核电设备中焊接要求

1、核电设备中焊接要求焊接基本原理 焊接 通过适当的方法，使二个分离的固体产生原子、分子晶间结合，形成焊接接头的一种连接方法。 通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。GB/T3375-94焊 接 焊接方法焊接冶金焊接材料焊接设备焊接结构焊接数模焊接质量焊接防护焊接工艺表面工程切割第1页/共64页我厂结构件中常用的焊接方法电弧焊1.手工电弧焊(SMAW)2.埋弧焊(SAW) 3.钨极氩弧焊(GTAW) 4.熔化极气体保护焊（GMAW）电阻焊钎焊第2页/共64页手工电弧焊定义：用手工操纵焊条进行焊接的一种电弧焊。原理：焊接时，利用焊条和工件之间产生的电弧将焊条和工

2、件局部加热到溶化状态，焊条端部熔化后的熔滴和熔化后的母材融合一起形成熔池，焊条外的药皮加热后分解生成大量气体，将电弧、熔池等焊接区域与空气隔离，随着电弧向前移动，熔池液态金属局部冷却结晶，形成焊缝。第3页/共64页手工电弧焊特点：设备简单、方法简便、适应性强；对焊工技能要求高、生产率低，条件差。适应：低合金钢、不锈钢、镍基合金、铜及铜合金等材料的焊接。铸铁焊补和各种金属材料的堆焊等。不适应：活泼金属（如钛）和低熔点金属（如锌）的焊接极性：直流；交流焊接位置：平焊、立焊、横焊、仰焊；接头形式：对接（坡口）、搭接，角接，T形接头第4页/共64页埋弧焊定义：焊丝作为溶化电极送入焊接区形成电弧，以电弧

3、作为热源，电弧在一层颗粒状的可熔化的焊剂覆盖下燃烧，电弧光不外露，随着电极的移动，熔化被焊金属、填充金属和焊剂形成永久性接头的一种方法。第5页/共64页埋弧焊特点： 热效率高，熔深大，焊接速度高，焊接质量稳定，对焊工技艺水平依懒性减低，适应有风的环境，劳动条件较好。 一般只能适应平焊位置，不能立焊和仰焊，不适合厚度小于1mm的薄板焊接。第6页/共64页钨极氩弧焊定义：利用外加惰性气体作为保护介质的一种电 弧焊, 采用不熔化的钨电极。原理：在惰性气体的保护下，利用钨电极与工件之间的电弧热熔化母材和填充金属的一种焊接方法。焊接时，保护气体从焊枪喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成气体保护层隔绝空气，防止

4、其对钨极、熔池和热影响区造成有害影响，而获得优质焊缝。第7页/共64页钨极氩弧焊特点：氩气能有效隔绝周围空气，可成功地稳定，很小的电流下仍可稳定燃烧；热源和填充焊丝分开控焊接易氧化、淡化、化学活泼性强的有色金属、镍基合金和各种合金；电弧制，热输入容易调节，适合各种焊接位置；无飞溅，焊缝成型美观。熔深浅，熔敷速率小，生产率较低；钨极承载电流的能力较差。惰性气体贵，生产成本较高。第8页/共64页熔化极气体保护焊定义：利用外加 气体作为保护介质的一种电弧焊, 采用熔化的填充焊丝金属电极。原理：采用可熔化的填充焊丝与被焊工件之间的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属，并向焊接区域输送保护气体，防止其对电弧

5、、熔化的焊丝、熔池和热影响区造成有害影响。连续送进的焊丝金属不断熔化并过渡到熔池，与熔化的母材金属融合形成焊缝金属。第9页/共64页熔化极气体保护焊特点：用填充焊丝作为电极，可以采用高电流密度，母材熔深大，熔敷速度快，生产率高；焊接铝及其合金时，采用直流反接阴极雾化作用显著，能显著改善焊缝质量；适合铝、铜及其合金和不锈钢等几乎所有金属材料的焊接；易进行全位置焊，易实现机械化和自动化。第10页/共64页熔化极气体保护焊根据保护气体种类和焊丝形式的不同分为： 熔化极惰性气体保护焊（氩气、氦气、氩氦混合气） 熔化极混合气体保护焊（惰性气体加CO2） 二氧化碳气体保护焊第11页/共64页焊接的应力和变

