《【2017年整理】核电站修复中304不锈钢的局部干法焊接研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【2017年整理】核电站修复中304不锈钢的局部干法焊接研究（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、核电站修复中 304 不锈钢的局部干法焊接研究摘要：局部干法焊接是一种重要的水下焊接方法，在操作空间狭小的核电修复中水下局部干法焊接具有灵活性强的优势，并且可以通过使用屏蔽罩进行简单的焊接任务。水下焊接系统的操作室主要是由水下测试室和液压驱动的水下焊接设备组成。保护气被压缩到一个气瓶中，保护焊接电弧和熔池。在 100mm 的浅水区，用 MIG 进行焊接测试，研究哪种参数与 304 不锈钢的焊接过程相关。不同深度的水下焊接测试表明，在 5m 和 15m 深的焊接质量比较好，但是焊缝在15m 深时更加窄，余高较高。关键词：水下焊接测试室；水下焊接装置；局部干法焊接；覆盖层；304 不锈钢1、简介在
2、 1970 年提出了局部干法水下焊接，因为具有湿法焊接和高压焊接的综合优势因而被证明是水下修复中的一种优良技术。对于局部干法焊接来说，屏蔽室是在焊枪周围使用，但是焊接操作工或者机器人还是在水中，保护气被装在气瓶中沉入水中以保护电弧。屏蔽罩使得电弧在干燥的环境下起弧，金属熔池可以在干燥的环境下凝固，因此局部干法焊接的接头质量优于湿法焊接。另一方面，在高压焊接中使用的大而昂贵的操作室在局部干法焊接中不需要使用，因此在机械方面操作灵活。在核电站修复中水下局部干法焊接具有独特的优势，不仅仅是修复质量和成本，也有焊枪的原因。焊接操作员或者机械手臂可以很容易的抓住装有屏蔽罩的焊枪，可以很容易的在反应堆容器
3、或者乏燃料池中进行施焊。2、水下焊接测试设备系统描述。根据图 1 所示，水下测试模块由三个部分组成，分别为水下焊接测试室，水下焊接装置以及控制器。控制器有三个功能，建立仿真条件，通过一个控制柜操作焊接接头，通过室内的三个 CCD 监控焊接过程。三个 CCD 摄像在一下情况下使用，观察腔内环境，观察水下传动机构，观察焊接电弧。观察电弧的 CCD 摄像头可以根据光自行调节，因此它可以监控焊接过程和焊后焊缝观察。在焊接实验中使用数字化 MIG 电源，但是送丝机从电源主体分离，被装在焊接室中。屏蔽罩设计。显然，屏蔽罩的直径对焊接质量有影响，可以由两个参数计算出，从焊接温度冷却到 500 度的时间以及焊
4、接速度。因此屏蔽罩的设计必须仔细。实验中的屏蔽罩直径 90mm。屏蔽罩和工件之间需要动态密封来实现焊接过程的运动。密封性能可能由于焊接的高热量和金属熔池而降低，因此会影响焊接过程的稳定性和接头质量。水下焊接装置中密封材料需要特别设计，由防火泡沫橡胶，绝缘材料以及外部保护层组成。防火泡沫材料可以在高温下使用，但是在长时间的焊接过程后性能会降低。所以选择一个金属绝缘套管,以减少热量，实验证明效果明显。在防火泡沫下面垫 4-5mm 厚的橡胶防止水进入。3、送丝速度对 304 不锈钢水下干法焊接的影响在 100mm 水下进行不同送丝速度下的焊接实验。气体流量 40L/min，焊接速度 60cm/min
5、，送丝速度从 3.0m/min 增至 7.5m/min，通过 CCD 观察电弧强度和稳定性。电流和电压在图 4 中表示出来。曲线 1、2、3 中有两个峰，低电压和左边的峰对应表明这个过程是不稳定的短路过渡，高电压和右边的峰对应表明这个过程是稳定的。随着送丝速度的增加焊接过程越来越稳定。当送丝速度增加到 7.5m/min 时，仅有一个峰值与右边对应，此时是喷射过渡，无论是电弧还是金属凝固过程都很稳定。4、保护气体对 304 不锈钢焊接的影响在 MIG 焊接中通常使用活性气体来提高焊接的稳定性和焊接质量。当送丝速度为 6m/min，其他参数和之前测试相同时，Ar 和 Ar+2%O2 的电流和电压分
6、布如图 5 所示。纯氩的电压图是典型的双峰模型，而 Ar+2%O2 只有一个高峰，是典型的喷射过渡。和纯氩相比，混合气体可以有效的提高焊接稳定性，使得金属过渡平稳，提高熔池的流动性，使得焊接质量提高。图 6 表明 Ar+2%O2 比纯氩条件的焊缝成型美观。5、不同水深对 304 不锈钢局部干法焊接的影响核电站修复中的最大水深为 15m。模拟测试在 5m 和 15m 的压力下进行，图7 展示了焊缝成型。在不同水深下焊接参数相同，具体参数见表 1。尽管焊接质量很好，但是在 15m 深时焊缝更加高而窄，这是因为防止在高压下水进入屏蔽罩，这就要求密封件和工件之间必须保持良好的接触，这就导致在焊接过程中摩擦增强。5m 和 15m 水深焊接的焊缝采用无损检测技术进行检验，比如渗透探伤；超声检验以及 XT，没有发现明显缺陷。6、总结研究表明 MIG 焊接在屏蔽罩的保护下可以获得比较好的水下焊接质量。100mm 水深的脉冲 MIG 焊接测试表明合格的 304 不锈钢焊缝需要合适的参数。不同水深的焊接实验表明，虽然在 5m 和 15m 下均可得到优质焊缝，但是 15m 深的焊缝更加高而窄。
