核电压力容器J型坡口自动焊接
大型压力容器全方位自动焊接施工工法(2)
大型压力容器全方位自动焊接施工工法大型压力容器全方位自动焊接施工工法一、前言随着工业领域的不断发展，大型压力容器在化工、航天、核能等领域得到了广泛应用。
在传统的压力容器施工中，焊接是一个关键环节，但传统手工焊接存在效率低、质量不稳定等问题。
为了提高施工效率和质量，并减少人为因素对施工结果的影响，大型压力容器全方位自动焊接施工工法应运而生。
二、工法特点大型压力容器全方位自动焊接施工工法具有以下特点：1. 提高施工效率：采用自动焊接技术，可以大大提高施工的速度和效率，节约人力成本。
2. 保证焊接质量：自动焊接工艺能够确保焊缝的一致性和均匀性，避免质量问题的发生。
3. 减少变形：自动焊接过程中，可对需要焊接的构件进行精确的定位和固定，减少因热变形引起的不良效应。
4. 节约材料：自动焊接工艺能够减少焊接材料的浪费，提高资源利用率。
5. 安全环保：自动焊接工艺能够减少焊接过程中的废气、废水和噪音等对环境的污染，提高施工安全性。
三、适应范围大型压力容器全方位自动焊接施工工法适用于各种类型的大型压力容器，包括球形容器、壳程容器、管束容器等。
四、工艺原理大型压力容器全方位自动焊接施工工法的工艺原理主要包括施工工法与实际工程之间的联系和采取的技术措施。
通过精确的工艺参数调控和设备操作，实现焊缝的全方位自动焊接。
工法通过提前对焊接路径进行设计和规划，然后根据工艺要求进行焊接设备和材料的选择。
通过对焊接路径进行全方位的控制，确保焊接过程的稳定性和焊接质量的可靠性。
五、施工工艺大型压力容器全方位自动焊接施工工法的施工工艺主要分为以下几个阶段：1. 准备阶段：包括焊接工艺参数的确定、设备和材料的准备就绪。
2. 定位固定阶段：确保工件的准确定位和固定，以保证焊接过程的稳定。
3. 焊接阶段：按照事先设计和规划的焊接路径进行自动焊接，采用适当的焊接方法和技术措施。
4. 检测与修磨阶段：对焊接后的焊缝进行检测，并进行必要的修磨处理，以保证焊缝的质量和外观。
核反应堆压力容器主要焊接方法
核反应堆压力容器主要焊接方法汇报人：2024-01-06•焊接方法概述•主要焊接方法介绍•焊接工艺参数与控制目录•焊接质量检测与控制•焊接安全与环保01焊接方法概述焊接是通过加热或加压，或两者并用，使两个分离的物体产生原子间结合的方法。
焊接定义焊接具有强度高、密封性好、工艺灵活、便于制造等优点，广泛应用于各个领域。
焊接特点焊接的定义与特点0102焊接在核反应堆压力容器中的应用在核反应堆压力容器的制造中，焊接主要用于各部件的连接和密封，要求焊接接头具有高强度、高密封性和耐腐蚀性等特点。
核反应堆压力容器是核电站中的重要设备，需要承受高温、高压和放射性物质，因此焊接是制造该设备的关键技术。
焊接技术的发展趋势焊接技术的发展趋势主要包括提高焊接效率、改善焊接接头质量、发展新型焊接方法和焊接自动化等方向。
随着科技的不断进步，焊接技术将不断革新和完善，为制造业的发展提供更加先进的技术支持。
02主要焊接方法介绍该方法适用于各种金属材料，如碳钢、不锈钢、铝、铜等，具有较高的焊接效率和较低的焊接成本。
熔化极气体保护焊的优点在于焊接质量稳定、操作简便、适应性强，广泛应用于核反应堆压力容器的制造和维修。
熔化极气体保护焊是一种常用的焊接方法，通过熔化电极和母材，利用气体保护熔池不受空气影响，从而实现连接。
熔化极气体保护焊非熔化极气体保护焊非熔化极气体保护焊是一种利用非熔化电极和气体保护进行焊接的方法。
该方法主要适用于高合金钢、不锈钢等材料的焊接，具有较高的焊接速度和较低的焊接成本。
非熔化极气体保护焊的优点在于焊接质量稳定、操作简便、适应性强，广泛应用于核反应堆压力容器的制造和维修。
埋弧焊埋弧焊是一种利用电弧热能将焊缝金属熔化并利用颗粒状焊剂覆盖在电弧周围进行焊接的方法。
埋弧焊的优点在于焊接质量稳定、操作简便、适应性强，广泛应用于核反应堆压力容器的制造和维修。
钨极惰性气体保护焊是一种利用钨电极和惰性气体保护进行焊接的方法。
核电站核岛焊接工艺评定：反应堆压力容器接管与安全端异种材料焊接
核电站核岛焊接工艺评定：反应堆压力容器接管与安全端异种材料焊接1 反应堆压力容器接管与安全端焊接工艺说明1.1在电站反应堆压力容器、蒸汽发生器和稳压器的结构设计中，都有进、出水接管与安全端的焊接接头。
接管一般采用Mn-Mo-N型低合金高强度钢SA508Gr3Cl2钢制造，而安全端与反应堆冷却剂管道相连，均采用316L或304L奥氏体不锈钢制造。
1.2为确保这种异种钢接头具有良好的力学性能，避免在接头中出现危险性缺陷，故采用先在低合金钢接管端部堆焊8～10mm厚的镍基合金作为隔离层，经消除应力热处理后加工成焊接坡口,然后与不锈钢安全端用镍基合金焊材焊接，焊后不再进行热处理。
1.3在接管端部堆焊镍基合金隔离层可选用多种焊接方法，如手工焊条电弧堆焊，窄带极埋弧堆焊，加填充丝钨极氩弧堆焊。
