核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法，其步驟為：選用非熔化極惰性氣體保護自動焊對嵌有填充環(huán)的控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座進行焊接，并將焊接過程自起弧開始分為兩段進行；兩段焊接分別采用不同的焊接工藝參數，且第二段的焊接熱輸入大于第一段的焊接熱輸入。與現有技術相比，本發(fā)明采用分段焊接方法對控制棒驅動機構耐壓殼與反應堆壓力容器頂蓋管座進行焊接，由于第二段的焊接熱輸入大于第一段的焊接熱輸入，因此明顯減少了焊縫的起弧與收弧的搭接部位產生部分焊縫寬度變窄的情況，從而有效地保證了焊縫寬度及焊接質量。
【專利說明】核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及壓水堆核電站控制棒驅動機構的焊接，更具體地說，本發(fā)明涉及一種控制棒驅動機構耐壓殼與反應堆壓力容器頂蓋管座的焊接方法。
【背景技術】
[0002]壓水堆核電站控制棒驅動機構(簡稱CRDM)是反應堆控制和保護系統(tǒng)極為重要的伺服機構，它所驅動的控制棒組件是調節(jié)快速反應性變化的重要部件。CRDM安裝在反應堆壓力容器(簡稱RPV)頂蓋管座上面，它的耐壓殼部件由端塞、棒行程套管和密封殼三個部分組成；其中，耐壓殼部件是反應堆主冷卻劑系統(tǒng)壓力邊界的一部分，必須能承受高溫高壓以保證反應堆壓力邊界的完整性，確保無任何冷卻劑的泄漏。
[0003]在現有技術中，CRDM耐壓殼與RPV頂蓋管座的焊接是采用帶有填充環(huán)的惰性氣體保護脈沖自動焊，在核島現場安裝完成的。填充環(huán)的樣式為梯形、L形、Y形，焊接過程為:將填充環(huán)嵌入CRDM耐壓殼與RPV頂蓋管座之間的坡口中并點焊牢固，隨后采用專門設計的自動焊機焊接一周，形成環(huán)形焊縫而完成焊接。但是，由于焊接參數在整個自動焊過程中并無變化，因此經常導致在焊縫的起弧與收弧的搭接部位產生部分焊縫寬度變窄的情況，嚴重時會影響焊縫的質量甚至造成缺陷而使焊縫返修。
[0004]有鑒于此，確有必要提供一種能夠改善焊縫質量的核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于:提供一種能夠改善焊縫質量的核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法，以降低焊縫搭接處的收窄傾向，提高焊縫的合格率。
[0006]為了實現上述目的，本發(fā)明提供了一種核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法，其步驟為:選用非熔化極惰性氣體保護自動焊對嵌有填充環(huán)的控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座進行焊接，并將焊接過程自起弧開始分為兩段進行；兩段焊接分別采用不同的焊接工藝參數，且第二段的焊接熱輸入大于第一段的焊接熱輸入。
[0007]作為本發(fā)明核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法的一種改進，所述第一段焊接的峰值電流為125?132A，基值電流為68A，電壓為9.6V ;第二段焊接的峰值電流為133?140A，基值電流為70A，電壓為9.7V。
[0008]作為本發(fā)明核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法的一種改進，所述第一段焊接的區(qū)間為自起弧開始的0°?352°，第二段焊接的區(qū)間為352°?360°。
[0009]作為本發(fā)明核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法的一種改進，所述非熔化極惰性氣體保護自動焊采用純度為99.997%?99.999 %的高純氬作為保護氣。
[0010]作為本發(fā)明核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法的一種改進，焊接前的操作步驟為:首先將填充環(huán)點焊在控制棒驅動機構的耐壓殼上，然后將控制棒驅動機構耐壓殼安裝至壓力容器頂蓋管座上并旋緊螺紋。
[0011]作為本發(fā)明核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法的一種改進，所述填充環(huán)為梯形、L形或Y形。
[0012]作為本發(fā)明核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法的一種改進，在焊接整周后，將焊接電流衰減至焊接過程結束并收弧。
