一种非能动核电站钢制安全壳的焊接坡口的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属焊接的技术领域，具体涉及一种非能动核电站钢制安全壳的焊接 坡口。
【背景技术】
[0002] 非能动核电站是指在发生紧急事故时，不需要外部应急电源，而靠重力、势能（高 位水箱）、自然循环和蒸发等自然现象，驱动冷却水冷却反应堆和钢制安全壳，把热量带出 去的核电站，可保障72小时内无需人为干预。钢制安全壳是非能动核电站的安全隔离系 统的重要组成部分，图1为钢制安全壳的结构示意图，如图1所示，钢制安全壳包括顶封头 63、筒体64和底封头65。筒体64高73米，直径为43米，共由144块弧板焊接而成；顶封 头63和底封头65分别由82块瓜瓣状板材焊接而成；上述弧板和瓜瓣状板材的主要材料是 SA738Gr.B，厚度在45-55毫米之间。目前焊接钢制安全壳时，通常采用的坡口形式为双V 型，使用脉冲MAG(Metal Active Gas Arc Welding，恪化极活性气体保护电弧焊）的焊接 方法；图2为现有技术焊接钢制安全壳采用的坡口的结构示意图，如图2所示，两个待焊接 的母材61之间的坡口为双V型结构，该双V型结构的两个V型部分的角度α和β分别为 60-70度和70-80度；坡口底部设有钝边62,焊接时从坡口底部的钝边开始先打底焊接，再 多层填充焊接，最后进行盖面焊接；在焊接过程中，熔化的焊材会热胀冷缩，熔化的焊材冷 缩时会对母材产生拉力，现有技术的焊接方法是从坡口底部钝边开始，一层一层向上焊接， 这样熔化的焊材给母材的拉力一直在使两个母材互相靠近，导致焊接完成后，母材容易发 生焊接变形，影响焊接质量。
【发明内容】
[0003] 为了解决目前的焊接钢制安全壳的方法容易产生焊接变形的问题，本发明提出一 种非能动核电站钢制安全壳的焊接坡口，以避免产生焊接变形，提高焊接质量。
[0004] 本发明的焊接坡口包括关于母材的中线对称的两部分，该两部分分别为V型结 构；所述焊接坡口的组对间隙为2-4. 5毫米。
[0005] 其中，所述焊接坡口的两部分分别为单V型结构，该单V型结构的角度为30-50 度。
[0006] 其中，所述焊接坡口的两部分分别为双V型结构，该双V型结构的靠近所述母材的 中线的V型部分的角度为25-30度，远离所述母材的中线的V型部分的角度为15-20度；所 述双V型结构的两个V型部分的交接处到母材的中线的距离为8-12毫米。所述双V型结 构的两个V型部分的交接处到母材的中线的距离为8-12毫米，这样一方面使焊枪有足够的 空间进行正常的焊接活动；另一方面，保证远离母材的中线的V型部分在整个坡口空间中 占一定比例，因为远离母材的中线的V型部分的角度比靠近母材的中线的V型部分的角度 更小，能够更好的节省焊材。
[0007] 其中，所述母材的厚度为20-150毫米。
[0008] 本发明的焊接坡口的有益效果：现有技术的焊接坡口为双V型结构，该双V型结构 的两个V型部分的角度α和β分别为60-70度和70-80度；且坡口底部设有钝边；焊接 时从坡口底部的钝边开始先打底焊接，再多层填充焊接，最后进行盖面焊接；焊接过程中， 熔化的焊材的因热胀冷缩的作用对母材产生拉力，该拉力容易使母材发生焊接变形；而本 发明的焊接坡口包括关于母材的中线对称的两部分，该两部分分别为单V型或双V型结构； 单V型结构的角度为30-50度；双V型结构的两个V型部分的角度分别为25-30度和15-20 度；与现有技术的坡口相比，本发明的V型部分的角度变小了，坡口的空间变小了，这样就 减少了焊接时往坡口中填充的焊材，从而节省了焊材；本发明的坡口的V型部分的角度变 小了，但经过在实际施工中使用证明，本发明的坡口的角度能够适应自动焊的要求，不会因 为坡口空间小而影响自动焊的作业；同时焊接完成后焊接接头的稳固性也符合要求。对本 发明的坡口进行焊接时，通过对坡口的上部和下部交替焊接，熔化的焊材热胀冷缩时也会 对母材产生拉力，但坡口上部的焊材对母材产生的拉力与坡口下部的焊材对母材产生的拉 力会相互抵消，这样就大大减少了焊接过程中熔化的焊材对母材产生的拉力，很大程度上 避免了焊接过程中母材发生焊接变形的情况的发生，提高了焊接质量。
