CN204504638U - 薄壁圆井型不锈钢筒体焊接用变形控制工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种焊接工装，尤其是薄壁圆井型不锈钢筒体焊接用变形控制工装，属于机械技术领域。本实用新型的结构包括与薄壁圆井型不锈钢筒体的焊缝相配合的碳钢板，所述碳钢板的一侧开设凹槽，所述凹槽的底部连接充气管，在碳钢板上相对于所述凹槽的背侧设有调节螺栓，所述调节螺栓的一端设有支撑件，所述支撑件上设有加固装置。其有益效果是：操作方便快捷，不仅节约了成本和时间，还满足了核电标准要求，最终使结构整体尺寸满足设计公差要求。总之，采用本实用新型焊接变形控制调节工装，可以显著提高WWER-1000堆型核电站反应堆厂房各圆井型筒体制作安装的可操作性，使现有技术存在的上述问题得到妥善解决。

Description

薄壁圆井型不锈钢筒体焊接用变形控制工装

技术领域

本实用新型涉及一种焊接工装，尤其是薄壁圆井型不锈钢筒体焊接用变形控制工装，属于机械技术领域。

背景技术

我国核电发展一直遵循“质量第一、安全第一”的政策。各核电建设公司为能更好的建造并管理好多个及多种堆型核电项目，且积极应对新型核电工程建设的挑战，必须不断提高技术创新能力，保证建造质量，以有效且优异的技术管理指导现场施工，优化管理，优化生产，为满足未来核电发展需要打下夯实的基础。

该工装适用于WWER-1000堆型核电站UJA厂房检查井、换料井及竖井不锈钢筒体的焊接。在后期核电运行时，该筒体内注满水，为新旧燃料更换、设备存放及检修等工作提供作业环境条件。各圆井尺寸较大且在核电正常运行中起重大作业，其精度要求也极高。其中各筒体尺寸、功能及精度要求为：

1、检查井直径为3686mm，高度为12000mm，筒体壁厚为4mm，后期用于存放保护管组件及堆芯吊篮和堆芯围板等，其制作精度要求半径及垂直度为-2/+5mm；

2、换料井直径为2900mm，高度为14000mm，筒体壁厚为4mm，后期换料机在该井内进行新旧燃料的更换作业，其制作精度要求半径为±3mm、垂直度为1.5mm/m；

3、竖井直径为6500mm，高度为8000mm，筒体壁厚为4mm，后期压力容器放置于该井中，其制作精度要求半径为±4mm、垂直度为1.5mm/m。

由于筒体尺寸较大，筒体壁板需进行拼接，接头形式为双边45°坡口，背面清根，其中多处为“丁”字型焊缝，焊接量较大，且不锈钢板厚仅为4mm，极容易造成焊接变形超差。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术的缺陷，提供薄壁圆井型不锈钢筒体焊接用变形控制工装，可现场使用、成本低、制作方便且可有效满足技术需求。

本实用新型通过以下技术方案解决技术问题：薄壁圆井型不锈钢筒体焊接用变形控制工装，包括与薄壁圆井型不锈钢筒体的焊缝相配合的碳钢板，所述碳钢板的一侧开设凹槽，所述凹槽的底部连接充气管，在碳钢板上相对于所述凹槽的背侧设有调节螺栓，所述调节螺栓的一端设有支撑件，所述支撑件上设有加固装置。上述技术方案可以达到以下目的：在焊接过程中，由于不锈钢板局部受热，在一定范围内会产生较大变形，该工装需在该范围内有效抵抗焊接变形；不锈钢在与碳钢直接接触时易产生腐蚀，需保证工装中的碳钢材料不与不锈钢直接接触；为保证焊缝质量，焊接时，受热的不锈钢容易被空气所氧化，该工装需可实现焊缝背部充气保护；该工装需灵活、可重复使用、可操作性强且可调节；该工装需易制作、成本低、结构简单及方便使用等特点。

上述目的通过以下技术方案进一步实现：在碳钢板开设凹槽的一侧还固定隔离垫板。所述隔离垫板为不锈钢隔离垫板，不易产生腐蚀。所述充气管为钢管，通过软管和气源连接。所述调节螺栓位于所述背侧的上、下端，可以是若干个，由固定在背侧的螺母和与螺母相配合的螺杆组成，螺杆可以自由上下拧紧，用于调节工装的位置，确保焊缝基本位于凹槽中间。所述支撑件固定在不锈钢筒体的衬里板上，所述碳钢板位于两个支撑件的中间位置，所述支撑件上固定角钢，所述加固装置位于角钢和碳钢板之间。所述加固装置为锲铁、压力模块或顶撑装置。使该工装加固，必要时增加预应力，作反变形。

使用时，用板厚≥25mm厚的碳钢板，中间机加工一个凹槽，尺寸约20mm宽、15mm深，总长度根据所制作构件而定，若是弧形，则需按照构件的曲率半径进行弯弧，以保证该工装与构件板可紧密贴实；工装背侧上下两边焊接若干螺母，相应螺杆可自由上下拧紧，用于调节工装的位置，确保焊缝基本位于该凹槽中间；凹槽间隔一定距离焊接通气管，焊接时，凹槽内通入保护气体，用于焊缝背部保护，保证焊缝质量，通气管数量可根据构件自行排布；固定该工装时，可在该工装背部加设一拉杆，通过锲铁加固，或间隔一定距离设置顶撑，将该工装紧密贴实到要制作构件上；最后进行缝隙的封堵，可使用胶带或其他可用填充物。