堆焊时，为了控制堆焊层被稀释的程度，必须限制焊接热输入量，适当降低预热温度，防止热裂纹产生。
1.4目前国内外常用的镍基合金堆焊焊条有ENiCrFe-3和ENiCrFe-7，氩弧焊焊丝有ERNiCr-3和ERNiCrFe-7，埋弧焊焊带有EQNiCr-3和EQNCrFe-7。
一般选用的焊条直径为Φ3.2和Φ4 mm，焊丝直径为Φ0.9mm、Φ1.2mm和Φ1.6mm,焊带规格为30×0.5mm和60×0.5mm。
1.5接管与安全端的对接焊,根据不同的坡口形式，通常采用以下几种焊接工艺：a）手工氩弧焊加填充丝打底，再用焊条电弧焊焊接，该工艺能保证焊缝根部质量，不必去除焊根。
b）焊条电弧焊直接焊接，但焊缝根部质量较难保证，必须进行机械加工去除焊根。
c）先自动氩弧焊不加填充丝封底，然后自动氩弧焊加填充丝直接焊接。
采用此方法一般以工件固定进行横焊或全位置焊接。
1.6 接管与安全端对接焊同样采用镍基合金焊接材料,氩弧焊填充丝一般采用ERNiCr-3、ERNiCrFe-7，如Inconel 82、Inconel 52等，与隔离层堆焊材料类别相同。
J型坡口自动密封焊工艺研究
载荷试验结果表明：不同成孔方式、不同填料挤密处理后，复合地基承载力和模量均可满足工程与试验区设计要求，差异性不明显。
在设计荷载作用下，素土挤密桩单桩复合地基（沉管和预成孔）沉降量一般为3.380～5.940mm，灰土挤密桩单桩复合地基（沉管和预成孔）沉降量一般为5.790～7.14mm，刚性桩单桩复合地基沉降量一般为1.505～3.077mm，刚性桩单桩沉降量一般为0.597～1.194mm。
四、结论1.采用沉管挤密方法处理的A 区和B 区，质量明显好于采用采用预成孔夯扩挤密方法处理的C 区和D 区。
而在相同成孔工艺和相同夯实方法条件下，采用三七灰土填料处理的地基较采用素土填料处理的地基，均匀性好，离散性低。
2.桩间土的静力触探测试与桩体土的标准贯入测试指标综合比对表明，沉管成孔挤密的A 区处理效果最好，B 区次之，预钻孔成孔挤密的C 区最差。
3.钻孔抽芯结果表明，素混凝土刚性桩成桩桩长8.60m，满足设计要求。
桩体芯样绝大部分材质均匀，结构密实。
桩体局部灌注有缺陷，芯样混凝土不密实，存在较明显的蜂窝现象。
4.沉管挤密效果和成桩直径主要取决于成孔挤密作用，夯锤在桩孔填料夯实过程中的再挤扩作用不明显。
预成孔夯扩挤密效果和成桩直径主要取决于夯扩作用，与夯填质量控制、夯锤的夯击能量、桩孔周边土的工程性质差异等诸多因素有关，成桩直径可控性较差。
5.本试验地基处理的目的是消除湿陷性，降低压缩性，提高地基土的承载性能。
试验区检测表明，四种处理方案均可达到降低压缩性和提高承载力的效果，在满足工程设计要求的条件下有较大的安全性。
而沉管挤密在消除湿陷性、增大密实程度、提高桩间土挤密系数方面，效果更为明显，且稳定性、均匀性均优于预成孔夯扩挤密工艺，因此，建议本工程采用沉管挤密法施工。
◎王卓（作者单位：中交武汉港湾工程设计研究院有限公司）J型坡口自动密封焊工艺研究一、引言核反应堆压力容器制造过程中，半球形封头与RPV 控制棒驱动机构管座（CRDM ）相贯形成的空间曲线称为J 形坡口焊缝，由于J 形坡口的隔离层堆焊部分与密封焊部分所采用的焊接材料均为镍基合金，易产生热裂纹和再热裂纹。
反应堆压力容器J型坡口焊缝自动超声检测工艺研究和结果分析
反应堆压力容器J型坡口焊缝自动超声检测工艺研究和结果分析反应堆压力容器是核电站中至关重要的设备之一，其安全性直接关系到核电站的安全运行。
而压力容器的焊接质量则是影响其安全性的重要因素之一。
J型坡口焊缝是压力容器中常见的焊接接头类型，其焊缝的质量直接关系到整个压力容器的安全性。
对J型坡口焊缝进行自动超声检测工艺研究和结果分析具有重要的意义。
一、J型坡口焊缝自动超声检测工艺研究1. 超声检测原理超声检测是利用超声波在材料中的传播特性来检测材料内部缺陷的一种无损检测方法。
其原理是利用超声波在不同密度材料中的传播速度不同来检测材料内部的缺陷，如气孔、夹杂物、裂纹等。
2. J型坡口焊缝特点J型坡口焊缝是一种在压力容器制造中广泛采用的焊接形式，其特点是焊缝宽度较大、变形较大、结构复杂，因此在焊接过程中容易产生气孔、夹杂物、裂纹等缺陷。
3. 自动超声检测工艺研究针对J型坡口焊缝的特点，研究人员对自动超声检测工艺进行了深入研究。
首先针对焊缝的特点设计了适用于J型坡口焊缝的超声探头，其次对超声波的发射和接收进行了优化，并结合机器视觉系统对焊缝进行了精确定位。
利用成像处理技术对焊缝的超声波信号进行分析，并建立了自动超声检测系统，实现了对J型坡口焊缝的自动化检测。
二、结果分析1. 自动化检测系统性能评估经过一系列的工艺优化和系统建设，研究人员成功地建立了一套适用于J型坡口焊缝的自动超声检测系统。
