支承柱与球形封头单面焊全焊透的焊条电弧焊方法与流程

本发明涉及核电设备中球形封头支撑柱的焊接技术，具体涉及一种支承柱与球形封头单面焊全焊透的焊条电弧焊方法。

背景技术：

1、为了大型设备的安装、固定，通常会在设备上设置支承结构，如设置支承柱、裙座等与设备筒体、封头焊接连接，并且要求焊透。某核电设备的球形封头上设置了8个支承柱，用于现场固定安装设备，如附图6所示；封头球面外径约sr2250mm，封头壁厚约140mm，在封头的斜45°位置上，均布8个支承柱，支承柱规格约每个支承柱整周高度不一致，最短处高度约260mm，最长处高度约600mm。该焊缝要求全焊透，且不具备从管内侧清根焊接的条件。

2、在该焊接接头中，支承柱与球形封头之间的最小夹角约为40°，最大夹角约为130°，在支承柱的整个圆周上，两者之间的夹角是渐变的。

3、针对上述结构的全焊透焊缝，由于支承柱内操作空间受限不具备清根后再焊接条件，工程上常采用钨极氩弧焊方法进行打底焊，以确保单面焊双面成型，保证焊缝根部熔合质量。然而，实践发现，在两者间夹角较小的位置，因焊接操作空间受限，采用钨极氩弧焊方法焊接时很难把氩弧焊枪和焊丝同时送到待焊位置，电弧不能准确地到达焊缝根部，焊丝也不能连续、稳定地送到焊缝根部，且不利于进行熔池观察，易出现背侧凹陷，不能保证焊缝背侧的焊透效果。

4、为了保证全焊透焊缝的焊接质量，需要寻找一种能够保证单面焊双面成形质量的其他方法。对于选定的焊接方法，如何设计坡口尺寸、装配间隙，控制电弧操作达到既能够焊透又能够熔合良好的目的，是解决问题的关键。

5、针对上述实际工程中的切实问题，本发明人研究采用焊条电弧焊方法解决背侧焊透问题，同时研究具体的焊接工艺来避免出现较薄件管子烧穿及厚板侧母材咬边、未熔合，或者焊缝背面存在凹陷、焊瘤问题。

技术实现思路

1、为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种支承柱与球形封头单面焊全焊透的焊条电弧焊方法，该方法中，通过合理的控制坡口尺寸、装配间隙，控制焊条在坡口两侧的停留时间，并在焊接过程将连弧焊、断弧焊操作相结合，同时控制工件温度区间，实现了焊缝全焊透，保证了根部熔合质量，从而完成本发明。

2、具体来说，本发明的目的在于提供一种支承柱与球形封头单面焊全焊透的焊条电弧焊方法，该方法包括如下步骤：

3、步骤1，在支承柱1上开设坡口；

4、步骤2，装配球形封头2与支承柱1，并且保留装配间隙；

5、步骤3，通过焊条电弧焊的方式焊接填充坡口。

6、其中，在步骤1中，在所述支承柱1顶端外侧减材形成坡口，在减材剩余部分中，位于最内侧的部分为钝边，所述钝边在沿着支承柱1径向方向的厚度尺寸为1-4mm，所述钝边在沿着支承柱1轴向方向的宽度尺寸为2-6mm，与该钝边通过圆角区域与支承柱1主体相连，所述圆角区域对应的圆的半径尺寸在8mm以上；

7、所述钝边和圆角区域共同构成坡口的底部。

8、其中，所述装配间隙为4-6mm。

9、其中，在步骤3中，首先进行打底焊，在后续焊接的过程中，每层焊道都对称焊接。

10、其中，焊接位置可分为平焊、立焊和仰焊，平焊；

11、当打底焊用焊条直径选择为φ4.0mm时，平焊的焊接电流170～180a，立焊和仰焊的电流160～175a。

12、其中，当第二层焊接用焊条直径选择为φ4.0mm时，平焊的焊接电流160～170a，立焊和仰焊的电流150～165a。

13、其中，在步骤3中，选择断弧焊与连弧焊相结合的方式进行焊接。

14、其中，在步骤3中，钝边的厚度尺寸在1～2mm时坡口一侧的停留时间不出超过2秒，钝边的厚度尺寸在3～4mm时坡口一侧的停留时间为2～4秒。

15、本发明所具有的有益效果为：

16、本发明提供的支承柱与球形封头单面焊全焊透的焊条电弧焊方法，实现了支承类管-平板/弧板空间结构斜45°位置焊缝的焊透，避免了焊后返修，很大程度上缩短了产品制造周期，为我国发展同类技术提供强有力的支持。

技术特征：

1.一种支承柱与球形封头单面焊全焊透的焊条电弧焊方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的支承柱与球形封头单面焊全焊透的焊条电弧焊方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的支承柱与球形封头单面焊全焊透的焊条电弧焊方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的支承柱与球形封头单面焊全焊透的焊条电弧焊方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的支承柱与球形封头单面焊全焊透的焊条电弧焊方法，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的支承柱与球形封头单面焊全焊透的焊条电弧焊方法，其特征在于，

7.根据权利要求4所述的支承柱与球形封头单面焊全焊透的焊条电弧焊方法，其特征在于，

8.根据权利要求4所述的支承柱与球形封头单面焊全焊透的焊条电弧焊方法，其特征在于，

技术总结本发明公开了一种支承柱与球形封头单面焊全焊透的焊条电弧焊方法，该方法中，通过合理的控制坡口尺寸、装配间隙，控制焊条在坡口两侧的停留时间，并在焊接过程将连弧焊、断弧焊操作相结合，同时控制工件温度区间，实现了焊缝全焊透，保证了根部熔合质量。技术研发人员：杜玉华,赵福冬,王莉,赛鹏,张立德,郑明涛,严红丹,徐建梅,魏利,张国星,朱之明,赵晓华,张建伟受保护的技术使用者：哈电集团（秦皇岛）重型装备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11