核电工程焊接培训教材

2）钢材的焊接性能
• 碳钢的焊接工艺特点 含碳量及其它合金元素低，且都是优质碳素钢，对有害元 素的含量控制的严格，焊接性能比其它类型的钢好。 • 焊接具有以下特点： ① 可装配成各种不同接头，适应各种不同位置施焊，且焊接 工艺和操作技术比较简单，容易掌握； ② 焊前一般不需预热。但对核岛安装工程焊接接头有一定的 技术要求和质保要求，核电站设计要按40年运行，考虑到 焊接接头承受各种应力（机械热应力，腐蚀应力）。
• 绝大部分电弧焊是以电极与工件之间燃烧的电弧 作为热源的。在形成接头时，可以采用也可以不 采用填充金属。所用的电极是在焊接过程中熔化 的焊丝时，叫做熔化极电弧焊，诸如焊条电弧焊 、埋弧焊、气体保护电弧焊、管状焊丝电弧焊等 ；所用的电极是在焊接过程中不熔化的碳棒或钨 棒时，叫做不熔化极电弧焊，诸如钨极氩弧焊， 等离子弧焊等。
• 不锈钢 秦山核电二期扩建工程常用不锈钢牌号（RCCM 1、2、3 级设备、管道）材料，比较常用的如：Z2CN18-10 、 Z2CND17-12
化学成分
化学成分（%） 材料牌号 C Si Mn P S Cr Ni Mo Cu 法国RCCM-M3304 备注
Z2CN18-10
0.030ຫໍສະໝຸດ 75• 焊条电弧焊 是手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法。焊条芯作 为电极和待焊试件之间产生电弧。
焊条电弧焊装置组成
• 埋弧焊 是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。
埋弧焊装置示意图
• 钨极氩弧焊 • 在惰性气体的保护下，利用钨电极与工件之间产 生的电弧热熔化母材和填充焊丝的焊接方法称钨 极惰性气体保护焊，英文简称TIG（手工氩弧焊 图片.doc）
③ 塑性好：焊缝产生裂纹和气孔的倾向小，可制造大型的构 件及受压容器。核电站用它来预制支架、贮罐、管道等； ④ 焊接电源：使用手工电弧焊时，需采用直流焊机，因为工 程中使用的均为碱性焊条；使用氩弧焊时，对焊接电源没 有特别要求，直流均可使用。 ⑤ 焊接熔池也可能受到空气中氧和氮的侵袭，使焊缝金属氧 化或氮化。焊缝中有氧化亚铁存在，可能引起热裂纹。但 核电工程选材问题上都特别重视选用优质碳素钢焊条，抗 裂性能好的耐碱性焊条。在技术上，采取较可靠的焊接方 法和工艺，从事建设的焊工都要严格的经培训取证才能上 岗。 ⑥ 焊接方法：对于低碳钢，几乎可采用的焊接方法，都能满 足性能的要求。在核岛安装工程中选用的焊接方法有：氩 弧焊接、手工电弧焊、氩电联合焊、CO2气体保护焊。
课程内容 • • • • • • • 1.焊接基础理论概述 2.核电常用焊接材料、金属材料 3.核电工程的焊接特点 4.核电站核岛一、二回路的焊接情况介绍 5.核电工程焊接管理 6.核电工程常用的无损检验方法和术语介绍 7.核行业NDT无损检测取证要求
1.焊接基础理论概述
1.1 什么是焊接？ 焊接是通过加热、加压，或两者并用，使两个分 离的物体产生原子（分子）间结合而连接成整体 的过程。焊接应用广泛，既可用于金属，也可用 于非金属。 1.2 什么是电弧焊？ 通过电来引弧并产生热量进行焊接的方法。 电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法。它包括焊 条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离 子弧焊、熔化极气体保护焊。
TIG焊原理示意图
• 熔化极气体保护焊（熔化极气体保护焊机.JPG） 熔化极气体保护焊是以可熔化的金属焊丝作电极， 并由气体作保护的电弧焊。
熔化极气体保护电弧焊示意图
1.3 焊接缺陷
焊接过程中产生的不符合标准要求的缺陷，称为 焊接缺陷。 焊接中对焊接接头质量的评定，是以焊接接头存 在缺陷的性质、尺寸、数量和对焊接接头使用安 全危害程度等作为依据的。因此，焊接缺陷的存 在，决定焊接接头质量的优劣。 常见的焊接缺陷有：裂纹、咬边、焊瘤、内凹、 未焊透、夹渣、气孔、过烧。(RT检验焊接缺陷 实例.doc)
奥氏体钢产生晶间腐蚀一般认为是由于晶粒边界形 成贫铬层造成的。其原因是在450~850℃温度下， 碳在奥氏体中扩散速度大于铬在奥氏体中的扩散 速度。当奥氏体中含碳量超过它在室温的溶解度 （0.02~0.03%）后，碳就不断向奥氏体晶粒边界 扩散，并和铬化合，析出碳化铬Cr23C6。但是铬 的原子半径大，扩散速度较来不及向边界扩散， 当晶界附近大量的铬和碳化合成碳化铬造成奥氏 体边界贫铬，当晶介附近的金属含铬量低于12% 时就失去抗腐蚀的能力。在晶间腐蚀介质的作用 下即产生晶间腐蚀。
2.核电常用焊接材料、金属材料 2.1、金属材料
1）秦山核电二期扩建机组安装常用的钢材 碳钢： P280GH、TU42C、A106Gr.B、20#、 16MnR、Q235B、Q235C、Q345C 不锈钢：Z2CN18-10、Z2CND17-12、Z2CND1812、304L、316L、00Cr19Ni10、 00Cr17Ni12Mo2
室温机械性能范围最小值 序号 材料牌号 拉伸强度 Rm Mpa 1 Z2CN18-10 490 屈服强度 Re Mpa 175 延伸率 % 45 GB 00Cr18Ni10 近似牌号
2
Z2CND17-12
490
175
45
GB 00Cr17Ni14
不锈钢焊接工艺特点 在不锈钢的焊接中，绝大部分为奥氏体不锈钢的焊接。奥 氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性、耐高温性和良好的焊接 性，如果焊材选用不当或者焊接工艺不正确也会产生下列 问题： 晶间腐蚀是18-8型奥氏体钢（如1Cr18Ni9）最危险的破坏 形式之一。室温下碳元素在奥氏体中的溶解度最小，约 0.02~0.03%，而一般不锈钢中含碳量均超过0.02~0.03， 因此只能在淬火状态下使碳固溶在奥氏体中，从而保证钢 材具有较高的化学稳定性。但是这种淬火状态的奥氏体钢 当加热到450~850℃或在该温度下长期使用时，就会在腐 蚀介质中产生晶间腐蚀。
2
0.04
0.03
17-20
9-12
1.0
近似TP ASTM
00Cr18Ni10 GB
Z2CND17-12
0.03
0.75
2
0.04
0.03
16-19
10-14
2.252.75
法国RCCM-M3304 近似TP ASTM 00Cr17Ni14Mo2 GB
机械性能（核电还要求有特定的常温、低温冲击值）