专利名称：大直径不锈钢剪力钉焊接方法
技术领域：
本发明涉及一种核电站工程施工专用材料的焊接工艺，尤其涉及一种将大直径不锈钢焊接剪力钉焊接在双相不锈钢钢板上的焊接方法。
背景技术：
三代核电大量采用模块化建造，其中CA模块采用钢板混凝土设计。钢板混凝土是传统钢筋混凝土的一种替代方式，可以用于大多数板和墙。CA模块中，剪力钉焊接于钢板之上，采用自密式混凝土浇筑，此模板可包含任何必需的 贯穿件和管路。因为钢板和混凝土结合的结构可靠，所以可减少钢筋数量。由于钢板混凝土结构具有自支撑能力，钢筋混凝土部分就可以模块化并在场外预制，之后在现场浇筑和焊接。钢板内表面的焊接剪力钉植入混凝土中以增强钢板连接混凝土的强度。目前，工程施工中使用的剪力钉主要以碳钢材料为主。在核电建设中，很多结构使用的是双相不锈钢钢板，而ASTM A108材质的碳钢剪力钉与双相不锈钢钢板的焊接质量无法达到核电站用高强度焊接螺钉的使用要求。从国外进口的剪力钉虽然在焊接上符合要求，然而同样有部分剪力钉在焊接时不能满足要求，出现敲打后从钢板上脱落的情况，给核电工程建设带来安全隐患和潜在危害。
发明内容
本发明的目的是提供一种确保316L不锈钢剪力钉焊接于双相不锈钢钢板上时焊接质量符合设计要求及核电站工程建设标准的焊接方法。为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种大直径不锈钢剪力钉焊接方法，其特征在于，步骤为第一步分别制作不锈钢剪力钉及瓷套环，其中，不锈钢剪力钉包括不锈钢钉体，位于不锈钢钉体顶端的钉帽及位于不锈钢钉体底部的引弧结；瓷套环的中部开有台阶孔，台阶孔中的小开口端位于瓷套环的顶面，其大开口端位于瓷套环的底面；第二步将不锈钢剪力钉的顶部插入焊枪中，不锈钢剪力钉底部的引弧结从瓷套环小头插入，引弧结与瓷套环大头底部齐平；第三步使底部套入瓷套环中的不锈钢剪力钉垂直于钢板的焊接表面进行焊接，焊接时，由焊接控制系统来控制焊枪的输入电流及焊接时间，其中，输入电流在1100安培 1200安培之间、焊接时间在0. 6 0. 8秒之间，焊枪自动提升高度在4. I 4. 3毫米之间，焊接完毕后，剪力钉插入厚度为2. 5-3. 5毫米；第四步焊接结束后，将套在不锈钢剪力钉外的瓷套环敲去，焊接处应形成均匀的飞边，瓷套环起到集中焊接能量的作用。优选地，所述台阶孔为一阶台阶孔，该一阶台阶孔中的大孔内径与小孔内径之间的内径差为3-4mm，该一阶台阶孔中的小孔内径与所述不锈钢钉体的外径之差为3. 5_4mm。优选地，在所述瓷套环的底面上分布有透气孔。
优选地，在所述瓷套环的底面上分布的透气孔为锯齿状优选地，所述不锈钢剪力钉由316L不锈钢制得。本发明提供了 316L材料不锈钢剪力钉在A240 S32101双相不锈钢钢板上的最佳焊接条件及焊接参数，确保其焊接质量符合设计要求及核电站工程建设标准。
图I为实施例中所使用的不锈钢剪力钉示意图；图2为实施例中所使用的瓷套环示意图。
具体实施例方式为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。本实施例提供了一种大直径不锈钢剪力钉焊接方法，其步骤为第一步分别制作不锈钢剪力钉及瓷套环4，其中，不锈钢剪力钉采用316L不锈钢。如图I所示，不锈钢剪力钉的总长度为157mm,包括直径为15. 9mm的不锈钢钉体I,不锈钢钉体I顶端的钉帽2及及钉体底部的引弧结3。不锈钢钉帽2的高为8_，直径为31. 75_。不锈钢剪力钉的制作材料为ASTM 316L。如图2所示，瓷套环4为瓷土烘焙制成，在瓷套环4的中部开有一阶台阶孔5，其外缘相应的也成一阶台阶状。一阶台阶孔5中小孔的内径为19. 6mm，与其对应的台阶状外缘中的小头的外径为26. 5mm，一阶台阶孔5中大孔的内径为23_，与其对应的台阶状外缘中的大头的外径为30. 