[發明專利]一種非能動核電站鋼制安全殼的焊接坡口

在審

• 申請號: 201410806180.2
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN104625459A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 韓乃山;范凱;胡廣杰;張東輝;張偉棟;崔純明;馮英超;郭彥輝;田玉鑫;李剛;李國超;吳碩
• 申請（專利權）人: 中國核工業二三建設有限公司;核工業工程研究設計有限公司
• 主分類號: B23K33/00
• 分類號: B23K33/00
• 代理公司: 北京市邦道律師事務所 11437
• 代理人: 薛艷;段君峰

技術領域

本發明屬于金屬焊接的技術領域，具體涉及一種非能動核電站鋼制安全殼的焊接坡口。

背景技術

非能動核電站是指在發生緊急事故時，不需要外部應急電源，而靠重力、勢能(高位水箱)、自然循環和蒸發等自然現象，驅動冷卻水冷卻反應堆和鋼制安全殼，把熱量帶出去的核電站，可保障72小時內無需人為干預。鋼制安全殼是非能動核電站的安全隔離系統的重要組成部分，圖1為鋼制安全殼的結構示意圖，如圖1所示，鋼制安全殼包括頂封頭63、筒體64和底封頭65。筒體64高73米，直徑為43米，共由144塊弧板焊接而成；頂封頭63和底封頭65分別由82塊瓜瓣狀板材焊接而成；上述弧板和瓜瓣狀板材的主要材料是SA738Gr.B,厚度在45-55毫米之間。目前焊接鋼制安全殼時，通常采用的坡口形式為雙V型，使用脈沖MAG(Metal?Active?Gas?Arc?Welding，熔化極活性氣體保護電弧焊)的焊接方法；圖2為現有技術焊接鋼制安全殼采用的坡口的結構示意圖，如圖2所示，兩個待焊接的母材61之間的坡口為雙V型結構，該雙V型結構的兩個V型部分的角度α和β分別為60-70度和70-80度；坡口底部設有鈍邊62，焊接時從坡口底部的鈍邊開始先打底焊接，再多層填充焊接，最后進行蓋面焊接；在焊接過程中，熔化的焊材會熱脹冷縮，熔化的焊材冷縮時會對母材產生拉力，現有技術的焊接方法是從坡口底部鈍邊開始，一層一層向上焊接，這樣熔化的焊材給母材的拉力一直在使兩個母材互相靠近，導致焊接完成后，母材容易發生焊接變形，影響焊接質量。

發明內容

為了解決目前的焊接鋼制安全殼的方法容易產生焊接變形的問題，本發明提出一種非能動核電站鋼制安全殼的焊接坡口，以避免產生焊接變形，提高焊接質量。

本發明的焊接坡口包括關于母材的中線對稱的兩部分，該兩部分分別為V型結構；所述焊接坡口的組對間隙為2-4.5毫米。

其中，所述焊接坡口的兩部分分別為單V型結構，該單V型結構的角度為30-50度。

其中，所述焊接坡口的兩部分分別為雙V型結構，該雙V型結構的靠近所述母材的中線的V型部分的角度為25-30度，遠離所述母材的中線的V型部分的角度為15-20度；所述雙V型結構的兩個V型部分的交接處到母材的中線的距離為8-12毫米。所述雙V型結構的兩個V型部分的交接處到母材的中線的距離為8-12毫米，這樣一方面使焊槍有足夠的空間進行正常的焊接活動；另一方面，保證遠離母材的中線的V型部分在整個坡口空間中占一定比例，因為遠離母材的中線的V型部分的角度比靠近母材的中線的V型部分的角度更小，能夠更好的節省焊材。

其中，所述母材的厚度為20-150毫米。

本發明的焊接坡口的有益效果：現有技術的焊接坡口為雙V型結構，該雙V型結構的兩個V型部分的角度α和β分別為60-70度和70-80度；且坡口底部設有鈍邊；焊接時從坡口底部的鈍邊開始先打底焊接，再多層填充焊接，最后進行蓋面焊接；焊接過程中，熔化的焊材的因熱脹冷縮的作用對母材產生拉力，該拉力容易使母材發生焊接變形；而本發明的焊接坡口包括關于母材的中線對稱的兩部分，該兩部分分別為單V型或雙V型結構；單V型結構的角度為30-50度；雙V型結構的兩個V型部分的角度分別為25-30度和15-20度；與現有技術的坡口相比，本發明的V型部分的角度變小了，坡口的空間變小了，這樣就減少了焊接時往坡口中填充的焊材，從而節省了焊材；本發明的坡口的V型部分的角度變小了，但經過在實際施工中使用證明，本發明的坡口的角度能夠適應自動焊的要求，不會因為坡口空間小而影響自動焊的作業；同時焊接完成后焊接接頭的穩固性也符合要求。對本發明的坡口進行焊接時，通過對坡口的上部和下部交替焊接，熔化的焊材熱脹冷縮時也會對母材產生拉力，但坡口上部的焊材對母材產生的拉力與坡口下部的焊材對母材產生的拉力會相互抵消，這樣就大大減少了焊接過程中熔化的焊材對母材產生的拉力，很大程度上避免了焊接過程中母材發生焊接變形的情況的發生，提高了焊接質量。

附圖說明

圖1為鋼制安全殼的結構示意圖；

圖2為現有技術焊接鋼制安全殼采用的坡口的結構示意圖；

圖3為本發明第一種實施例的非能動核電站鋼制安全殼的焊接坡口的結構示意圖；

圖4為本發明第二種實施例的非能動核電站鋼制安全殼的焊接坡口的結構示意圖；

圖5為與本發明的非能動核電站鋼制安全殼的焊接坡口對應的焊接方法的示意圖；

圖6為對比例1的坡口的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合圖3-圖6介紹本發明的焊接坡口。