药芯气保焊带陶瓷衬垫的单面焊双面成型

药芯气保焊带陶瓷衬垫的单面焊双面成型作业创新 核电容器

序 三门和海洋项目的核电支撑匣焊接是分厂第一次进行核电产品的全套焊接工序，技术要求高生产工期紧，以及没有任何的可操作经验借鉴，这些都对企业的生产能力是一次极大的考验。也对企业的核电生产有着深远的影响。在生产过程中，由于其结构的特殊和焊接的要求，表观质量以及尺寸的精度要求，通过与工艺技术人员交流，我们攻克了在两侧面板焊接时的单面焊双面成型的技术难题，掌握了带陶瓷衬垫的二氧化碳药芯焊丝焊接单面焊双面成型的焊接技术。取得了同行业中的领先技术，为企业今后核电产品做大打下了坚实的基础。

关键词 单面焊双面成型 陶瓷衬垫 表面质量 焊枪摆动

一 项目的操作技术难点

1） 核电支撑匣在进行正背面板装焊后形成了一个封闭的腔体，腔体内部距离仅54毫米，无法实现背面清根和焊接，所以我们选择采用单面焊双面成型。

2）、正面板、背面板的焊缝的坡口为单面单侧坡口，坡口深度达到了76.2mm，若采用GTAW，焊枪无法进行摆动，易产生未熔合和未焊透。

3）、支撑件的坡口都在底板一侧，在焊接过程中支撑件会产生焊接变形，从而导致正面板、背面板的坡口间隙极不均匀，而GTAW对坡口间隙要求很高，极不利于GTAW的焊接方法。

4）、正面板、背面板的焊缝各自成一个封闭焊缝（见图1），焊接过程中焊接应力十分大，对GTAW来说，其焊接单层厚度很小，过大的焊接应力会使焊缝撕裂。

图一 正背面板的焊缝布置

5）项目组提出了加陶瓷衬垫强制背面成型，采用FCAW进行焊接，这项技术也是集团公司首次焊接，在同行业中可借鉴的经验很少。

6）通过查看资料显示，药芯气保焊带陶瓷衬垫的单面焊双面成型焊接方法很容易产生弧坑裂纹，目前国内外也没有成熟的解决技术。

7）焊接规范.各项工艺参数都没有可借鉴的经验。

二、 项目实施步骤及要领

1 我们进行了焊前模拟坡口的焊接试验，用两块废试板加陶瓷衬垫焊接，试验总结了焊接规范和根部间隙，预留的钝边和根部间隙，以保证可以焊透。

2 通过摸索总结，我们不断运用自身焊接经验，调整焊枪的角度和摆动方法，焊丝的电弧吹力顶住熔化的铁水，熔池摆动要使立板的一侧滞后有坡口的一边。改进了熔池的控制方法，熔池以熔化坡口边后立即往立板侧并作停留，填满根部坡口后再往前焊接。模拟的背

面成型对比如下：

焊枪摆动不好，根部未熔合明显

改进焊枪摆动方法，背部焊缝成型良好

3 通过实验焊接成功后，项目组成员积极交流掌握了实验焊接技术，并运用到核电项目的焊接中。焊接中我们注重了以下要领，成功焊接了三门和海阳项目的支撑。

【1】焊接前的准备，

在盖板装配前先对粘贴陶瓷衬垫的区域进行打磨，却出粘贴区的油污，锈等杂质，以便于陶瓷垫粘贴牢靠。通过我们试焊过程总结得出，陶瓷垫粘贴前应对粘贴区用氧乙炔火焰烘烤一遍，约四十度左右。这样粘贴的能更加牢靠。再进行划线粘贴陶瓷垫。如下图：

焊接前的准备

按如上要求贴好陶瓷垫片的支撑框架

在装配时要特别注意盖板的预留钝边在两毫米左右，尽量不能偏小，根部间隙留在六毫米以上到八毫米之间，以便于根部焊接能够熔透而且保证背面的余高。在盖板装配上后应对陶瓷垫进行检查调整保证与坡口一侧贴合良好，有利于焊缝背面成型光滑美观。下图：

装配后的预留的根部间隙

【2】焊接打底时的操作要点

焊接规范的把握，焊接电流在200安培左右，焊接电压稍微偏大一点在31到32伏.焊接速度要以将熔化的金属把根部填满为最佳方案。气体保护应稍微偏大点，以使根部熔化的金属保护良好，保证焊接质量。

运条方法要特别注意，由于是单边坡口{如图二}，当熔池在立板一侧时要做局部稍微的往复运动，一保证背部有足够焊肉，在有破口侧时要以把钝边熔化就摆动为好，同时要注意铁水不要跑到熔池前方，避免根部焊后的未熔合现象。焊后正面成型如下：

（图二）坡口形式

【3】要注意焊接顺序，防止根部开裂

由于焊缝较长，必须采用分段焊接，在焊接第一段时要选择好，收弧停在本部用金属的地方，在结构中心位置有一段支撑板，我们选择在这个地方收弧并停留一段时间填满弧坑，总而防止裂纹源，接下来的焊接顺序应下一段在上一段的起弧处并填满弧坑，这样就可以避免产生裂纹。焊接时我们采用两个人同时沿两边进行焊接，并且在每一段打完底后立刻清除药皮，马上再焊接一层。这样就可以防止焊接应力把根部拉裂，从而能够保证焊接质量。

打底焊接后的焊道正面

背部焊缝成型

三、 项目的影响

1、为企业的产品顺利生产起到了积极的作用，攻克了核电产品生产瓶颈。

2、节约焊材成本每米焊缝约100元。

3、实现核电项目产值每吨十三万，为今后的核电产品生产赢得了市场，经济效益无法估量。

四、结论:

二氧化碳药芯气体保护焊加陶瓷衬垫的单面焊双面成型施焊成功，并在海阳一号和二号及三门一号和二号的核电支撑匣焊接中得到了应用，焊后探伤一次性合格，表面质量也达到了技术要求，各技术指标都到了使用要求。使公司首台核电成台产品顺利交货，得到了用户的认可，为企业的核电生产赢得了良好的声誉。攻克了此类结构的生产难题，在同行业中有了领先的技术，为企业今后核电产品生产奠定了基础。