该系统在实际生产中的应用效果显著，有效地提高了焊缝的检测效率和准确性，大大降低了人工检测的误判率，并且能够对焊缝的内部缺陷进行精确定位和分析。
2. 检测结果分析通过大量的实验数据分析发现，自动超声检测系统对J型坡口焊缝的检测精度高，能够有效地检出焊缝内部的缺陷，对焊缝的内部结构进行清晰的成像，能够发现并分析焊缝的缺陷类型、大小和位置。
该系统的建立对于提高J型坡口焊缝的质量，保障压力容器的安全运行具有重要意义。
三代核电反应堆压力容器结构对比
三代核电反应堆压力容器结构对比通过对国外核电技术的引进、消化和创新，我国核电已经走上了蓬勃发展的道路，目前我国主要建造的核电厂以三代核电为主。
主要分为CAP1000、AP1000和华龙一号等堆型，而其中反应堆压力容器是安置核反应堆并承受巨大运行压力的密闭主容器。
文章对比了以上几种堆型的反应堆压力容器结构特点，并分析了其中的优缺点。
标签：压力容器；AP1000；华龙一号1 概述我国的核电技术路线是在上世纪80年代确定走引进、消化、研发、创新的道路的。
经过20余年的努力，通过对引进的二代法国压水堆技术的消化吸收，取得了巨大的技术进步，实现了60万千瓦压水堆核电厂的设计能力。
21世纪初，我国又引进了目前世界上最先进的三代核电技术AP1000，并买断了西屋关于AP1000的技术资料，为形成具有自主知识产权的核电技术创造了条件。
目前我国在建和已经运行的堆型主要是AP1000、CAP1400和华龙一号。
AP1000是美国西屋公司研发的一种先进的“非能动型压水堆核电技术”；而CAP1400是国家核电技术公司吸收消化AP1000技術创新开发出的更大功率的非能动大型先进压水堆核电机组；华龙一号是我国吸收和创新最先进核电技术的产物，目前主要有两种分别是中核集团和中广核集团自主研发的具有完整自主知识产权的先进压水堆核电技术ACP1000和ACPR1000+。
ACP1000是中核集团在CP1000的基础上吸收AP1000核电技术研制的。
ACPR1000+是中广核在推进CPR1000核电技术的同时研发出来的。
反应堆压力容器是安置核反应堆并承受巨大运行压力的密闭容器，也称反应堆压力壳。
本文通过对比以上四种三代核电堆型反应堆压力容器的结构差异，为以后三代乃至四代核电反应堆压力容器设计提供充足的数据支持。
2 结构参数对比2.1 设计总参数如表1为四种堆型的反应堆压力容器的设计总参数，从表中看出，相比于AP1000和CAP1000，华龙一号采用了更高的水压试验压力，体现了更高的安全性，同时采用12根堆测接管以便于放置更多的测量设备来监测反应堆的运行。
反应堆压力容器J型坡口焊缝自动超声检测工艺研究和结果分析
反应堆压力容器J型坡口焊缝自动超声检测工艺研究和结果分析【摘要】本文针对反应堆压力容器J型坡口焊缝的自动超声检测工艺进行了研究和结果分析。
首先介绍了超声检测技术的概述，然后分析了J型坡口焊缝的特点。
在此基础上，设计了适用于该焊缝的自动超声检测工艺，并进行了实验结果分析。
通过对影响因素的讨论，得出了相应结论。
研究成果总结显示该工艺具有一定的可行性和有效性，但仍存在一些问题需要进一步完善。
展望未来工作，则是继续深化研究，提高检测精度和效率，以满足日益严格的安全要求。
本研究为提高反应堆压力容器焊缝检测的技术水平提供了重要的参考和指导。
【关键词】反应堆压力容器、J型坡口焊缝、超声检测技术、自动检测工艺、实验结果、影响因素、研究成果、未来工作。
1. 引言1.1 背景介绍反应堆压力容器是核电站中重要的核设备之一，其安全性对核电站的正常运行和人员的生命安全都至关重要。
为了保证反应堆压力容器的安全运行，对其进行定期的检测和监测是必不可少的。
而J型坡口焊缝作为反应堆压力容器中的重要部件，其焊接质量直接影响着整个容器的安全性能。
本文旨在研究反应堆压力容器J型坡口焊缝自动超声检测工艺，为提高检测效率和准确性，保障反应堆压力容器的安全运行提供技术支持。
通过探索超声检测技术在J型坡口焊缝中的应用特点，设计相应的自动检测工艺，并分析实验结果和影响因素，最终总结研究成果，展望未来工作的方向。
1.2 研究目的研究目的是为了探究反应堆压力容器J型坡口焊缝自动超声检测工艺的可行性和有效性，以提高焊缝的质量和可靠性。
通过本研究，我们希望能够解决目前J型坡口焊缝超声检测中存在的问题和挑战，进一步完善自动化检测工艺，提高检测效率和准确度。
我们还希望通过实验结果的分析和总结，为后续的相关研究工作提供参考和借鉴，为反应堆压力容器的安全运行和维护提供技术支持。
通过对J型坡口焊缝自动超声检测工艺的研究和优化，我们能够为核电行业的发展和安全保障做出积极贡献，确保反应堆的运行稳定和可靠性。
“华龙一号”反应堆压力容器关键焊接技术
“华龙一号”反应堆压力容器关键焊接技术邹国伟,王伟波（中广核工程有限公司，广东深圳518124）摘要：核反应堆压力容器是核电站唯一不可更换的核心设备，承受高温、高压、强辐射，设计标准规格高、制造工艺难度大、质量控制要求严，而关键焊接技术直接影响设备的质量及制造进度，不仅与核电站建设、运营的经济效益息息相关，更是核安全的基石，甚至影响国家安全。