[0013]與現有技術相比，本發(fā)明采用分段焊接方法對控制棒驅動機構耐壓殼與反應堆壓力容器頂蓋管座進行焊接，由于第二段的焊接熱輸入大于第一段的焊接熱輸入，因此明顯減少了焊縫的起弧與收弧的搭接部位產生部分焊縫寬度變窄的情況，從而有效地保證了焊縫寬度及焊接質量；另外，本發(fā)明的實現不需要添加任何額外的焊接設備，而是只需對現有焊接程序做少量修改即可，因此實施過程非常簡單，并因為焊縫合格率的提高而極大地降低了焊接成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法及其有益效果進行詳細說明。
[0015]圖1為核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座進行安裝焊接的結構示意圖。
[0016]圖2為核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋安裝焊接處(即圖1中A部分)的放大圖。
[0017]圖3為本發(fā)明核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法的分段控制示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及其有益技術效果更加清晰，以下結合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的【具體實施方式】僅僅是為了解釋本發(fā)明，并非為了限定本發(fā)明。
[0019]請參閱圖1至圖3，本發(fā)明核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法包括以下步驟:
[0020]I)將已點焊上Y形填充環(huán)10的CRDM耐壓殼12 (內螺紋)安裝至RPV頂蓋管座14(外螺紋)上并旋緊螺紋；在不同的實施方式中，所述填充環(huán)10還可以為梯形、L形等不同形狀；
[0021]2)選用非熔化極惰性氣體保護自動焊，保護氣采用純度為99.997%?99.999%的高純氬；調整好焊機及鎢極位置并預先充氬進行保護后開始焊接，焊接過程分為兩段以達到對焊接熱輸入分段控制的效果:第一段焊接區(qū)間20為自起弧開始的0°?352°，該區(qū)間采用峰值電流125-132A、基值電流68A、電壓9.6V進行焊接；第二段區(qū)間22為352°?360°，該區(qū)間則將電流設為133-140A、基值電流設為70A、電壓設為9.7V ；
[0022]3)在焊接整周(360° )后，將焊接電流衰減至焊接過程結束并收弧。
[0023]請參閱表1，本發(fā)明通過9個采用不同參數的實施例對焊接效果進行了驗證。
[0024]表1、本發(fā)明實施例及對比例的焊縫寬度實驗結果
[0025]
【權利要求】
1.一種核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法，其特征在于:選用非熔化極惰性氣體保護自動焊對嵌有填充環(huán)的控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座進行焊接，并將焊接過程自起弧開始分為兩段進行；兩段焊接分別采用不同的焊接工藝參數，且第二段的焊接熱輸入大于第一段的焊接熱輸入。
2.根據權利要求1所述的核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法，其特征在于:所述第一段焊接的峰值電流為125?132A，基值電流為68A，電壓為9.6V ;第二段焊接的峰值電流為133?140A，基值電流為70A，電壓為9.7V。
3.根據權利要求2所述的核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法，其特征在于:所述第一段焊接的區(qū)間為自起弧開始的0°?352°，第二段焊接的區(qū)間為352° ?360°。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法，其特征在于:所述非熔化極惰性氣體保護自動焊采用純度為99.997%?99.999%的高純氬作為保護氣。
5.根據權利要求1至3中任一項所述的核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法，其特征在于:焊接前的操作步驟為:將填充環(huán)點焊在控制棒驅動機構的耐壓殼上，然后將控制棒驅動機構耐壓殼安裝至壓力容器頂蓋管座上并旋緊螺紋。
6.根據權利要求5所述的核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法，其特征在于:所述填充環(huán)為梯形、L形或Y形。
7.根據權利要求1至3中任一項所述的核電站控制棒驅動機構與壓力容器頂蓋管座的焊接方法，其特征在于:在焊接整周后，將焊接電流衰減至焊接過程結束并收弧。
【文檔編號】B23K9/167GK103962692SQ201410205342
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權日:2014年5月15日
【發(fā)明者】孫廣, 邱振生, 鄧小云, 匡艷軍, 黃騰飛, 張中偉, 柳猛, 袁清滿 申請人:中廣核工程有限公司, 中國廣核集團有限公司