8_。台阶孔5中的小开口端位于瓷套环4的顶面，其大开口端位于瓷套环4的底面，在底面上均布有高度为I. 8mm的锯齿状透气孔。第二步将不锈钢剪力钉的顶部插入焊枪中，不锈钢剪力钉底部(引弧结端)从瓷套环小头插入，剪力钉底部与瓷套环大头底部齐平第三步使底部套入瓷套环中的不锈钢剪力钉垂直于钢板的焊接表面进行焊接，焊接时，由焊接控制系统来控制焊枪的输入电流及焊接时间，其中，输入电流在1100安培 1200安培之间、焊接时间在0. 6 0. 8秒之间，焊枪自动提升高度在4. I 4. 3毫米之间，焊接完毕后，剪力钉插入厚度约在3毫米；第四步焊接结束后，将套在不锈钢剪力钉外的瓷套环4敲去，焊接处应形成均匀的飞边，瓷套环4起到集中焊接能量的作用。在进行焊接工艺操作时，需遵循相关工程设计文件及规范AWS Dl. 6进行，剪力钉焊接在试块上后进行拉力试验，破断位置不得发生在焊缝部位，试验弯曲90°后，无破断或破断仅发生在钉体，不得在焊缝破断。按照AWS Dl. 6相关规定，其中5根进行拉力试验，另5根进行弯曲试验。本实施例的机械性能数据如下
权利要求
1.ー种大直径316L材料不锈钢剪力钉焊接于双相不锈钢钢板上的焊接方法，其特征在于，步骤为 第一歩分别制作不锈钢剪カ钉及瓷套环(4)，其中，不锈钢剪カ钉包括不锈钢钉体(I)，位于不锈钢钉体(I)顶端的不锈钢钉帽(2)及位于不锈钢钉体(I)底部的引弧结(3)，瓷套环⑷的中部开有台阶孔(5)，台阶孔(5)中的小开ロ端位于瓷套环⑷的顶面，其大开ロ端位于瓷套环(4)的底面； 第二歩将不锈钢剪カ钉的顶部插入焊枪中，不锈钢剪力钉底部的引弧结(3)从瓷套环(4)小头插入，剪力钉底部与瓷套环(4)大头底部齐平； 第三歩使底部套入瓷套环中的不锈钢剪カ钉垂直于钢板的焊接表面进行焊接，焊接吋，由焊接控制系统来控制焊枪的输入电流及焊接时间，其中，输入电流在1100安培 1200安培之间、焊接时间在O. 6 O. 8秒之间，焊枪自动提升高度在4. I 4. 3毫米之间，焊接完毕后，剪力钉插入厚度为2. 5-3. 5毫米； 第四步焊接结束后，将套在不锈钢剪カ钉外的瓷套环(4)敲去，焊接处应形成均匀的飞边，瓷套环(4)起到集中焊接能量的作用。
2.如权利要求I所述的ー种大直径不锈钢剪力钉焊接方法，其特征在于，所述瓷套环台阶孔(5)为ー阶台阶孔，该ー阶台阶孔中的大孔内径与小孔内径之间的内径差为3-4mm，该ー阶台阶孔中的小孔内径与所述不锈钢钉体(I)的外径之差为3.5-4mm。
3.如权利要求I所述的ー种大直径不锈钢剪力钉焊接方法，其特征在于在所述瓷套环(4)的底面上分布有透气孔。
4.如权利要求3所述的ー种大直径不锈钢剪力钉焊接方法，其特征在于在所述瓷套环(4)的底面上分布的透气孔为锯齿状。
5.如权利要求I所述的ー种大直径不锈钢剪力钉焊接方法，其特征在于所述不锈钢剪カ钉由316L不锈钢制得。
全文摘要
本发明提供了一种大直径316L材料不锈钢剪力钉焊接于双相不锈钢钢板上的焊接方法，其特征在于，步骤为第一步分别制作不锈钢剪力钉及瓷套环；第二步将不锈钢剪力钉的顶部插入焊枪中，底部从瓷套环小头插入并与瓷套环大头底部齐平；第三步使不锈钢剪力钉垂直于钢板的焊接表面进行焊接；第四步焊接结束后，将套在不锈钢剪力钉外的瓷套环敲去，焊接处应形成均匀的飞边，瓷套环起到集中焊接能量的作用。本发明提供了316L材料不锈钢剪力钉在A240 S32101双相不锈钢钢板上的最佳焊接条件及焊接参数，确保其焊接质量符合设计要求及核电站工程建设标准。
文档编号B23K9/20GK102689086SQ201210195668
公开日2012年9月26日 申请日期2012年6月13日 优先权日2012年6月13日
发明者刘国栋, 姚俊涛, 庄源, 李威, 陈正良, 黄忠平, 黄琦 申请人:上海金核核电设备科技有限公司, 国核工程有限公司