异种钢焊接接头隔离层堆焊方法

摘要

本发明涉及工件上异种钢管接头焊接领域，并公开了一种降低异种钢管接头焊接操作难度的异种钢焊接接头隔离层堆焊方法，所述隔离层焊缝位于工件上的管孔处，根据管孔的尺寸，制备垫板并在垫板上加工与管孔相对应的4～5mm深的凹槽，垫板中心设置有漏渣孔，将垫板点焊在工件的壁面上；调整工件位置使其管孔的中心线垂直于地面并且垫板位于管孔下方，隔离层堆焊施焊时，始终保证其下层焊道略宽于与其相邻的上层焊道或至少保持一致；隔离层堆焊完成后，去除垫板，加工隔离层焊缝至设计要求。所述漏渣孔的尺寸和位置按保证隔离层焊缝的宽度确定。该方法避免了工件多次变位，实现了管孔内壁隔离层始终在平焊位置操作，减低了焊接难度，保证了焊接质量。

说明书

技术领域

本发明涉及工件上异种钢管接头焊接领域，尤其是一种隔离层堆焊方法。

背景技术

目前，核电技术已经进入第三代核电堆型，第三代核电机组核岛容器产品中中有较多碳钢或低合金钢筒体/封头上需要焊接贯穿插入式不锈钢接管，这样就形成了异种钢焊接接头，按设计要求，异种钢接头需要在碳钢/低合金钢侧预先堆焊不锈钢或镍基隔离层，隔离层经过探伤检测合格后才能进行后续接管焊缝的焊接。三代机组核电容器产品一般尺寸较大，重量很大，一般制造企业难以对其实现任意变位，尤其对大型筒体，除横卧及立置外要实现在管孔内壁堆焊时的灵活变位基本不可能。在部件不变位的情况下其上的管孔内壁堆焊如采用传统的表面堆焊方式，则需要进行平、横、立，仰各个位置的焊接，这种情况下对接管孔内壁隔离层的焊接，传统的方式就是手工全位置焊接，圈周面上不同的区域焊接位置不同，且操作空间受限，堆焊操作难度大，焊接质量差，易产生夹渣，未熔合等缺陷，隔离层与碳钢/低合金钢结合面非常也容易产生裂纹。

现有的焊接方法中有垫板接头，垫板通常用于对接焊缝处，其做法是在坡口背面放置一块与母材成分相同的垫板，以便焊接时能得到全焊透的焊缝，根部又不致被烧穿。

发明内容

为了克服现有异种钢管接头焊接时操作困难、焊接质量较差的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种降低异种钢管接头焊接操作难度的异种钢焊接接头隔离层堆焊方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：异种钢焊接接头隔离层焊缝堆焊方法，所述隔离层焊缝位于工件上的管孔处，根据管孔的尺寸，制备垫板并在垫板上加工与管孔相对应的具有一定深度的凹槽，将垫板点焊在工件的壁面上；调整工件位置使其管孔的中心线垂直于地面并且垫板位于管孔下方，隔离层堆焊施焊时，始终保证其下层焊道略宽于与其相邻的上层焊道或至少保持一致；隔离层堆焊完成后，去除垫板，加工隔离层焊缝至设计要求。

