核电箱型钢结构焊接工艺研究

摘要：核电工程箱型钢结构对质量和工期有很高的要求，为了保证工程的安全运行，需要对焊接和电渣焊接技术进行深入研究，以满足不同类型焊缝的特殊需求。通过不断的技术创新和严格的工艺控制，我们将为核电建设提供可靠可靠的钢结构支撑。

关键词：核电；箱型钢结构；焊接工艺

引言

核电工程中箱型钢结构对质量、工期要求极高，为保证工程安全运行，需对埋弧焊、电渣焊接工艺进行深入研究，以满足不同类型焊缝的特殊要求。公司将以持续不断的技术创新与严格的工艺控制为核电建设提供坚实可靠的钢结构支持。

1箱型钢结构焊接工艺分析

1.1箱型钢结构特点及质量要求

箱型钢结构构件是一类重要的结构元件，它由上下翼缘、上下腹板及内隔板等组成，结构复杂。各部位采用全熔透焊接，保证结构整体稳定。该节点既保证了箱体型钢结构的强度、刚度，又使其承载力好、抗震性能好。就焊接质量而言，箱型钢结构件的焊接质量要求极高，必须达到一类焊接规范。这就要求焊接质量要达到业界最高标准，才能保证结构安全可靠。为保证焊接质量，必须对焊接后的焊缝进行100%超声检测.该测试程序严格按照GB-11345标准的要求，全面、准确地评价焊缝内部缺陷，保证焊缝中无缺陷或者只有很少的不影响结构安全的缺陷。箱型钢结构件是结构的主要构件，也是安装的基准，它的制造与安装精度直接影响到后续结构的安装。由于箱形钢结构的精度直接影响到整个建筑物或设备的稳定与使用性能。如果制造和安装精度达不到标准，就有可能造成结构的不稳定、功能失效，甚至造成安全事故。就材料而言，箱形钢结构件多为高强度低合金钢Q345B。该材料强度高，塑性好，焊接性好。但箱体型钢结构装配工艺复杂，容易变形，需要采取合理的焊接工序和方法，以减小变形。通过合理选择焊接工艺参数，优化焊接顺序，采用夹具及支撑等方法，保证了结构的外形尺寸精度符合设计要求。

1.2箱型钢结构焊接方法

箱型体结构的制造工艺较为复杂，工艺要求较高。为了满足不同的要求，通常使用气体保护焊、自动埋弧自动焊及熔嘴电渣焊接。采用惰性气体保护焊接，避免了氧化，从而保证了焊接质量；埋弧自动焊接技术适用于长直、厚板，生产效率高、质量好；熔嘴电渣焊接技术具有焊接质量好、热影响区小等优点，适合于厚壁零件的焊接。

1.2.1气体保护焊

气体保护焊可分为熔化极惰性气体保护电弧焊和活性气体保护电弧焊（GMAW）两种。熔化极气体保护焊是以焊丝和工件之间的电弧为热源，有效地熔化和获得高质量的焊缝。这一种新的高效、低变形、易清洗的新方法，具有高熔敷率、大电流密度、高效率、低变形、易清洗等优点，适合于黑色金属等行业，支持大结构、高精度构件的高品质焊接要求。

1.2.2埋弧自动焊

埋弧焊作为一种在焊剂层下方的电弧焊接方法，具有稳定性好、生产率高、工作环境好等优点，在压力容器、管段制造以及重大钢结构制造等领域具有举足轻重的作用。虽然新的焊接工艺层出不穷，但在船舶，锅炉，化工容器，桥梁建设等方面，尤其是对中厚板长焊缝的焊接，仍然得到了广泛的应用。其连续使用的理由是：经过长时间的验证，其稳定性，可靠性，以及针对具体的焊接工作的有效性和经济性。

