50mm、厚度为0.5±0.05mm的不锈钢带在壳体接管端头的内壁堆焊内壁堆焊层，大大提高了焊接速度，从而提高了焊接效率。我国目前正处在核电建设的快速发展时期，本发明使安全端结构的焊接成功，为安全端焊接奠定了基础。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种异种金属焊接方法，用于焊接低合金钢材质的壳体接管端头和不锈钢材质的安全端，其特征在于，该焊接方法包含以下步骤：
采用不锈钢带极堆焊在壳体接管端头的内壁堆焊内壁堆焊层；
制备焊接坡口为单边面坡口形式的安全端；
采用单层单道窄间隙自动脉冲钨极氩弧焊焊接壳体接管端头和安全端的对接坡口。
2.如权利要求1所述的异种金属焊接方法，其特征在于，所述的不锈钢带优选采用宽度为60±0.50mm、厚度为0.5±0.05mm的不锈钢带。
3.如权利要求2所述的异种金属焊接方法，其特征在于，采用不锈钢带极堆焊在壳体接管端头1的内壁堆焊内壁堆焊层包含以下步骤：
在壳体接管端头1的内壁堆焊过渡层；
在过渡层上堆焊防腐蚀层。
4.如权利要求3所述的异种金属焊接方法，其特征在于，堆焊过渡层的工艺参数如下：
焊接金属种类：EQ309L型不锈钢焊带；
焊接金属尺寸：宽度为60±0.50mm、厚度为0.5±0.05mm；
焊接电流范围：700～800A；
焊接电压范围：25～35V；
焊接速度：13～15 cm/min。
5.如权利要求3所述的异种金属焊接方法，其特征在于，堆焊防腐蚀层的工艺参数如下：
焊接金属种类：EQ308L型不锈钢焊带；
焊接金属尺寸：宽度为60±0.50mm、厚度为0.5±0.05mm；
焊接电流范围：700～800A；
焊接电压范围：25～35V；
焊接速度：9～12 cm/min。
6.如权利要求4或5所述的异种金属焊接方法，其特征在于，采用不锈钢带极堆焊在壳体接管端头的内壁堆焊内壁堆焊层，在堆焊过渡层之前，进行焊接前处理，清理壳体接管端头内壁表面的污物，并将焊枪温度预热到≥160℃。
7.如权利要求1所述的异种金属焊接方法，其特征在于，采用单层单道窄间隙自动脉冲钨极氩弧焊焊接壳体接管端头和安全端的对接坡口的焊接参数如下：
焊接金属种类：Inconel 52；
焊接金属尺寸：Φ0.9mm；
焊接电流范围：峰值250~400A，基值150~250A；
焊接电压范围：10~15V；
焊接速度：5~10 cm/min；
焊接频率：2.0Hz；
焊接脉冲：35%；
主保护气成分：30%Ar+70%He；
主保护气速率：50~100 l/min；
外保护气成分：30%Ar+70%He；
外保护气速率：30~50 l/min。
8.如权利要求7所述的异种金属焊接方法，其特征在于，采用单层单道窄间隙自动脉冲钨极氩弧焊焊接壳体接管端头和安全端的对接坡口之前，进行焊接前处理，清理对接坡口处待焊表面的污物，并将焊枪温度预热到≥175℃。
9.如权利要求1所述的异种金属焊接方法，其特征在于，采用单层单道窄间隙自动脉冲钨极氩弧焊焊接壳体接管端头和安全端的对接坡口之后，对壳体接管端头和安全端的对接焊缝进行焊后热处理。
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