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1、(10)申请公布号 CN 103801807 A (43)申请公布日 2014.05.21 CN 103801807 A (21)申请号 201410078620.7 (22)申请日 2014.03.05 B23K 9/173(2006.01) B23K 9/235(2006.01) (71)申请人 山东核电设备制造有限公司 地址 265100 山东省海阳市临港产业区兴港 路 99 号 (72)发明人 孙俊峰 彭寿燕 丁连征 曹中云 傅全乐 张华健 (74)专利代理机构 北京怡丰知识产权代理有限 公司 11293 代理人 于振强 李艳丽 (54) 发明名称 脉冲熔化极混合气体保护焊 (57) 。
2、摘要 本发明提供一种脉冲熔化极混合气体保护 焊， 其解决了现有双相不锈钢焊接工艺受人为因 素影响较大导致焊接质量差、 效率低和成本高的 技术问题， 其采用自动行走小车控制焊枪的移动， 焊接时采用熔化极混合气体保护焊， 保护气体是 2% 的 CO2和 98% 的 Ar， 气体流量为 15 20L/min ； 焊接温度为 10 15 ； 焊接时采用脉冲电流进 行焊接， 焊接电流为 130A 200A， 电压为 20 28V ； 焊接过程中层间温度为 10 150， 焊接 的最大热输入量不超过 3.0KJ/mm。本发明可广泛 应用于焊接领域。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 。
3、页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 (10)申请公布号 CN 103801807 A CN 103801807 A 1/1 页 2 1. 一种脉冲熔化极混合气体保护焊， 其特征是焊接步骤如下 ： （1） 对需要焊接的坡口进行清理 ； （2） 采用真空吸盘的轨道进行小车行走， 根据小车的大小确定好小车的行走空间 ； （3） 调节坡口的焊枪角度， 将焊枪固定 ； 根据小车的空间将轨道按照与坡口呈平行线的 方向摆放好， 将真空吸盘固定 ； 根据坡口位置和角度对焊枪微调， 进行焊接 ； 焊接时采用熔化极混合气体保护焊， 保护气体是 2% 的 CO。
4、2和 98% 的 Ar， 气体流量 为 15 20L/min ； 焊接温度为 10 15 ； 焊接时采用脉冲电流进行焊接， 焊接电流为 130A 200A， 电压为 20 28V ； 焊接过程中层间温度为 10 150， 焊接的最大热输入 量不超过 3.0KJ/mm。 2. 根据权利要求 1 所述的脉冲熔化极混合气体保护焊， 其特征在于焊接采用直径为 1.2mm 的 ER2209 实心焊丝进行焊接。 3. 根据权利要求 2 所述的脉冲熔化极混合气体保护焊， 其特征在于焊缝的前端和尾端 都加入定位块， 焊接时在焊缝的前端定位块起弧， 在尾端的定位块收弧。 4. 根据权利要求 3 所述的脉冲熔化极。
5、混合气体保护焊， 其特征在于焊接速度为 10cm/ min 20cm/min。 权 利 要 求 书 CN 103801807 A 2 1/3 页 3 脉冲熔化极混合气体保护焊 技术领域 0001 本发明涉及一种焊接工艺， 尤其是涉及一种脉冲熔化极混合气体保护焊。 背景技术 0002 AP1000 核电技术首次采用模块化设计， 有结构模块、 设备模块、 CV 模块等， 其中结 构模块的主要材料是 ASTM A36 和 A240-S32101。 0003 A240-S32101 属于双相不锈钢材料， 室温微观组织奥氏体和铁素体含量各占 50%。 此材料强度高， 还具有优异的耐腐蚀性， 在 AP10。