6、形 由焊接时不均匀加热引起，影响产品的制造质量和使用性能。 热应力、相变应力、塑变应力 残余应力 残余变形第12页/共64页焊接的应力和变形1. 焊接应力的形成和对钢结构的影响 （1）形成 两块钢板上施焊时，产生不均匀的温度场，焊缝附近温度高达1600C，其邻近区域温度较低，且冷却很快。冷却时钢材收缩，冷却慢的区域收缩受到限制，从而产生拉应力，冷却快的区域受到压应力。 （2）焊接应力的分类 纵向应力：沿着焊缝长度方向的应力 横向应力：垂直于焊缝长度方向且平行于构件表面的应力 厚度方向应力：垂直于焊缝长度方向且垂直于构件表面的应力。 （3）焊接应力的影响 对常温下承受静力荷载结构的强度没有影响，

7、但刚度降低； 由于焊接应力使焊缝处于三向应力状态，阻碍了塑性变形，裂纹易发生和发展； 降低疲劳强度； 降低压杆的稳定性； 使构件提前进入弹塑性工作阶段。 第13页/共64页焊接的应力和变形2. 焊接变形的产生和防止 焊接变形是由于焊接过程中焊区的收缩变形引起的，表现在构件局部的鼓起、歪曲、弯曲或扭曲等。 表现主要有：纵向收缩、横向收缩、弯曲变形、角变形、波浪变形、扭曲变形等。第14页/共64页焊接的优点及局限性焊接的优点：（与铆接、螺钉连接、铸件和锻件比较）1、节省金属材料、减轻结构重量；2、简化加工与装配工序；3、结构强度高，接头密封性好；4、为结构设计提供了较大灵活性；5、突破铸锻能力限制

8、；6、焊接工艺过程易实现机械化和自动化；第15页/共64页焊接的优点及局限性焊接的局限性：1、焊接变形和残余应力，影响加工精度、尺寸稳定性，应力集中，疲劳寿命等；2、焊接缺陷和缺欠，降低性能，损坏致密性；3、接头不均匀性；4、焊接过程中产生高温、强光、有毒气体等。第16页/共64页1.焊接工艺评定 什么是焊接工艺？ 什么是焊接工艺评定？ 焊接工艺评定的程序 焊接工艺评定的规范第17页/共64页焊接工艺定义：焊接工艺是根据产品的生产性质、图样、技术要求、材料和结构特点，结合现有条件，运用现代焊接技术知识和先进的生产经验，确定出产品加工方法和程序，是焊接过程中的一整套技术规定。焊接工艺 焊前准备焊

9、接材料接头形式辅助工艺焊接技术规范参数焊后处理焊接检验焊接设备第18页/共64页焊接工艺 焊接方法的选择 SMAW GTAW SAW GMAW 焊接材料的选择 牌号 规格 （成分/ 性能） 焊接工艺参数的选择 预热/后热；焊后热处理 焊接参数(电流、电压、焊接速度) 辅助工艺措施 清洁 打磨第19页/共64页焊接工艺评定 对所采用的焊接工艺针对产品实际接头的结构形式和材料就焊接接头能否满足产品所要求的力学、抗腐蚀等性能进行评价/评定，为制订合理可靠的产品焊接焊接工艺规程提供依据。 Welding Procedure Qualification第20页/共64页焊接工艺评定程序提出焊接工艺评定项

10、目焊接评定任务书焊接试件制备无损检测 性能试验 焊接工艺评定报告(WPQR) 焊接工艺参数（和热处理）实测记录焊接工艺规程(WPS) 焊接性（工艺）试验经验知识合格/不合格 第21页/共64页焊接工艺评定规范 一般焊接件 GB19869.1（钢、镍及合金的焊接工艺评定） 压力容器 JB4708 核电设备制造ASME Section （美国） RCC-M Section （法国）第22页/共64页RCC-M Section S3000 焊接工艺评定： S3100 概述 S3200 碳钢和低合金钢对接焊 S3300 奥氏体或奥氏体-铁素体不锈钢对接焊 S3400 镍基合金对接焊 S3500 特殊焊

