主管道窄間隙自動(dòng)TIG焊接技術(shù)研究

班永輝

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展讓人們的生活更加便利，其中核電站成為近年各國(guó)技術(shù)研究的主要領(lǐng)域，本文將著重闡述核電站主管道窄間隙TIG自動(dòng)焊接技術(shù)的工藝流程，并且分析目前該技術(shù)存在部分缺陷的原因，希望能夠切實(shí)促進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，也為關(guān)心這一話題的人提供參考個(gè)借鑒。

關(guān)鍵詞：主管道;窄間隙自動(dòng)TIG焊接;應(yīng)用

核電站已經(jīng)成為近年各國(guó)的研究熱點(diǎn)，核電站相關(guān)技術(shù)的研究也受到越來越廣泛的關(guān)注，本文將著重分析核電站主管道窄間隙自動(dòng)TIG焊接技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)是核電廠建造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能夠提高主管道現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量以及施工工期等，并通過分析目前存在的問題，為相關(guān)人員提供思考、研究的方向。因此，本文的研究對(duì)該領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義和不可忽略的社會(huì)現(xiàn)實(shí)意義。

1 關(guān)于主管道概況

目前，在我國(guó)國(guó)內(nèi)M310型號(hào)的核電機(jī)組主管道現(xiàn)場(chǎng)安裝采用了更為先進(jìn)的TIG技術(shù)，在M310的組成中，由熱段、冷段和過渡段共同構(gòu)成每一條主管道，并且存在8個(gè)需要在主管道現(xiàn)場(chǎng)安裝的焊口。主管道本身為鑄造奧式體，另外三大主設(shè)備的接管嘴屬于鍛造控氮奧式體不銹鋼Z2CND18-12N，以上兩種材料本身的含碳量都較低，能夠更好地發(fā)揮焊接屬性。

2 窄間隙TIG自動(dòng)焊工藝概述

2.1 關(guān)于焊接設(shè)備

在焊接設(shè)備的原則中，綜合考慮性能和成本控制因素，加拿大寶帝公司的全位置脈沖TIG自動(dòng)焊機(jī)最為恰當(dāng)，在該套設(shè)備中，包括具有數(shù)字化控制臺(tái)功能的焊接電源、管道的焊接機(jī)頭和相應(yīng)的軌道以及監(jiān)控系統(tǒng)，該設(shè)備的操作流程較為簡(jiǎn)單，并且性能發(fā)揮較為穩(wěn)定，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程地視頻方式監(jiān)控并根據(jù)需要進(jìn)行鎢極位置的微調(diào)整。

2.2 關(guān)于焊接坡口的形式

目前，主管道窄間隙的坡口大多屬于V型和U型的組合型坡口，該種形式的坡口讓焊接技術(shù)的實(shí)施更加簡(jiǎn)便，并且容易最終形成較好的焊縫形狀。在坡口的各項(xiàng)尺寸指標(biāo)中，坡口底部的寬度大多在7毫米左右，坡口的單邊寬度一般控制在10毫米以下，更有利技術(shù)操作。坡口的鈍邊厚度一般在2.5毫米左右。焊接坡口是TIG自動(dòng)焊工藝順利操作的重要因素，在具體的實(shí)行過程中需要特別關(guān)注。

2.3 關(guān)于焊接材料

在焊接過程中，焊接材料的選擇直接影響最終的焊接效果。根部焊道的焊接材料大多為RCC-M規(guī)范中的ER316L不銹鋼實(shí)心焊絲，而在具體的填充及蓋面焊道選擇的材料為ASME規(guī)范中的ER316LSi不銹鋼實(shí)心焊絲。兩種材料關(guān)于熔敷金屬潤(rùn)濕性能以及流動(dòng)性能方面存在較大的差異，后者該屬性表現(xiàn)更強(qiáng)，更適合焊道側(cè)壁和層間之間的充分熔合。關(guān)于焊接材料的選擇，不僅要關(guān)注材料本身的性能、適用性，隨著技術(shù)的發(fā)展還需繼續(xù)探索性價(jià)比更高的材料，符合長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展的目標(biāo)。

