核电设备中的焊接要求

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1、核电产品焊接工艺评定知识培训主讲人:韩珺(技术部焊接组副组长)2010年6月18日0.前言焊接基本原理我厂结构件中常用的焊接方法焊接的应力和变形焊接的优点及局限性焊接基本原理焊接通过适当的方法，使二个分离的固体产生原子、分子晶间结合，形成焊接接头的一种连接方法。通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。GB/T3375-94焊接焊接方法焊接冶金焊接材料焊接设备焊接结构焊接数模焊接质量焊接防护焊接工艺表面工程切割我厂结构件中常用的焊接方法电弧焊手工电弧焊(SMAW)埋弧焊(SAW)钨极氩弧焊(GTAW

2、)熔化极气体保护焊（GMAW）电阻焊钎焊手工电弧焊定义：用手工操纵焊条进行焊接的一种电弧焊。原理：焊接时，利用焊条和工件之间产生的电弧将焊条和工件局部加热到溶化状态，焊条端部熔化后的熔滴和熔化后的母材融合一起形成熔池，焊条外的药皮加热后分解生成大量气体，将电弧、熔池等焊接区域与空气隔离，随着电弧向前移动，熔池液态金属局部冷却结晶，形成焊缝。手工电弧焊特点：设备简单、方法简便、适应性强；对焊工技能要求高、生产率低，条件差。适应：低合金钢、不锈钢、镍基合金、铜及铜合金等材料的焊接。铸铁焊补和各种金属材料的堆焊等。不适应：活泼金属（如钛）和

3、低熔点金属（如锌）的焊接极性：直流；交流焊接位置：平焊、立焊、横焊、仰焊；接头形式：对接（坡口）、搭接，角接，T形接头埋弧焊定义：焊丝作为溶化电极送入焊接区形成电弧，以电弧作为热源，电弧在一层颗粒状的可熔化的焊剂覆盖下燃烧，电弧光不外露，随着电极的移动，熔化被焊金属、填充金属和焊剂形成永久性接头的一种方法。埋弧焊特点：热效率高，熔深大，焊接速度高，焊接质量稳定，对焊工技艺水平依懒性减低，适应有风的环境，劳动条件较好。一般只能适应平焊位置，不能立焊和仰焊，不适合厚度小于1mm的薄板焊接。钨极氩弧焊定义：利用外加惰性气体作为保护介质的一种

4、电弧焊,采用不熔化的钨电极。原理：在惰性气体的保护下，利用钨电极与工件之间的电弧热熔化母材和填充金属的一种焊接方法。焊接时，保护气体从焊枪喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成气体保护层隔绝空气，防止其对钨极、熔池和热影响区造成有害影响，而获得优质焊缝。钨极氩弧焊特点：氩气能有效隔绝周围空气，可成功地稳定，很小的电流下仍可稳定燃烧；热源和填充焊丝分开控焊接易氧化、淡化、化学活泼性强的有色金属、镍基合金和各种合金；电弧制，热输入容易调节，适合各种焊接位置；无飞溅，焊缝成型美观。熔深浅，熔敷速率小，生产率较低；钨极承载电流的能力较差。惰性气体贵，

5、生产成本较高。熔化极气体保护焊定义：利用外加气体作为保护介质的一种电弧焊,采用熔化的填充焊丝金属电极。原理：采用可熔化的填充焊丝与被焊工件之间的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属，并向焊接区域输送保护气体，防止其对电弧、熔化的焊丝、熔池和热影响区造成有害影响。连续送进的焊丝金属不断熔化并过渡到熔池，与熔化的母材金属融合形成焊缝金属。熔化极气体保护焊特点：用填充焊丝作为电极，可以采用高电流密度，母材熔深大，熔敷速度快，生产率高；焊接铝及其合金时，采用直流反接阴极雾化作用显著，能显著改善焊缝质量；适合铝、铜及其合金和不锈钢等几乎所有金属材料

6、的焊接；易进行全位置焊，易实现机械化和自动化。熔化极气体保护焊根据保护气体种类和焊丝形式的不同分为：—熔化极惰性气体保护焊（氩气、氦气、氩氦混合气）—熔化极混合气体保护焊（惰性气体加CO2）—二氧化碳气体保护焊焊接的应力和变形由焊接时不均匀加热引起，影响产品的制造质量和使用性能。热应力、相变应力、塑变应力残余应力残余变形焊接的应力和变形1.焊接应力的形成和对钢结构的影响（1）形成两块钢板上施焊时，产生不均匀的温度场，焊缝附近温度高达1600C，其邻近区域温度较低，且冷却很快。冷却时钢材收缩，冷却慢的区域收缩受到限制，从而产生拉应力，

7、冷却快的区域受到压应力。（2）焊接应力的分类纵向应力：沿着焊缝长度方向的应力横向应力：垂直于焊缝长度方向且平行于构件表面的应力厚度方向应力：垂直于焊缝长度方向且垂直于构件表面的应力。（3）焊接应力的影响对常温下承受静力荷载结构的强度没有影响，但刚度降低；由于焊接应力使焊缝处于三向应力状态，阻碍了塑性变形，裂纹易发生和发展；降低疲劳强度；降低压杆的稳定性；使构件提前进入弹塑性工作阶段。焊接的应力和变形2.焊接变形的产生和防止焊接变形是由于焊接过程中焊区的收缩变形引起的，表现在构件局部的鼓起、歪曲、弯曲或扭曲等。表现主要有

8、：纵向收缩、横向收缩、弯曲变形、角变形、波浪变形、扭曲变形等。焊接的优点及局限性焊接的优点：（与铆接、螺钉连接、铸件和锻件比较）1、节省金属材料、减轻结构重量；2、简化加工与装配工序；3、结构强度高，接头密封性好；4、为