所述垫板点焊在工件的外壁面上，其凹槽的内径与管孔外壁侧的开孔直径一致，凹槽的深度为4～5mm。

所述垫板中心设置有漏渣孔，漏渣孔的尺寸和位置按保证隔离层焊缝的宽度确定。

所述垫板的材质与隔离层焊缝的材质相同或相近。

本发明的有益效果是：避免了工件多次变位，实现了管孔内壁隔离层始终在平焊位置操作，减低了焊接难度。

附图说明

图1是工件与接管装焊示意图。

图2是图1接管部位的局部放大图。

图3是利用本发明方法进行隔离层堆焊的示意图。

图中标记为：工件1，管孔2，隔离层焊缝3，垫板4，焊条5，焊道6，内壁堆焊层7，接管焊缝8，接管9，凹槽41，漏渣孔42。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1、图2和图3所示，本发明的异种钢焊接接头隔离层焊缝堆焊方法，异种钢焊接接头隔离层焊缝堆焊方法，所述隔离层焊缝3位于工件1上的管孔2处，根据管孔2的尺寸，制备垫板4并在垫板4上加工与管孔2相对应的具有一定深度的凹槽41，为隔离层堆焊完成后加工隔离层焊缝留出余量，将垫板4点焊在工件1的壁面上；调整工件1位置使其管孔2的中心线垂直于地面并且垫板4位于管孔2下方，隔离层堆焊施焊时，始终保证其下层焊道略宽于与其相邻的上层焊道或至少保持一致；隔离层堆焊完成后，去除垫板4，加工隔离层焊缝3至设计要求。垫板4给后续隔离层堆焊熔敷金属起到一个衬垫作用，将本身需要全位置堆焊的隔离层焊缝转变成平焊位置的坡口焊缝堆焊，焊接时工件1不需要多次调整变位，大大降低了焊接难度，从而保证了焊接质量。

所述垫板4点焊在工件1的外壁面上，以方便去除，并且不影响到工件内壁可能存在的内壁堆焊层7，其凹槽41的内径与管孔2外壁侧的开孔直径一致，凹槽41的深度为4～5mm，为加工隔离层焊缝留出余量，但又不过多浪费焊条，并且方便对位。

为便于焊缝清理，最好所述垫板4中心还设置有漏渣孔42，需要注意漏渣孔42的尺寸和位置按保证隔离层焊缝3的宽度确定。

为保证焊接质量，所述垫板4的材质与隔离层焊缝3的材质相同或相近。

实施例：

如图1、图2、图3所示，某筒体状工件1上需要连接四根接管9，该工件1为直立使用的容器的筒身，其材质为20MnMoⅣ，内径1200mm，壁厚80mm，作为接管座的管孔的外壁侧的直径为196mm，接管为奥氏体不锈钢，二者之间不可以直接焊接，因此，管孔2处设置有隔离层焊缝3，隔离层材质选择为不锈钢。

对该接管孔不锈钢隔离层的堆焊，传统的方式就是，将筒身横放在滚轮架上，堆焊时保持管孔轴线与地面平行，实行全位置焊接，焊接时操作者在筒体外部施焊。由于焊接过程中需要配合筒体位置的持续变化，焊接操作难度大，焊缝质量不易保证。为此，在焊完一个管孔的内壁堆焊层后暂停了后续管孔的焊接，并对已完成的管孔内壁堆焊层进行了无损检测，结果发现该管孔的内壁不锈钢隔离层出现较多超标显示，与母材熔合线处甚至出现裂纹。

在深入分析后，采用本发明所述的堆焊方法，即：

(一)根据管孔2的尺寸，预先制备了不锈钢的垫板4，并在垫板4中心区域内预先加工一个直径196mm的凹槽41，凹槽41的深度为4mm；

(二)隔离层堆焊前把垫板4点焊在筒体孔外壁，使得管孔2外径与垫板的凹槽区域对应；

(三)转动筒体，调整到使其欲行隔离焊的管孔中心线垂直于地面的位置处，操作者在筒体内部进行焊接，通过如图3所述的平焊位置进行逐层堆焊，每一层堆焊3圈，即每层焊道数为3；隔离层堆焊焊缝下一层的焊道略宽于其相邻上层的焊道或至少保持一致，使得下层焊缝作为上层焊缝的衬垫；

(四)堆焊完成后，机加工去除垫板并加工隔离层焊缝至设计尺寸要求。

上述方案首先用于对第一个已堆的管孔不锈钢隔离层的返修。在去除不合格隔离层后采用改进的方法进行了返修，完成后PT及UT检测结果一次合格。后又对剩余的三个接管孔隔离层进行了堆焊，探伤结果也一次合格。