CN110977232B - 一种筒体与安全端的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种筒体与安全端的焊接方法，首先布置堆焊凸台，再切出安全端，修整筒体需要焊接的端面，形成坡口结构，相应地安全端也对称设置坡口结构，当两者共同对接后便可形成完整的坡口结构，基于上述坡口结构，可以实现全焊透结构，可以避免再次焊接热循环引起原镍基隔离层的内部缺陷，筒体和安全端可以使用全位置自动焊工艺，实现复杂工况下异种钢重新焊接。此发明用于核电设备维修领域。

Description

一种筒体与安全端的焊接方法
技术领域
本发明涉及核电设备维修领域，特别是涉及一种筒体与安全端的焊接方法。
背景技术
异种钢焊接：不同组别材料的焊接。
全位置自动焊：产品静置，自动焊设备旋转，焊接位置经历平焊、立焊和仰焊。
根部垫板：连接在焊缝边缘，解决因无法双面焊接带来的诸多缺陷，一定程度上避免烧穿。
在某核电项目蒸汽发生器制作过程中，由于安全端焊接见证件母材质量不均匀，导致其焊接热影响区冲击试验不满足设计要求。经排查和商讨解决方案，提出了如下方案：切除四个一次侧接管原有的安全端，然后重新焊接材料性能合格的安全端。
发现上述问题时，两台蒸汽发生器已经基本完成制造。此时难点如下：一次侧接管安全端与筒体轴线不同心，原安全端去除后无法采用原工艺重新进行焊接；根部垫板已去除，焊接接头区域无足够尺寸设置全焊头对接结构；内、外径已机加至设计要求最终尺寸。
我司技术员查阅公开资料，国内外核电设备一次侧接管与安全端焊接均在零件阶段进行焊接。设备成台后，如果发现一次侧接管与安全端出现接头缺陷或母材缺陷，通常采用手工焊进行局部焊接的方式完成小面积返修，尚未有安全端整体去除及自动焊接修复的技术及案例。
发明内容
本发明的目的在于提供一种筒体与安全端的焊接方法，解决整体切除安全端后重新焊接修复的难题。
本发明所采取的技术方案是：
一种筒体与安全端的焊接方法，包括以下步骤：
S1.采用自动堆焊工艺，在筒体与安全端焊接的旧焊缝的内侧设置一圈绕径向分布的堆焊凸
台，确保堆焊凸台的两端分别越过筒体和安全端的端部边界；
S2.切除安全端，暴露筒体与安全端的焊缝于筒体的端部；
S3.修整筒体端部的部分旧焊缝，旧焊缝连同堆焊凸台一起修整成单侧的坡口结构；
S4.在新的安全端的端部四周安装根部垫板，新的安全端和根部垫板一起修整成单侧的坡口结构，新的安全端对接筒体，根部垫板继续向筒体的轴向延伸从而托住堆焊凸台的内壁，
此时筒体和新的安全端之间共同形成完整的坡口结构，同时形成新的装焊对接轴线；
S5.采用全位置自动焊工艺，以及与旧焊缝材料相同的焊料，焊接筒体和新的安全端，形成
全焊透结构的新焊缝；
S6.去除堆焊凸台和根部垫板，完成修复。
作为上述方案的改进，步骤S1中，堆焊凸台的端面越过筒体的端面至少15mm。
作为上述方案的改进，步骤S2中，分两次切除安全端，第一次切除安全端的主体，第二次切除后安全端覆盖于旧焊缝的厚度大于2mm。
作为上述方案的改进，步骤S3中，旧焊缝为斜坡状，堆焊凸台靠近旧焊缝的一边为斜坡状，堆焊凸台远离旧焊缝的另一边朝向根部垫板隆起。
作为上述方案的改进，步骤S4中，新的安全端和根部垫板所形成的坡口结构与旧焊缝的坡口结构对称，安全端为斜坡状，根部垫板靠近安全端的一边为斜坡状，根部垫板远离安全端的另一边朝向堆焊凸台隆起，根部垫板的隆起进一步延伸至堆焊凸台的内壁托住堆焊凸台。
本发明的有益效果：此焊接方法首先利用堆焊凸台作为原工艺中的根部垫板，再配合新的安全端的根部垫板，使得切除后的端面仍然能够修整成良好的坡口结构，实现焊缝的全焊透结构，焊接质量好；整体去除安全端后，可以机加修整管体端面的旧焊缝，避免再次焊接热循环引起原镍基隔离层的内部缺陷，减少焊接应力；基于上述坡口结构，筒体和安全端可以使用全位置自动焊工艺，实现复杂工况下异种钢重新焊接，维修高效。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是维修前筒体与安全端的连接示意图；
图2是增设堆焊凸台后的示意图；
图3是切除安全端并修整旧焊缝端面后的示意图；
图4是筒体与新的安全端重新对接后的示意图。
具体实施方式
在本发明创造的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
在本发明创造的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明创造的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
本发明为一种筒体与安全端的焊接方法。
参照图1，左边为筒体10，右边为安全端20，筒体10和安全端20均为回转体结构，由于筒体10和安全端20的体积较大，所以图中展示部分剖面。上方为筒体10的外侧，下方为筒体10的内侧。本实施例中只需要关注最左边的焊缝，即筒体10与安全端20的旧焊缝30。旧焊缝30的左边之所以用不同的剖面线表示，这部分作为热影响区单独区分而已。
