[發明專利]屏蔽電機定子屏蔽套與下法蘭焊接方法及其所使用的設備

有效

• 申請號: 201410777335.4
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN104493341A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 李永劍;李雅范;劉大為;李夢啟;張韻曾;宋丹;張晨光;杜雷
• 申請（專利權）人: 哈爾濱電氣動力裝備有限公司
• 主分類號: B23K9/167
• 分類號: B23K9/167;B23K9/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：本發明涉及一種屏屏蔽電機定子屏蔽套與下法蘭焊接方法及其所使用的設備。

背景技術：屏蔽電機是核電站核島中的關鍵設備，其完整性對一回路的安全運行有著重要影響，并直接關系到第三代AP1000非能動核電站技術引進的成敗，其中定子屏蔽套對下法蘭焊接是屏蔽電機主泵制造環節中的一項關鍵工序；設置定子屏蔽套目的是將一回路冷卻劑介質和定子繞組完全隔離開來，定子屏蔽套對下法蘭的環焊縫是保證密封，防止冷卻劑泄露的關鍵。而傳統的手工鎢極氬弧焊方法熱輸入不易控制，易導致母材過熱熔化甚至變形，且焊縫質量受人為因素影響嚴重，質量不穩定，返修率極高，因此使用傳統工藝無法滿足本產品屏蔽套的設計要求。為保證電機性能，提高屏蔽套產品質量，需要采用新的焊接工藝。

發明內容：本發明的目的是提供一種屏蔽電機定子屏蔽套對下法蘭焊接工藝方法，實現均勻環縫焊接，避免焊后出現變形量過大、氣孔、裂紋、未熔合及表面不連續超標等缺陷。

本發明的技術方案為：一種屏蔽電機定子屏蔽套與下法蘭焊接方法：

(1)采用機動填絲鎢極氬弧焊方法焊接屏蔽電機定子屏蔽套與下法蘭接頭，鎢極氬弧焊是以氬氣作為保護氣體，利用鎢電極與母材金屬之間產生的電弧熱熔化母材和填充焊絲的焊接過程，焊絲的填充是通過機械傳送方式在焊接方向的一側以一定速度送進；

(2)根據接頭具體結構形式及尺寸，設計并制造可在固定的環形導軌上行走的專用焊接機頭(1)，機頭(1)上集成了機械送絲機構(2)和具備弧長控制功能鎢極氬弧焊槍(3)；設計并制造配合該機頭使用的工裝

(3)根據接頭具體結構尺寸，調整焊接參數，選用匹配的電流、電壓、送絲速度及焊接速度，調整機頭和送絲管送進角度以達到最佳的連續填充條件，獲得最理想的焊縫質量；

(4)薄壁圓筒形結構的屏蔽電機定子屏蔽套采用美國材料與試驗協會(ASTM)標準B575材料,長度3676mm，外徑591.236mm，壁厚0.381mm，下法蘭采用美國機械工程師學會(ASME)標準SA336Grade?F304材料，和屏蔽套配合內徑為591.82mm，選用與母材成分性能相近的鎳鉻鉬(美國焊接學會(AWS)標準A5.14/A5.14M?ERNiCrMo-4)焊絲，結合專用機械的焊機送絲要求，選擇盤狀形式的填充材料，焊絲直徑為0.020(0.5mm)，裝載在配套的送絲盤上，焊接接頭時由專用機械上的送絲機構提供動力，實現連續送絲；

(5)焊接方法：a)清理屏蔽套及下法蘭表面，保持下法蘭端面在水平位置，將屏蔽套穿過下法蘭并固定,保持工件于平焊位置；b)安裝凈化氣囊于定子屏蔽套內腔，持續提供充足的輔助保護氬氣，確保在整個焊接過程中在屏蔽套內形成保護氣體空腔。安裝清理好的支撐工裝及冷卻銅環，保證下法蘭8端面和屏蔽套9上邊緣平齊，冷卻環10位置距屏蔽套上邊緣大約0.035(0.889mm)后，調節撐緊冷卻環，盡量保證冷卻環和屏蔽套貼嚴，消除冷卻銅環和屏蔽套的間隙；c)將鎢極氬弧焊機頭連同導軌安裝至支撐工裝，確保鎢極、焊絲相對于屏蔽套的角度、位置符合要求，焊接前調整匹配的電流、電壓、送絲速度及焊接速度等規范；d)采用機動鎢極氬弧焊方法焊接，工件固定，焊機機頭沿導軌勻速圓周運動運動，焊工在焊接過程中實時監測焊接熔池，并對焊接參數和送絲位置進行微調，保持送絲位置位于焊接熔池中心，保證焊接過程中熔池穩定，焊接后焊縫接頭在空氣中冷卻到室溫；e)焊后對焊縫質量進行檢查，利用五倍放大鏡對焊縫接頭外表面進行檢查和液體滲透檢查，焊縫成形良好，無損檢測合格，達到了預期效果。

本發明另一目的是提供一種確保焊槍始終平行于屏蔽套軸向，實現圓筒端部環形焊縫焊接的屏蔽電機定子屏蔽套與下法蘭焊接所用的設備。該設備技術方案為：一種屏蔽電機定子屏蔽套與下法蘭焊接所用的設備，其特征是：焊接機頭(1)上集成機械送絲機構(2)和具備弧長控制功能鎢極氬弧焊槍(3)；配合機頭(1)使用的工裝包括：環形導軌(5)、銅質冷卻環(10)、支撐(4)、氣囊(7)以及托架(6)；機頭(1)集成送絲機構(2)和鎢極氬弧焊焊槍(3)，支撐(4)上部安裝焊機導軌(5)，支撐(4)下部安裝冷卻環(10)，托架(6)放置在下法蘭(8)上用于固定支撐(4)，氣囊(7)安裝于定子屏蔽套內腔(9)；焊接前將保證下法蘭(8)端面和屏蔽套(9)上邊緣平齊，冷卻環(10)軸向方向略低于焊縫。