6、00 核电中主要应用于乏燃料水池的墙体模 块。 焊接后要保证焊缝及热影响区的铁素体含量达到35%65%， 才能保证此结构的耐腐蚀 性。要控制铁素体的含量主要从两方面进行， 即层间温度和热输入量。 0004 目前国内的焊接方法主要是手工电弧焊、 非熔化极气体保护焊、 熔化极气体保护 焊。 这些焊接方法均为手工焊接， 受人为因素的影响比较大， 很难保证焊缝有稳定的焊接质 量。 为了减少人为因素的影响， 提高焊接速率和焊接质量， 开发研究双相不锈钢机械焊接的 焊接工艺变得十分必要。 发明内容 0005 本发明是针对现有双相不锈钢焊接工艺受人为因素影响较大导致焊接质量差、 效 率低和成本高的技术问题，。
7、 提供一种焊接质量好、 效率高和成本低的脉冲熔化极混合气体 保护焊。 0006 一种脉冲熔化极混合气体保护焊， 其焊接步骤如下 ： 0007 （1） 对需要焊接的坡口进行清理 ； 0008 （2） 采用真空吸盘的轨道进行小车行走， 根据小车的大小确定好小车的行走空 间 ； 0009 （3） 调节坡口的焊枪角度， 将焊枪固定 ； 根据小车的空间将轨道按照与坡口呈平行 线的方向摆放好， 将真空吸盘固定 ； 根据坡口位置和角度对焊枪微调， 进行焊接 ； 0010 焊接时采用熔化极混合气体保护焊， 保护气体是 2% 的 CO2和 98% 的 Ar， 气体流 量为 15 20L/min ； 焊接温度为 。
8、10 15 ； 焊接时采用脉冲电流进行焊接， 焊接电流为 130A 200A， 电压为 20 28V ； 焊接过程中层间温度为 10 150， 焊接的最大热输入 量不超过 3.0KJ/mm。 0011 本发明优选的技术方案是采用直径为 1.2mm 的 ER2209 实心焊丝进行焊接。 0012 本发明进一步优选的技术方案是焊缝的前端和尾端都加入定位块， 焊接时在焊缝 的前端定位块起弧， 在尾端的定位块收弧。 0013 本发明再进一步优选的技术方案是焊接速度为 10cm/min 20cm/min。 0014 本发明由于采用自动行走小车控制焊枪的移动， 改变了传统的人持焊枪的焊接方 式， 减小了人。
9、的不稳定因素， 减轻了人工的劳动强度， 保证了焊接质量， 也降低了成本。同 时， 本发明采用了特定的焊接工艺和参数， 满足了焊缝耐腐蚀性和力学性能的要求， 增加了 说 明 书 CN 103801807 A 3 2/3 页 4 模块焊接质量和稳定性。 具体实施方式 0015 实施例 1 0016 对双相不锈钢板在平焊位置进行焊接。 焊接时采用的是S32101与S32101的焊缝， 组对间隙为 4mm， 坡口角度为 35， 根部间隙为 6mm， 无钝边， 背面加垫板， 垫板厚为 6mm， 宽 为 38mm。具体焊接步骤如下 ： 0017 （1） 焊前对坡口进行清理， 保证母材坡口两侧 25mm 范。
10、围内的待焊表面无影响焊接 质量的物体或者会产生有害烟尘的疏松氧化皮、 焊渣、 铁锈、 油漆、 颜色笔痕迹、 油脂、 湿气 和其它杂质。 0018 （2） 采用真空吸盘的轨道进行小车行走， 根据小车的大小确定好小车的行走空间。 0019 （3） 调节坡口的焊枪角度， 将焊枪固定 ； 根据小车的空间将轨道按照与坡口呈平行 线的方向摆放好， 将真空吸盘固定 ； 根据坡口位置和角度对焊枪微调， 进行焊接。 0020 焊接时采用熔化极混合气体保护焊， 保护气体是2%的CO2和98%的Ar， 气体流量为 15L/min ； 焊接温度为 15 ； 焊接时采用脉冲电流进行焊接， 焊接电流为 130A， 电压为。
11、 22V， 焊接速度为 20cm/min ； 填充与盖面的电流为 120A， 电压为 20V， 焊接速度为 15cm/min ； 焊接 过程中的层间温度为 10， 焊接的最大热输入量为 1.144KJ/mm。 0021 焊接完成后， 经理化试验分析， 焊缝和热影响区的铁素体含量为 35%， 并且按照 ISO-3651-2 的要求通过晶间腐蚀试验， 证明其耐腐蚀性良好。焊缝和热影响区的抗拉强度 为 760MPa， 屈服强度为 605MPa， 断后伸长率为 32.5%。焊缝与热影响区在 -40下的冲击实 验值为 105J， 此焊接工艺过程保证了双相不锈钢之间焊缝的耐腐蚀性和力学性能的要求。 002。