通过对“华龙一号”RPV 关键焊接技术的特点及典型质量问题的分析，对焊接工艺、技术的研究，优化以及工程实践，显著提升了“华龙一号”RPV 的焊接质量，同时大幅缩短制造工期、节约工程成本，对后续“华龙”RPV 的制造提供了宝贵的技术积累和工程经验。
关键词：华龙一号；反应堆压力容器；焊接技术；工艺优化；质量中图分类号：TG40文献标志码：C 文章编号：1001-2303（2020）12-0065-09DOI ：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.12.14本文参考文献引用格式：邹国伟，王伟波.“华龙一号”反应堆压力容器关键焊接技术[J].电焊机，2020，50（12）：65-73.收稿日期:2020-08-15作者简介:邹国伟（1982—），男，本科，工程师，主要从事核电及特种设备焊接的研究。
E-mail ：*******************。
0前言核电是人类迄今为止设计的最为复杂的能源系统，它利用核聚变或核裂变产生的巨大能量进行发电，是目前已知最清洁、最高效的能源。
核电站主要堆型有石墨堆、压水堆、重水堆、沸水堆，快中子堆、高温气冷堆、钠冷堆等核裂变反应堆以及被称作“人造太阳”的核聚变反应堆。
目前，世界主要建设的民用商业核电站堆型开始由二代加（以法国压水堆CPR1000为代表）发展为三代核电技术，在建机组最多的是中国的“华龙一号”（HPR1000）以及美国的AP1000堆型。
世界核电主流堆型概况如图1所示。
核电设备质量是核电厂安全的基础。
热丝TIG窄间隙系统的组成
热丝TIG窄间隙系统的组成摘要：本文对核电压力容器制造过程中使用的热丝TIG窄间隙焊接系统的各个部分进行了介绍。
单台套热丝TIG窄间隙焊接系统主要包括热丝TIG焊接电源、热丝TIG窄间隙焊枪、行走机构、水冷系统、供气系统、送丝系统、集中控制系统及各种接口电路等。
关键词：核电；热丝TIG；窄间隙焊1 引言在核电压力容器制造过程中，涉及到大量的深窄坡口需要使用热丝TIG窄间隙焊接系统，单台套热丝TIG窄间隙焊接系统主要包括热丝TIG焊接电源、热丝TIG窄间隙焊枪、行走机构、水冷系统、供气系统、送丝系统、集中控制系统及各种接口电路等。
2 热丝TIG焊接电源热丝TIG焊接电源是TIG焊接电源和热丝电源的总称，可以是分体式，也可以是集成式。
当前窄间隙TIG焊接系统作为自动化TIG焊接设备的技术典型，焊接电源一般采用高端全数字逆变式焊接电源，要求焊接电流暂载率可达300A@100%，热丝电流暂载率可达100A@100%。
焊接电源与热丝电源之间要有相关控制，例如焊接电流脉冲协同、焊接电源故障协同等，同理，热丝电源也要把焊丝状态检测、故障报警等于焊接电源进行协同，焊接电源和热丝电源的通讯采用数字信号较好。
目前，国内外能够满足焊接电流和热丝电流的电源生产厂家有许多，可以通过采购或专机定制的形式进行引进。
但是，焊接电源和热丝电源在焊接时的相关控制需要进行调研和研究，以便实现焊接电流和热丝电流的最佳匹配，实现稳定的焊接。
3 热丝TIG窄间隙焊枪热丝TIG窄间隙焊枪的厚度一般小于9mm，根据坡口的深度确定窄间隙焊枪的有效焊接深度，焊枪整体进行水冷以防止焊枪受热变形；焊枪表面进行绝缘处理以防止焊枪与工件接触短路损坏焊枪；焊枪具备钨极角摆和送丝角摆功能，可进行钨极静止-送丝静止、同步角摆、钨极角摆-送丝静止等控制，须考虑在同步摇动焊接过程中送丝的速度变化。
热丝TIG窄间隙焊枪上的相关水、电、气的连接需要使用快速插头。
4 行走机构行走机构是指能够提供焊接速度的机构，一般有直线行走机构和圆周行走机构，采用步进电机或交流伺服电机驱动。
核电站压力容器焊接技术解析
核电站压力容器焊接技术上海锅炉厂有限公司邵建明倪国良2005.3核电站压力容器焊接技术1.简介1.1 世界核电发展的历史和现状世界上第一座核电站于1954年在前苏联建成，并以此标志着核能发电开始了商用化的发展历程。
自上世纪50年代以来，美国、前苏联、英国、法国、加拿大、德国、日本等发达国家建造了大量核电站。
特别是上世纪70年代，核能发电经历了快速的发展，到目前为止，核能发电已占全球总发电量的17%左右。
根据2002年12月底的统计，全球核电机组数为577台，总容量为435458MW，其中运行机组为444台，在建机组50台，退役机组83台。
核电运行机组容量前十位的国家分别为美国、法国、日本、德国、俄罗斯、加拿大、韩国、英国、乌克兰和瑞典，部分国家如法国、比利时等，其核能发电比例已占其总发电份额的50%以上。
在发达国家，核电已有几十年的发展历史。
作为一种成熟的能源，核电曾在两次世界能源危机后，为解决能源供应、保障能源安全发挥了重要的作用。