11、缝 S3600 在碳钢或低合金钢上的奥氏体铁素体不锈钢堆焊 S3700 在碳钢或低合金钢上的镍基合金堆焊 S3800 热交换器管子与管板焊接 S3900 管道焊缝第23页/共64页RCC-M Section 焊接工艺评定的有效期 母材 接头形式 焊接方法 焊接填充材料和保护气体 焊接位置 焊接工艺参数 热处理 评定试件的制备 评定试件的检验第24页/共64页RCC-M Section 焊接工艺评定的有效期： 除非出现下列几种情况，焊接工艺评定一直有效：（1）经常或非常有规则性地出现补焊，检测到的焊接缺陷可证明焊接工艺或焊接工艺评定本身无效。（2）产品焊接见证件出现不合格的结果（除非制造商能证明

12、工艺评定没有错误）。 第25页/共64页RCC-M Section 母材类别：(1) 评定只对试验中所采用的牌号有效； 但可有条件的扩大范围：相似的化学成分和力学性能; 对碳钢和碳锰钢，规定最小抗拉强度 RmRm-60 MPa;(2) 对不等效碳钢和碳锰钢材料接头，可采用两种同质材料试件或异质材料试件进行评定。异质材料试件评定适用于每一种同质材料试件。 母材形状： 管子对接焊缝和平板对接焊缝的评定可有条件的相互适用第26页/共64页RCC-M Section 母材厚度：评定试件厚度e评定有效范围单道焊多道焊e30.8e1.1ee2e3 e120.8e1.1e32e12 e1000.8e1.1e

13、0.5e2e(150) e1000.8e1.1e0.5e1.5e(1.33e/1.1e)第27页/共64页RCC-M Section 接头形式： 在下列情况下，作新的工艺评定是必要的：（1）多道焊改为单道焊或相反；（2）坡口形式的改变： V 型 X型 U型 K型 双U型 I型（3）增加或取消衬板；（4）取消根部焊道的清楚；（5）坡口加工方法的改变；等第28页/共64页RCC-M Section 焊接方法： 增加、取消或焊接方法的改变或焊接方式的改变均需重性评定。 第29页/共64页RCC-M Section 焊接填充材料和保护气体： （1）焊接填充材料牌号或规格的变化需重新评定。（焊条紧临的公

14、称的直径是有效的，但电流范围在评定范围内） （2）填充材料增加、取消或形式的变化需重新评定 （3）保护气体的种类、名义化学成分和保护方式的改变，保护气体流量减少大于10% 均需重新评定。第30页/共64页RCC-M Section 焊接位置： 被评定的焊接工艺，相对评定试件所采用的位置，只要转角或倾角相差不大于15，即有效。第31页/共64页RCC-M Section 管对接和板对接焊接位置：第32页/共64页RCC-M Section 角焊位置：第33页/共64页RCC-M Section 焊接工艺参数： 下列条件变化时，需重新评定： （1）电流种类和极性； （2）电参数（电流和电压）的范围

15、； （3）自动焊焊接速度范围； （4）窄焊道改为宽焊道； （5）从射流、熔滴和脉冲过渡到短路过渡，或反之； （6) 摆动宽度、频率和驻留时间的改变； （7）单丝焊改为多丝焊，或反之； （8）焊接设备商标名称的改变。第34页/共64页RCC-M Section 热处理： 下列条件变化时，需重新评定： （1）预热温度的降低； （2）气体保护焊时，增加一道高于50的预热工艺； （3）降低了后热处理规定的最低温度和保温时间； （4）提高了规定的最高层间温度； （5）热处理（消应力）保温温度范围以及升降温速率 的改变； （6）热处理时间的增加，致使在评定接头上进行的模 拟热处理时间失去代表性。第35页/

16、共64页RCC-M Section 评定试件的制备： （1）母材和焊接材料（准备） （2）坡口形式（确定/加工） （3）装配（清理） （4）焊接（必要时预热、后热） （5）焊后热处理（必要时） （6）检验前准备第36页/共64页RCC-M Section 评定试件的检验：（1）目视检查（2）无损检验 评定试件应经过对应产品接头所规定的所有无损检验，并满足1级要求。（3）破坏性检验 接头拉伸，焊缝金属室温和高温拉伸，面弯、背弯和侧弯，焊缝金属和热影响区冲击，化学分析，金相，硬度，抗腐蚀性等。第37页/共64页2.焊接质量控制 1、焊接质量保证： 焊接质量的保证（控制）贯穿于设计和制造的全过程，为