1.2.3熔嘴电渣焊

熔嘴电渣焊接是一种高效的垂直定位焊接技术，通过精准的电极系统设计提高焊接效率和质量，并能够在高温熔池下减少焊接缺陷，特别适合处理自动电弧焊难以应对的垂直焊缝。

1.3箱型钢结构制作工艺及焊接工艺分析

由于箱型构件的结构特点，其翼缘板（或称盖板）与腹板均为厚板结构，焊接时焊缝深度大、工艺复杂。因此，在制作盒形件时，一定要注意其结构的制作工艺要求，保证每个工序都经过仔细的设计和计划。要实现上述目标，必须采取合理的制造工艺及焊接工艺.在此基础上，提出了合理的焊接方法，优化了焊接顺序，控制了工艺参数，使加工过程中产生的各种变形降到最低。同时，在原材料的选择、前处理、切割、装配等各个环节上都要严格把关，以保证每个工序都能达到既定的技术标准。

2箱型钢结构焊接工艺试验及应用

2.1焊接工艺试验

2.1.1工艺流程

2.1.2操作要求及注意事项

焊接前要仔细清除试件表面的油污、铁锈、氧化物等杂质，以保证焊接质量。为了保证焊接过程的稳定性和安全性，焊缝两端必须设置引弧、熄弧装置。装配间隙要控制在1毫米以内，以防止间隙过大造成的缺陷。操作员必须经过专门的训练和考试合格。焊嘴的安装要精确，离引弧装置保持15毫米左右，加适量的焊剂，确保焊接质量。

2.1.3焊接工艺试验

（1）焊接接头及焊接参数的确定

在电渣焊焊中，常用的两种类型是对对接接头和T接接头，它们分别用于板材的直线连接和垂直交叉连接。为保证焊接质量，对低合金钢Q345B材料进行了焊接试验。拟采用25 mm厚板做 T形接头，32 mm厚板做对接接头实验，确定最优焊接工艺参数，优化厚板焊接性能。

试验过程

在焊接开始时，要小心地加入少量的焊剂，这些焊剂的重量应该控制在35到50克之间。接着，焊丝接触引弧板，起弧，在此过程中，熔化了固态焊剂，然后形成液态熔渣。当熔渣堆积到一定深度后，焊工要加快焊丝的进给速度，以保证焊丝能平稳的插入熔池。在此过程中，焊丝与焊剂会同时熔化，使熔池逐渐升高，最后形成焊缝。焊接期间，焊工应该不间断地逐步少量地加入助焊剂，以维持焊接过程的稳定。同时，焊接过程中电压也在不断变化，这就要求焊接人员随时关注和调整电压，以保证电渣焊接过程的稳定性。当熔池升至母材坡口长度时，继续焊接，直到渣池和熔池完全从母材端引出导板为止。在这种情况下，可以切断电源，停止焊接。但在停焊前，应适当降低送丝速度，减小送丝电流，在停丝过程中有一定的迟滞作用，以填补弧坑，减少收缩，有效地防止裂纹的产生。在焊接结束之后，需要将引弧板和引导板切成与母材基本上在同一水平线上。然后用砂轮修整这些部位，以保证它们的平滑和平整。这一步是确保焊缝外观质量及后续服役性能的关键。经过严格的控制与实施，保证了电渣焊焊缝的质量达到预期标准与要求。

（3）试验结果

结果表明，焊接初期存在熄弧、断弧等现象，对焊接质量有较大影响。通过设备调试，优化组对间隙，校正焊接参数，提高了焊接质量，达到了规范要求。采用无损检测、破坏性试验等方法对焊缝内部质量进行检验，确定焊缝无缺陷，满足设计要求。尤其对 T形接头进行了破坏性试验，结果显示焊缝根部已完全焊透，其硬度测试结果也满足国家标准GB50661-2011的要求，达到了工程应用的要求。为进一步优化焊接工艺提供了依据。

结束语

核电钢结构的焊接质量非常重要，稍有差错就会酿成大祸。因此，要以高度的责任心、精湛的技艺，保证每次焊接都能达到最好的水准，尤其是对封缝的处理，更是需要我们不断地钻研，不断改进。只有这样，才能保证核电项目的安全性、可靠性，避免不必要的资源浪费、工期拖延，为我国的可持续发展做出积极的贡献。

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