1.2 我国核电的起步和发展1985年我国正式开工建设第一座核电站——秦山核电站，1991年秦山核电站1×300MW机组建成投产。
1994年引进法国技术的大亚湾核电站2×900MW压水堆机组投入商业运行。
2000年，以秦山一期电站为基础，经过改进优化出口巴基斯坦的300MW机组建成投产，使我国成为世界上少数几个能够出口核电站的国家。
目前包括秦山二期核电厂1号和2号机组、岭澳核电厂2台机组、秦山三期核电厂2台机组也已经相继投入商业运行，尚有江苏田湾核电厂2台机组在建。
已运行核电装机容量到现在为止仅占我国总的电力装机容量2%左右，到2005年11台机组投运后，核电装机容量为870万KW，在电力结构中的比例也仅占2.6%左右；中国核电发展20年来，尽管取得了很大的成绩，但在总体发展规划以及技术路线的确立方面走了一条曲折的道路，以至于在设计自主化和设备制造国产化方面均未取得突破性的进展，这对于拥有较雄厚的核工业、电力工业和制造工业基础，拥有较强的核工程研发力量的中国来说，这种发展现状应该说是不理想的。
核电站核岛压力容器焊接工艺：堆内构件吊篮筒体的焊接
核电站核岛压力容器焊接工艺：堆内构件吊篮筒体的焊接1. 600MW和1000MW堆内构件吊篮筒体由304L超低碳不锈钢焊接而成。
吊篮直径约Φ4000mm，高约8000mm，壁厚约50mm,下堆芯支承板厚约400mm。
吊篮筒体分上、中、下三节以及上堆芯支承(上法兰)和下堆芯支承板。
吊篮上、中、下筒节纵缝焊接采用埋弧焊,焊丝ER308L, Φ4.0mm。
焊剂OK Flux1016。
卷板前，纵缝内侧开V形坡口,外侧开小V形坡口,中间留钝边约20mm，卷板成形后,在筒节外侧先用手工电弧焊进行断续定位焊，然后在内侧用埋弧焊进行半填充焊，接着在筒节外侧用机械方法加工坡口后进行另一半填充焊。
最后将筒节内外侧焊缝全部焊满。
焊后将筒节进行400℃±20℃，保温12～20 h的尺寸稳定化热处理。
2. 整个筒体共有四条环缝，上筒节与上堆芯支承(上法兰)以及中下筒节之间采用埋弧焊，环缝焊接前开双U形不对称坡口,内、外坡口以一定厚度交替焊接，直至焊满。
焊后同样进行400℃±20℃的尺寸稳定化热处理。
3. 吊篮筒体上筒节与中下筒节以及下筒节与下堆芯支承板的两条环缝采用热丝TIG焊焊接。
热丝TIG焊具有熔敷效率高、热输人量小、稀释率低以及产品焊接变形小等特点。
上筒节与中、下筒节之间的焊缝为双U形坡口,而下筒节与下堆芯支承板之间的焊缝为外侧单U形坡口。
筒节组装后用手工钨极氩弧焊进行定位焊。
装配好的筒体置于转台上，由两名焊工在对称位置同时进行横向同步焊接。
焊接转台应适宜于在低速状态下运转，能达到每分钟200mm的要求。
热丝1TIG焊焊丝选用ER308L、Φl.2mm。
保护气体为（25%Ar＋75%He）混合气体电源为下降特性，直流正接。
对筒节与筒节之间的双U形坡口，由焊工在内、外侧交替焊接,以控制变形。
焊后不再进行热处理。
4. 实际施焊结果表明，热丝TIG焊后，焊接收缩量和焊后平行度均能控制在质量指标范围内。
核反应堆压力容器主要焊接方法
核反应堆压力容器主要焊接方法汇报人：2024-01-09•核反应堆压力容器焊接的重要性•核反应堆压力容器的主要焊接方法目录•焊接方法的比较与选择•焊接工艺参数对焊接质量的影响•焊接缺陷及其控制措施01核反应堆压力容器焊接的重要性焊接是连接核反应堆压力容器各部分的主要手段，确保容器的整体性和稳定性。
结构连接密封性要求耐腐蚀性焊接过程中需要保证容器的高密封性，防止放射性物质泄漏。
焊接接头需具备与母材相当的耐腐蚀性能，以确保容器的长期稳定运行。
030201焊接在核反应堆压力容器中的角色焊接质量直接关系到核反应堆压力容器的安全性能，任何焊接缺陷都可能引发严重事故。
安全性能焊接质量影响容器的运行效率，良好的焊接质量有助于降低能耗和维护成本。
运行效率焊接质量决定了核反应堆压力容器的使用寿命，高质量的焊接能够延长容器服役时间。
使用寿命焊接质量对核反应堆压力容器的影响焊接在核反应堆压力容器制造过程中的重要性关键工艺焊接是核反应堆压力容器制造的关键工艺之一，对容器的性能和安全性至关重要。
质量控制焊接是质量控制的重要环节，需通过严格的质量检测和评估确保符合标准要求。
成本控制焊接工艺的选择和实施直接影响制造成本，优化焊接工艺有助于降低生产成本。
02核反应堆压力容器的主要焊接方法钨极惰性气体保护焊（TIG）是一种常用的焊接方法，适用于各种金属材料的焊接，包括不锈钢、镍基合金等。
TIG焊接过程中，使用钨电极作为电弧的导电部分，并通过惰性气体（如氩气）保护焊接区域，避免空气中的氧气和氮气对焊接质量的影响。
TIG焊接具有较高的焊接质量和较广的焊接材料适应性，但焊接速度较慢，生产效率相对较低。
钨极惰性气体保护焊熔化极气体保护焊（MIG）是一种高效的焊接方法，适用于大量金属材料的焊接，如碳钢、不锈钢、铝等。