17、保证产品的焊接质量，对企业的设备、人员和技术管理都有要求。同时应保证产品的合理设计、合理的制造流程、合理的工艺、可靠的试验和检验。第38页/共64页焊接质量控制焊接质量保证设备人员技术管理设计检验制造车间装备设计制造检验管理质保体系机构人员文件焊接性工艺评定工艺规程焊前准备焊接焊后处理返修验收焊前焊接过程焊后第39页/共64页焊接质量控制焊接工艺焊接材料焊接设备焊接操作工焊接环境焊接质量检验质量制造阶段焊接质量控制过程：第40页/共64页焊接质量控制系统程序焊接工艺评定焊接工艺编制焊接返修产品施焊产品焊接见证件制备焊工管理焊接材料管理焊接设备管理第41页/共64页焊接工艺评定焊接工艺评定任务书

18、掌握母材焊接性焊接性试验制订WPS试件焊接/热处理外观检查无损检查试件解剖 加工试样编制PQR审核批准否是合格不合格理化试验不合格合格焊接工艺编制第42页/共64页焊接工艺编制焊接工艺制订是否要新评定工艺校核否是修改无需修改工艺修改审批工艺宣贯技术交底工艺实施合格焊接工艺评定第43页/共64页产品施焊设计图纸/技术条件生产计划焊接环境改善焊接环境执行焊接工艺焊前环境产品施焊焊接工艺制订外观检查无损检查产品焊接见证件制备热处理水压试验外观检查无损检查产品合格出厂制订返修工艺产品焊接见证件是否合格不合格焊接返修理化试验合格第44页/共64页焊接返修返修通知（不符合项报告）返修工艺制订/审核/批准业

19、主批准焊接返修外观检查无损检查产品热处理不需要需要不合格合格二次和多次返修原因分析第45页/共64页焊工管理培训考试计划基础知识培训基础知识考试操作技能培训培训技能考试是否到期免试审批可否延证（免试）中断超过期限持证上岗焊工业绩登记产品施焊焊工档案管理不合格合格不合格合格是是否否第46页/共64页焊材管理焊材采购计划采购和验收规程实施采购进公司入库待验区存放验收/复验/评定不合格区存放合格区存放入库保管烘干（焊条、剂）领用发放回收退货合格不合格源地验证施焊第47页/共64页焊接设备管理技措计划采购技术条件采购招标验收安装调试使用专管专用仪表标定/维护使用故障维修检验退货合格不合格源地验收施焊实

20、施采购第48页/共64页3.核安全文化 什么是安全文化？ 什么是核安全文化？ 核安全文化的核心 核安全文化和质量意识第49页/共64页安全文化 安全文化是人文科学与自然科学的结合，是技术手段与管理手段的综合运用。 安全文化不仅是一种文化现象，它在本质上是一种高层次的管理体系。第50页/共64页核安全文化 核安全文化是存在于组织和个人中的种种特性和态度的总和，使核电厂的安全问题由于它的重要性而得到所有相关人员应有的重视。 国际原子能机构定义第51页/共64页核安全文化的核心 “四个凡事” 凡事有章可循 没有规矩，不成方圆 凡事有据可查 空口无凭，查无实据 凡事有人负责 无处不在，无时不在 凡事有

21、人监督 权威把关，旁观者清第52页/共64页核安全文化和质量意识 核安全的质量保证要始终坚持“安全第一，质量第一”的原则。 核电的质量要求不同一般的质量要求，它不但要求结果合格，而且要求过程透明、规范。 核电允许偏差、允许纠正，但必须透明、必须实事求是、必须充分沟通。 从事核电活动的每个人员对工作中出现的错误或不符合项，都有权及时向有关部门报告。第53页/共64页问题案例 1.质量计划所列操作工序不符合生产实际，操作性差。2.开工前原材料、技术交底等准备不足，质量计划和制造大纲的执行力度不够，导致一些见证不能有效进行，导致一些见证不能有效进行，一些工序出现制造等待或赶工现象。3.焊接现场管理不严格。焊接记录未进行现场记录，使用中的保温桶均未通电，部分桶盖出于打开状态，焊条未随用随取。4.临时性附件拆除过于随意。热切割表面距离设备表面过近，设备表面划伤严重。5.在检查中发现还没进行的工作节点，相关人员已经进行了签字。6.质量计划中设置的见证点是设备监造人员关注的重点工序，但是往往制造厂的QC人员不出席。第54页/共64页谢谢！第55页/共64页埋弧焊特点： 热效率高，熔深大，焊接速度高，焊接质量稳定，对焊工技艺