【附图说明】
[0009] 图1为钢制安全壳的结构示意图；
[0010] 图2为现有技术焊接钢制安全壳采用的坡口的结构示意图；
[0011] 图3为本发明第一种实施例的非能动核电站钢制安全壳的焊接坡口的结构示意 图；
[0012] 图4为本发明第二种实施例的非能动核电站钢制安全壳的焊接坡口的结构示意 图；
[0013] 图5为与本发明的非能动核电站钢制安全壳的焊接坡口对应的焊接方法的示意 图；
[0014] 图6为对比例1的坡口的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合图3-图6介绍本发明的焊接坡口。
[0016] 实施例一：
[0017] 如图3所示，本发明的焊接坡口包括两部分，上部210和下部211 ;上部210和下 部211分别为单V型结构，且上部210和下部211以母材212的中线为对称轴互相对称；单 V型结构的角度α为30度；焊接坡口的组对间隙L为2毫米。其中，母材212的厚度为20 毫米。
[0018] 如图5所示，图5中箭头所指方向为上，本实施例的坡口的焊接方法为：
[0019] (1)对母材预热；
[0020] (2)采用手工焊或自动焊，对母材进行点焊；采用自动焊对母材进行点焊，焊接参 数为：电流 120-160Α，电压 20-28V，焊接速度 I. 5-3. Oinch/min，送丝速度 140-170inch/ min，摆动幅度10-20mm，摆动速度8Hz，保护气体流量20-30L/min ;或者采用手工焊对母材 进行点焊，焊接参数为：电流130-150A，电压18-30V，焊接速度I. 5-4. Oinch/min，摆动幅度 10-20mm，摆动速度6Hz。
[0021] (3)对坡口的上部打底焊接焊道1，打底焊接的焊接参数为：电流110-140A，电 压 20-30V，焊接速度 3. 0-8. Oinch/min,送丝速度 140_170inch/min，摆动幅度 10_20mm， 摆动速度8Hz，保护气体流量20-30L/min ;然后填充焊接两层焊道，焊道2和焊道3,填充 焊接的焊接参数为：电流120-140A，电压20-30V，焊接速度2. 0-7. Oinch/min，送丝速度 130-180inch/min，摆动幅度14-21mm，摆动速度7Hz，保护气体流量24-40L/min。
[0022] (4)对坡口的下部打底焊接焊道4,打底焊接的焊接参数与步骤（3)中打底焊接的 参数相同；然后填充焊接焊道5、焊道6和焊道7,填充焊接的焊接参数与步骤（3)中填充焊 接的参数相同。
[0023] (5)对坡口的上部继续填充焊接，直至盖面完成该部分的焊接；其中，填充焊接的 参数与步骤（3)中填充焊接的参数相同；盖面焊接的参数：电流120-135A，电压22-26V， 焊接速度2. 0-7. 5inch/min，送丝速度120-160inch/min，摆动幅度20-25mm，摆动速度 5-lOHz，保护气体流量30-40L/min。
[0024] (6)对坡口的下部继续填充焊接，直至盖面完成该部分的焊接；其中，填充焊接的 参数与步骤（3)中填充焊接的参数相同；盖面焊接的参数与步骤（5)中盖面焊接的参数相 同。
[0025] 在步骤（3)_步骤（6)的填充焊接过程中，当焊缝宽度为2-20毫米时，采用单层单 道焊接；当焊缝宽度超过20毫米时，采用压道焊接；步骤（3)-步骤（6)可以采用自动焊的 焊接方法。
[0026] 焊接完成后测量母材的焊接变形为2°。
[0027] 实施例二：
[0028] 如图3所示，本发明的焊接坡口包括两部分，上部210和下部211 ;上部210和下 部211分别为单V型结构，且上部210和下部211以母材212的中线为对称轴互相对称；单 V型结构的角度α为50度；焊接坡口