在MIG焊接过程中，焊丝在送入焊接区域时被加热熔化，同时受到惰性气体或活性气体的保护，以防止空气中的氧气和氮气对焊接质量的影响。
核电站核岛压力容器焊接工艺：反应堆压力容器的焊接
核电站核岛压力容器焊接工艺：反应堆压力容器的焊接1 反应堆压力容器焊接基本要求1.1 核容器的焊接必须遵循国际通用的规范和标准，如美国ASME规范第三卷核动力装置与设备、第五卷无损检验、第九卷焊接评定以及法国有关压水堆核电站设备设计与建造规范, 即RCCM-M等标准。
1.2核容器的焊接必须按照核安全法规的要求，建立设备制造质量保证体系,实施严格的质量管理和控制。
如HAF601民用核承压设备安全监督管理规定；HAF602民用核承压设备无损检验人员培训、考核和取证管理办法；以及HAF603民用核承压设备焊工及焊接操作工培训、考核和取证管理办法。
1.3每一项焊接新技术的应用必须通过有关部门组织的技术鉴定，并在取得较成熟的经验后才能投入生产使用。
此外,对于关键的焊接工艺，生产前必须进行焊接工艺评定，只有在完全达到设计技术指标要求后，才能正式投入生产制造。
同时对焊工或焊接操作工的技能也必须进行考核，未经资质评定合格的焊工不得参与焊接操作。
1.4重要部件的焊接必须设置焊接见证件。
见证件分为产品见证件和在役监督试件。
产品见证件必须具有所代表产品相应的化学成分范围、相类似的锻造比、相同的热处理制度，并且与产品一样经受制造和焊接中的各种热循环，然后按产品的技术要求进行考核。
在役监督试件取自产品见证件，在反应堆内经受与产品同样的辐照检验，作为考核反应堆压力容器继续运行的质量保证依据。
2 反应堆压力容器的焊接2.1 概述a）核反应堆压力容器由两部分组成：顶盖组合件由上封头和顶盖法兰焊接而成；筒件组合件则由下封头、过渡段、堆芯筒身、接管段筒体、容器法兰和进出水接管焊接而成。
b）反应堆压力容器内表面均堆焊超低碳不锈钢。
上封头装有驱动管座。
驱动管座开孔周围局部堆焊镍基合金。
在接管段筒体的开孔部位焊接进出水接管,接管端部则与不锈钢安全段连接。
在下封头内壁径向支承块焊接区域和中子通量孔周围局部堆焊镍基合金，随后焊接径向支承块和中间通量管座。
核电压力容器J型坡口自动焊接
第 ２期
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Ｅ ｅ ｔ ｃ Ｗ ｅ ｄｎ ｃ ｉ ｅ ｌ ｃｒ ｌ ｉ ｇ Ｍａ ｈ ｎ ｉ
２ １ ０ ０年 ２月
Ｖｏ ． ｏ ２ １ ０ ４ Ｎ ． Ｆ ｂ２ １ ｅ ｌ ．０ ０
核 电 办容器 压 Ｊ型坡 口 自动辉 接
李 汉 宏
（ 山开元机 器人 系统有限公 司 ， 唐 河北 唐 山 ０ ３ ２ ） ６００
ｂ ｔ ｅ ｎｅ ｎ ｕ ｌｔ ａ ｄ ｗ ｉｈ ｂ ｉ ， ｄｆ ， ｐ ｒ ｔ ｏ ｌ ｘ ｔａ ｅ ｉ ｇ ｔ ｃ ｙ ｍｕ ｔ ａ ｌ ｏ ｒｌｓ ｓｅ Ｔ ｏｖ ｈ ｅｄ ｎ ｅｗｅ ｎ ｉ ｌｔａ ｄ ｏ ｔ ， ｎ ｈ ｃ ｕ ｌ ｍｏ ｉ ｏ ｅ ａｅ ｃ ｍｐ ｅ ｒ ｖ ｌ ｒ ｋ ｂ ｌ — ｘｅ ｃ ｍｔｏ ｙ ｔｍ． ｏ ｓ ｌｅ ｔ ｅ ｗ ｌ ｉ ｇ ｅ ｄ ｙ ｎ ａ ｉ
（） ｅ ｎ ｌ６ ０镍基 合 金 钢等 工 件材 料 的 焊接 和气 ４Ｉ ｏ ｅ ９ ｎ
体保 护 。 合用 户 的需 求及 多 年来 的实践 经 验 ， 结 唐
山 开 元 机 器 人 系 统 有 限 公 司 与 日本 日立 公 司 共 同
核反应 堆 压力容 器 是核 电 的核心设 备 ， 内部 其 填装有放射性材料 Ｕ ３ ， ２ ５ 在核裂变中发 出大量热 量 ， 容 器在 工 作过 程 中承受 高 温 、 压 和 中子 辐 照 ， 高 工 作条件 恶劣 。 容器 进 出 口接 管与主管 道相连接 部位 ，
前 建造 ３ ０个核反 应堆 ， 核 电站 的总装机容 量提 高 将
到 ４００万 ｋ 核 电工 业的高速发 展带动 了相关制 ０ Ｗ。 造业 的发展 ， 同时也对这些 行业提 出了新 的要 求 ， 特 别 是焊接设 备 制造行 业 ， 需要 开 发一 大批 特种 焊接 设备 ， 来满 足特 殊材 料 、 特殊 坡 口形式 、 殊位 置 的 特 工件 焊接 。
核电压力容器J型坡口自动焊接
核电压力容器J型坡口自动焊接
李汉宏
【期刊名称】《电焊机》
【年(卷),期】2010(040)002
【摘要】核反应堆压力容器进出口接管与主管道相连接部位的坡口形式为J形,且与球面相交,进出口接管间距小,要求焊后变形小,焊接难度较大.针对以上问题,开发了J型坡口自动焊接机,通过精巧结构的设计解决空间狭小的问题;通过多轴控制系统解决了复杂行走轨迹的生成、修正和简单化操作问题;通过合理的焊接方法和夹具的水冷结构,解决了焊接变形问题;通过双层保护气体的设计,解决了焊缝保护的问题.经实际焊接确认,该设备满足实际生产需要,填补了国内此类设备的空白.