参照图2，采用自动堆焊工艺，在筒体10与安全端20焊接的旧焊缝30的内侧设置一圈绕径向分布的堆焊凸台40，确保堆焊凸台40的两端分别越过筒体10和安全端20的端部边界。图中可以看到堆焊凸台40向左延伸，越过旧焊缝30的左边缘至少15mm，足够的接触面积可以增加堆焊凸台40的连接强度；而堆焊凸台40的右边稍微越过旧焊缝30的右边缘，大约为3mm即可。堆焊凸台40的整体宽度大于30mm。堆焊凸台40的厚度为5～20mm皆可，可以根据实际情况调整。
参照图2和3，分两次切出安全端20，图2中两条竖直的虚线表示从右到左的切除位置，第一次切除安全端20的主体，第二次切除后安全端20覆盖于旧焊缝30的厚度大于2mm。这个时候旧焊缝30的表面仍然被部分安全端20覆盖，可以以此为基础，机加修整出单侧的坡口结构。具体参照图3机加时不越过热影响区。将旧焊缝30修整成斜坡状，但旧焊缝30需要保留适当的厚度，堆焊凸台40靠近旧焊缝30的一边为斜坡状，堆焊凸台40远离旧焊缝30的另一边朝向根部垫板50隆起，旧焊缝30和堆焊凸台40的斜坡光顺过渡。
与此同时，选择新的安全端20，在安全端20的端部四周安装根部垫板50，新的安全端20和根部垫板50一起修整成单侧坡口结构，与旧焊缝30及其堆焊凸台40所形成的坡口结构对称，这样在两者对接时，筒体10和新的安全端20之间形成完整的坡口结构，同时形成新的装焊对接线。
新的安全端20和根部垫板50所形成的坡口结构与旧焊缝30的坡口结构对称，安全端20为斜坡状，根部垫板50靠近安全端20的一边为斜坡状，根部垫板50远离安全端20的另一边朝向堆焊凸台40隆起，根部垫板50的隆起进一步延伸至堆焊凸台40的内壁托住堆焊凸台40。图4中可以看到根部垫板50的左侧与堆焊凸台40的右侧相互抵触，然后根部垫板50的底部越过上述抵触位置，继续向左延伸，从而托住堆焊凸台40。根部垫板50的左侧适当地与堆焊凸台40连接即可。
该完整的坡口结构可以采用全位置自动焊工艺，同时实现全焊透结构，连接强度好；旧焊缝30的金属和重新焊接时所用的金属相同，整个新的焊缝结构结合牢固稳定。
最后去除堆焊凸台40和根部垫板50即可完成修复。
此焊接方法首先利用堆焊凸台40作为原工艺中的根部垫板50，再配合新的安全端20的根部垫板50，使得切除后的端面仍然能够修整成良好的坡口结构，实现焊缝的全焊透结构，焊接质量好；整体去除安全端20后，可以机加修整管体端面的旧焊缝30，避免再次焊接热循环引起原镍基隔离层的内部缺陷，减少焊接应力；基于上述坡口结构，筒体10和安全端20可以使用全位置自动焊工艺，实现复杂工况下异种钢重新焊接。
当然，本设计创造并不局限于上述实施方式，上述各实施例不同特征的组合，也可以达到良好的效果。熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.一种筒体与安全端的焊接方法，其特征在于包括以下步骤：
S1.采用自动堆焊工艺，在筒体与安全端焊接的旧焊缝的内侧设置一圈绕径向分布的堆焊凸台，确保堆焊凸台的两端分别越过筒体和安全端的端部边界；
S2.切除安全端，暴露筒体与安全端焊接的旧焊缝于筒体的端部；
S3.修整筒体端部的部分旧焊缝，旧焊缝连同堆焊凸台一起修整成单侧的坡口结构；
S4.在新的安全端的端部四周安装根部垫板，新的安全端和根部垫板一起修整成单侧的坡口结构，新的安全端对接筒体，根部垫板继续向筒体的轴向延伸从而托住堆焊凸台的内壁，此时筒体和新的安全端之间共同形成完整的坡口结构，同时形成新的装焊对接轴线；
S5.采用全位置自动焊工艺，以及与旧焊缝材料相同的焊料，焊接筒体和新的安全端，形成全焊透结构的新焊缝；
S6.去除堆焊凸台和根部垫板，完成修复。
2.根据权利要求1所述的筒体与安全端的焊接方法，其特征在于：所述步骤S1中，堆焊凸台的端面越过筒体的端面至少15mm。
3.根据权利要求2所述的筒体与安全端的焊接方法，其特征在于：所述步骤S2中，分两次切除安全端，第一次切除安全端的主体，第二次切除后安全端剩余部分覆盖于旧焊缝的厚度大于2mm。
4.根据权利要求3所述的筒体与安全端的焊接方法，其特征在于：所述步骤S3中，修整后的旧焊缝为斜坡状，修整后的堆焊凸台靠近旧焊缝的一边为斜坡状，修整后的堆焊凸台远离旧焊缝的另一边朝向根部垫板隆起。
5.根据权利要求4所述的筒体与安全端的焊接方法，其特征在于：所述步骤S4中，新的安全端和根部垫板所形成的坡口结构与旧焊缝连同堆焊台一起形成的坡口结构对称，安全端为斜坡状，根部垫板靠近安全端的一边为斜坡状，根部垫板远离安全端的另一边朝向堆焊凸台隆起，根部垫板的隆起进一步延伸至堆焊凸台的内壁托住堆焊凸台。
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