本实用新型的有益效果是：操作方便快捷，不仅节约了成本和时间，还满足了核电标准要求，最终使结构整体尺寸满足设计公差要求。总之，采用本实用新型焊接变形控制调节工装，可以显著提高WWER-1000堆型核电站反应堆厂房各圆井型筒体制作安装的可操作性，使现有技术存在的上述问题得到妥善解决。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为用于圆井型不锈钢衬里筒体焊接变形控制工装的俯视图。

图2为图1中1-1的剖面图。

图3为图1中2-2的剖面图。

图4为图1中3-3的剖面图。

图5为圆井型不锈钢衬里筒体示意图。

具体实施方式

实施例

WWER-1000型核电站反应堆厂房换料井为直径2900mm高约14000mm的不锈钢筒体，筒体壁板为4mm厚，该筒体由规格为4x1000x4000mm不锈钢衬里板拼接而成，焊接方式为氩弧焊，拼接接头形式为双边45°、钝边1mm形式，组对间隙为2mm，背面清根，如图5所示。该筒体制作要求半径公差为±3mm，垂直度为1.5mm/m。为保证换料井整体尺寸及防止后续浇筑混凝土时产生变形，筒体制作时，内侧设计有内模工装。

本实施例的工装结构如图1-图4所示，薄壁圆井型不锈钢筒体焊接用变形控制工装，包括与薄壁圆井型不锈钢筒体的焊缝相配合的碳钢板1，碳钢板1的一侧开设凹槽2，在碳钢板1开设凹槽2的一侧还固定不锈钢隔离垫板3，不易产生腐蚀。凹槽的底部连接充气管4，充气管4为钢管，通过软管5和气源连接。在碳钢板1上相对于凹槽2的背侧设有调节螺栓6，调节螺栓6位于所述背侧的上、下端，可以是若干个，由固定在背侧的螺母13和与螺母相配合的螺杆12组成，螺杆12可以自由上下拧紧，用于调节工装的位置，确保焊缝7基本位于凹槽中间。调节螺栓的一端设有支撑件8，支撑件8固定在不锈钢筒体的衬里板9上，碳钢板1位于两个支撑件8的中间位置，支撑件8上设有加固装置，具体是支撑件上固定角钢10，加固装置11位于角钢10和碳钢板1之间。加固装置11为锲铁、压力模块或顶撑装置，使该工装加固，必要时增加预应力，作反变形。

换料井筒体制作时，在竖向焊缝拼接前，按该工装制作说明，加工一带有直线型凹槽25mm厚碳钢板，并在正面贴有2mm不锈钢垫板，将该工装放置于对接焊缝下，加固，粘贴专用胶带使凹槽封闭，防止漏气，调节好位置及焊缝组对间隙，通过凹槽一侧充氩气保护，开始焊接，连续操作。最终焊接完成后只需经过少许校正即可达到设计要求，可有效控制变形，大大减少变形校正工作。

环向焊缝焊接时，先制作与换料井筒体半径相匹配且带凹槽的弧形25mm厚碳钢板，作为该工装主体结构；在凹槽背部对称位置钻4个空洞，并焊接通气管，可通过软管与气瓶连接，保证气体供应；工装主体碳钢板正面点焊2mm厚不锈钢垫板；工装主体碳钢板背部间距约800mm处点焊螺母，通过螺杆的拧紧与放松调节工装的位置，保证焊缝分布于凹槽的中间位置；在上下内模支撑处，每间隔约800mm焊接角钢，角钢与主体碳钢板之间通过锲铁紧固；准备完毕后进行焊接，连续操作，至最终完成。

实践证明，实施案例的焊接变形控制工装具有以下优点：

1、该焊接变形控制工装制作简易、操作方便快捷，且节约时间；

2、不锈钢筒体制作安装尺寸公差均满足核电需求；

3、焊缝焊接质量满足设计要求。

4、可大大减少焊接变形量，从而减少变形校正所需人工。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (7)

1.薄壁圆井型不锈钢筒体焊接用变形控制工装，包括与薄壁圆井型不锈钢筒体的焊缝相配合的碳钢板，其特征在于：所述碳钢板的一侧开设凹槽，所述凹槽的底部连接充气管，在碳钢板上相对于所述凹槽的背侧设有调节螺栓，所述调节螺栓的一端设有支撑件，所述支撑件上设有加固装置。

2.根据权利要求1所述薄壁圆井型不锈钢筒体焊接用变形控制工装，其特征在于：在碳钢板开设凹槽的一侧还固定隔离垫板。

3.根据权利要求2所述薄壁圆井型不锈钢筒体焊接用变形控制工装，其特征在于：所述隔离垫板为不锈钢隔离垫板。

4.根据权利要求1所述薄壁圆井型不锈钢筒体焊接用变形控制工装，其特征在于：所述充气管为钢管。

5.根据权利要求1所述薄壁圆井型不锈钢筒体焊接用变形控制工装，其特征在于：所述调节螺栓位于所述背侧的上、下端，由固定在背侧的螺母和与螺母相配合的螺杆组成。

6.根据权利要求1所述薄壁圆井型不锈钢筒体焊接用变形控制工装，其特征在于：所述支撑件固定在不锈钢筒体的衬里板上，所述碳钢板位于两个支撑件的中间位置，所述支撑件上固定角钢，所述加固装置位于角钢和碳钢板之间。

7.根据权利要求6所述薄壁圆井型不锈钢筒体焊接用变形控制工装，其特征在于：所述加固装置为锲铁、压力模块或顶撑装置。