【总页数】4页(P84-87)
【作者】李汉宏
【作者单位】唐山开元机器人系统有限公司,河北,唐山,063020
【正文语种】中文
【中图分类】TG441
【相关文献】
1.筒体内侧坡口自动GMAW外侧坡口SAW焊接工艺 [J], 谢彦武;万丙义;刘铁;屠文枫
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4.反应堆压力容器J型坡口焊缝自动超声检测工艺研究和结果分析 [J], 周毅
5.反应堆压力容器J形坡口焊接接头区控制棒驱动机构管座裂纹的应力强度因子[J], 顾正军;王国珍;轩福贞;涂善东;刘长军
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图 6 焊枪轨迹的修正
入示教后的焊接轨迹开始位置的移动量(直径方向 位置，上下位置）就可以改变整个轨迹的直径和上 下位置(不改变轨迹形状)，提高工作效率。对挪动后 的焊接轨迹也可以用示教功能修正。
3 焊接气体保护及焊接方式
(1)Inconel 690 镍基合金钢等材料焊接时，焊
缝极易氧化，焊接装置的气体保护尤为重要。为此， 焊接机头的焊枪部位设置了两层保护，第一层在 TIG 焊枪内部由喷嘴处喷出，第二层设置在焊枪外 部的二次密封罩处，焊接时双层气体保护，使焊缝 处于严密的气体保护中，且不会出现紊流。
Electric Welding Machine ·87·
4 工作过程
(1)将焊接装置吊放到工件直管上，以气动夹紧 机构(水冷结构)进行定位。
(2)将工件外形尺寸参数和相对位置参数预置 到控制系统中，生成焊接轨迹和焊枪动作。
(3)操作焊接装置的焊接机头到第一道焊缝的 起始位置，焊接开始前对焊接轨迹进行示教确认。
(4)自动焊接第一道焊缝，焊接一周结束(在程 序上设定原点起焊、搭接收弧逻辑顺序功能，焊接 同时工件管座内充水冷却)。
48 mm；坡口下部宽度 10～25 mm；CRDM 管座轴线 与封头间最小角度 46°；管座内孔最小直径 φ 60 mm； 管座露出封头内壁高度 70～363 mm；管座之间间距 最小距离 140 mm。
2 焊接装置结构
此设备由 1 台控制系统、1 台遥控器、1 台 TIG 焊接电源、1 台焊接机头、1 台冷却水循环装置和 1 套电缆·软管类组成。
2．1 设备系统构成
设备系统构成如图 3 所示。
图1 反应堆压力容器 CRDM 管座与封头结构示意
图 2 CRDM 管座与封头 J 型接头焊接示意
1．2 工件参数
适用管座外径 φ 50～φ 120 mm；坡口深度 10～
专
题
讨
论
︱ ︱
图 3 焊接装置系统结构
锅 炉
2．2 焊接控制系统
压
2．2．1 控制系统基本功能 控制系统基本功能如表 1 所示。
阶段输入焊枪轨迹及动作，可以使操作更加简化。 a． 自动生成焊枪轨迹。 将直角方向倾斜角、焊接直径、前进方向倾斜
角等参数输入控制系统，就能自动算出基本的 3 次 元轨迹。同时自动算出焊枪跟封头不干涉的角度。 如图 5 所示。
专
题
讨
论
︱ ︱
锅 炉
图 4 机头动作功能
压
(2)焊枪轨迹实现功能。
力
工件由于在半球形的端板上安装，不同的焊接
Electric Welding Machine ·85·
专题讨论
第 40 卷
焊接 3 次元形状的坡口时，不仅需要调整焊枪 的上下、左右(直径方向)位置，为避免与工件的干涉 还需要调整焊枪的角度。
机头具有如图 4 所示的动作功能，在焊接时实 现理想的焊枪姿势，另外，焊接设备还具有对应焊 枪倾斜的 AVC 调整滑座，在焊枪倾斜时也可以稳 定弧长，从而实现高质量的焊接。
力 容 器
2．2．2 控制系统专用功能
焊
(1)六轴控制系统。
接
表 1 控制系统基本功能
控制功能
控制对象
电源控制
电弧峰值电流，电弧基值电流
起弧方式
高频引弧
电弧电压控制 电弧电压定值控制(AVC 跟踪控制)
焊枪 3 次元动作控制
各轴合成控制
位置控制
16 点输入，控制对象包括：送丝速度、 电弧基值电流、电弧电压、焊接速度
核反应堆压力容器是核电的核心设备，其内部 填装有放射性材料 U235，在核裂变中发出大量热量， 容器在工作过程中承受高温、高压和中子辐照，工 作条件恶劣。容器进出口接管与主管道相连接部位，
收 稿 日 期 ：2010－01－11 作 者 简 介：李汉宏(1969—)，男，天津人，工程师，学士，主要从
事技术引入、消化、合作和开发的技术管理工作。
(2)为形成均等的焊缝，控制焊接变形，采用半 周双侧上坡焊的焊接方式。这种方式能够保障双侧
·86· Electric Welding Machine
专题讨论
李汉宏：核电压力容器 J 型坡口自动焊接
第2期
图 7 输入焊接开始位置的移动量就可以补正轨迹直径、高度
焊缝的热输入一致，加之定位夹具对工件的循环水 冷却作用，使焊接变形得到有效控制。半周焊接和 1 方向焊接的比较如图 8 所示。
·84· Electric Welding Machine