2.4 關(guān)于保護(hù)氣體

關(guān)于焊縫背面以及熔池的保護(hù)，大多利用99.99%以上純度的氬氣進(jìn)行，而在國(guó)外的技術(shù)流程中，大多采用的是混合氣體，即氦氣和氬氣的組合，但相比組合氣體而言，采用氬氣作為保護(hù)氣體，能夠在一定程度上提高焊接電流，進(jìn)而促進(jìn)熔深的增加，最終極大地降低層間和側(cè)壁可能出現(xiàn)未熔合的風(fēng)險(xiǎn)性，并且可以在此過程中提高焊接的速度，并且控制焊接熱輸入，具有較強(qiáng)的可行性。

2.5 關(guān)于焊接工藝參數(shù)

焊縫焊接的整體流程中主要包括四個(gè)關(guān)鍵步驟，即“根部焊接、填充焊道、填充末期焊道以及蓋面焊道”，在每一個(gè)步驟的操作過程中都需要采用相對(duì)應(yīng)合理的焊接規(guī)范選取方式，并且準(zhǔn)確掌控焊接的相關(guān)參數(shù)。從幾個(gè)主要參數(shù)情況來說，四個(gè)步驟的焊道類型均為線性，電流類型均為脈沖，電流極性均為正接，根部的焊絲型號(hào)為ER316L，其他三個(gè)步驟的焊絲型號(hào)均為ER316LSi，根部的直徑為0.8毫米，其他均為1毫米。

2.6 關(guān)于無損檢測(cè)

在TIG自動(dòng)焊工藝操作的過程中需要進(jìn)行無損檢測(cè)，主要在焊道熔敷15毫米厚度左右和50%厚度左右，采用射線照相的方式進(jìn)行檢測(cè)，在焊后則利用射線照相、超聲波和液體滲透的方式進(jìn)行無損檢測(cè)。在具體的檢測(cè)過程中，通過結(jié)合射線檢測(cè)和超聲波檢測(cè)，可以極大程度地提高焊接過程未熔合缺陷的檢出率，無損檢測(cè)對(duì)于該工藝的實(shí)行具有重要的作用，是保證工藝效果的不可或缺的步驟。

3 窄間隙TIG自動(dòng)焊工藝缺陷原因及反饋

3.1 后焊機(jī)組的焊接缺陷較多

相對(duì)于先焊機(jī)組而言，后焊機(jī)組的焊縫缺陷相對(duì)多，一方面來說，窄間隙TIG自動(dòng)焊技術(shù)在先焊機(jī)組中是首次被應(yīng)用，相關(guān)的技術(shù)人員重視程度較高，在操作過程中更加精細(xì)、符合規(guī)范，而在前面的機(jī)組焊接出現(xiàn)零失誤后，后續(xù)的工作人員易于出現(xiàn)思想的松懈，在具體的操作過程中關(guān)于焊接的參數(shù)、鎢極位置的微調(diào)整都不夠及時(shí)準(zhǔn)確，焊縫的修正不到位，最終導(dǎo)致焊縫出現(xiàn)缺陷;另外一方面來說，很多技術(shù)人員對(duì)于自動(dòng)焊技術(shù)和設(shè)備的了解程度不夠，經(jīng)驗(yàn)不足，不能夠較好地把握焊接操作細(xì)節(jié)。

3.2 自動(dòng)焊工藝返修易出錯(cuò)

由于在返修過程中需要打磨去除缺陷，并且顧忌傷害到母材，導(dǎo)致影響窄間隙焊道坡口的情況，打磨不足的焊道很窄，并且打磨坡口面的修整情況不佳，因此導(dǎo)致在返修過程中容易出現(xiàn)氣孔、側(cè)壁未熔合等狀況。

3.3 反饋

首先，窄間隙TIG自動(dòng)焊技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于坡口數(shù)值的要求較高，并且在操作過程中，針對(duì)成形不夠理想的焊道需要進(jìn)行及時(shí)的修正;其次，該技術(shù)的運(yùn)用對(duì)操作要求較高，需要全方位觀察，面對(duì)出現(xiàn)異常情況需要進(jìn)行及時(shí)的微調(diào)整;最后，針對(duì)自動(dòng)焊接設(shè)備的保養(yǎng)細(xì)節(jié)需要進(jìn)行全面掌握，并且對(duì)于易磨損部分及時(shí)更換。

4 總結(jié)

主管道窄間隙TIG自動(dòng)焊接技術(shù)是核電站建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，通過本文的闡述希望能夠引發(fā)更多人的思考及關(guān)注，促進(jìn)該領(lǐng)域的健康發(fā)展。

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