关系到整个核反应堆压力容器的安全，焊接坡口为 J 型，焊接质量要求高，而且要求焊后变形小，焊接 难度较大。J 型坡口焊机需要解决的问题：(1)焊枪 空间运行轨迹的自动生成及调整；(2)狭小空间的机 头结构设计和工件干涉避让；(3) 工件变形的控制； (4)Inconel 690 镍基合金钢等工件材料的焊接和气 体保护。结合用户的需求及多年来的实践经验，唐 山开元机器人系统有限公司与日本日立公司共同 开发了核电压力容器 J 型坡口自动焊接机。
题
LI Han-hong
讨 论
(Tangshan Kaiyuan Robot System Co．， Ltd．，Tangshan 063020，China)
︱ ︱
Abstract：The groove type for the joint of inlet／outlet pipe and main pipe of nuclear reactor pressure vessel is J type，which intersect
容 器
位置需要不同的焊枪轨迹和动作。控制系统由 3 个
焊
接
图 5 自动生成焊枪轨迹
b． 焊枪轨迹的修正。 受坡口加工时产出的误差和焊接时变形的影 响，计算轨迹与实际需要的轨迹是不同的，所以必 须修正在 a 项中生成的焊枪轨迹(即示教)。示教时， 机头会每次停止在设定的角度，在该位置需要修正 就调整焊枪位置，并确认输入到控制系统。在一周范 围内进行示教确认后，即可得到实际需要的焊接轨 迹，实施焊接。焊枪轨迹的修正如图 6 所示。 c． 焊枪轨迹平移挪动功能。 此设备为减少焊接轨迹的修正工作，设有焊枪 轨迹挪动功能。其示意如图 7 所示。此功能是：输
关键词：J 型坡口；多轴控制系统；焊接变形控制
中图分类号：TG441
文献标识码：B
文章编号：10 01－2303(2010)02－0084－04
专
Байду номын сангаас
Research on automatic welding of J type grovve for nuclear reactor pressure vessel
1 设备工作对象
核电压力容器 J 型坡口自动焊接机主要应用 于 600 MW 级、1 000 MW 级和第三代核电站核岛 主设备压力容器顶盖上 CRDM 管座与封头 J 型接 头的镍基合金焊接。
专题讨论
李汉宏：核电压力容器 J 型坡口自动焊接
第2期
1．1 工件材料
工件材料：低合金钢、不锈钢和 Inconel 690 镍 基合金钢等；焊丝材质：ERNiCrFe－7 或 ERNiCrFe－ 7A；工件示意如图 1、图 2 所示。
锅
the spherical surface．And the space between inputlet and outlet is small，welding distortion is small required，so welding become more
炉
difficult．Aim at the question，J type groove welding machine was designed with ingenions structure to overcome the small space
接
0 前言
随着新型能源战略的推进，中国计划在 2020 年 前建造 30 个核反应堆，将核电站的总装机容量提高 到 4 000 万 kW。核电工业的高速发展带动了相关制 造业的发展，同时也对这些行业提出了新的要求，特 别是焊接设备制造行业，需要开发一大批特种焊接 设备，来满足特殊材料、特殊坡口形式、特殊位置的 工件焊接。
接管间距小，要求焊后变形小，焊接难度较大。针对以上问题，开发了 J 型坡口自动焊接机，通过精巧结
构的设计解决空间狭小的问题；通过多轴控制系统解决了复杂行走轨迹的生成、修正和简单化操作问
题；通过合理的焊接方法和夹具的水冷结构，解决了焊接变形问题；通过双层保护气体的设计，解决了
焊缝保护的问题。经实际焊接确认，该设备满足实际生产需要，填补了国内此类设备的空白。
焊接条件个数
50 个
其他控制 供应气体
机头移动速度、AVC 电压、送丝速度 配套保护气体流量调整阀(1 次保护 盒二次保护)
焊接参数保存功能 焊接参数打印功能
USB 存储 Windows 软件
保护焊枪功能
检测气体压力、检测冷却水流量、检测 电极耗损
额定输入
380±10％ V，3 相，50／60 Hz，1 kVA
压
between inlet and outlet，and which build，modify，operate complex traveling track by multi-axle comtrol system．To solve the welding
力
distortion with suitable welding methods and the jig structure of water cooling unit，and solve the welding seam's protection with
容
double shielded gases．The experiment shows that the machine meets the manufacturing，fills up the blank of the country．