12、2 实施例 2 0023 对双相不锈钢板在立焊位置进行焊接。焊接时采用的是焊接 S32101 与 S32101 的 焊缝， 组对间隙为 11mm， 坡口角度为 45， 根部间隙为 6mm， 无钝边， 背面加垫板， 垫板厚为 6mm， 宽为 38mm。具体焊接步骤如下 ： 0024 （1） 焊前对坡口进行清理， 保证母材坡口两侧 25mm 范围内的待焊表面应无影响焊 接质量的物体或者会产生有害烟尘的疏松氧化皮、 焊渣、 铁锈、 油漆、 颜色笔痕迹、 油脂、 湿 气和其它杂质。 0025 （2） 采用真空吸盘的轨道进行小车行走， 根据小车的大小确定好小车的行走空间。 0026 （3） 调节坡口的焊。
13、枪角度， 将焊枪固定 ； 根据小车的空间将轨道按照与坡口呈平行 线的方向摆放好， 将真空吸盘固定 ； 根据坡口位置和角度对焊枪微调， 进行焊接。 0027 焊接时采用熔化极混合气体保护焊， 保护气体是2%的CO2和98%的Ar， 气体流量为 18L/min ； 焊接温度为 12 ； 焊接时采用脉冲电流进行焊接， 焊接电流为 150A， 电压为 24V， 焊接速度为 15cm/min ； 填充与盖面的电流为 150A， 电压为 25V， 焊接速度为 18cm/min ； 焊接 过程中层间温度为 80， 焊接的热输入量为 1.5KJ/mm。 0028 焊接完成后， 经理化试验分析， 焊缝和热影响区。
14、的铁素体含量为 50%， 并且按照 ISO-3651-2 的要求通过晶间腐蚀试验， 证明其耐腐蚀性良好。焊缝和热影响区的抗拉强度 为 755MPa， 屈服强度为 598MPa， 断后伸长率为 30.8%。焊缝与热影响区在 -40下的冲击实 验值为 98J， 此焊接工艺过程保证了双相不锈钢之间焊缝的耐腐蚀性和力学性能的要求。 说 明 书 CN 103801807 A 4 3/3 页 5 0029 实施例 3 0030 对双相不锈钢板在平焊位置进行焊接。焊接时采用的是焊接 S32101 与 S32101 的 焊缝， 组对间隙为 18mm， 坡口角度为 45， 根部间隙为 6mm， 无钝边， 背面加。
15、垫板， 垫板厚为 6mm， 宽为 38mm。具体焊接步骤如下 ： 0031 （1） 焊前对坡口进行清理， 保证母材坡口两侧 25mm 范围内的待焊表面应无影响焊 接质量的物体或者产生有害烟尘的疏松氧化皮、 焊渣、 铁锈、 油漆、 颜色笔痕迹、 油脂、 湿气 和其它杂质。 0032 （2） 采用真空吸盘的轨道进行小车行走， 根据小车的大小确定好小车的行走空间。 0033 （3） 调节坡口的焊枪角度， 将焊枪固定 ； 根据小车的空间将轨道按照与坡口呈平行 线的方向摆放好， 将真空吸盘固定 ； 根据坡口位置和角度对焊枪微调， 进行焊接。 0034 焊接时采用熔化极混合气体保护焊， 保护气体是2%的C。
16、O2和98%的Ar， 气体流量为 20L/min ； 焊接温度为 10 ； 焊接时采用脉冲电流进行焊接， 焊接电流为 180A， 电压为 28V， 焊接速度为 10cm/min ； 填充与盖面的电流为 180A， 电压为 28V， 焊接速度为 20cm/min ； 焊接 过程中层间温度为 150， 焊接的热输入量为 3.0KJ/mm。 0035 焊接完成后， 经理化试验分析， 焊缝和热影响区的铁素体含量为 65%， 并且按照 ISO-3651-2 的要求通过晶间腐蚀试验， 证明其耐腐蚀性良好。焊缝和热影响区的抗拉强度 为 750MPa， 屈服强度为 565MPa， 断后伸长率为 30.2%。焊。
17、缝与热影响区在 -40下的冲击实 验值为 86J， 此焊接工艺过程保证了双相不锈钢之间焊缝的耐腐蚀性和力学性能的要求。 0036 以上 3 个实施例中， 为了保证焊接质量， 在焊缝的前端和尾端都加入长度为 100mm 的定位块。焊接时在焊缝的定位块前端起弧， 在尾端的定位块收弧， 保证焊缝的焊接质量。 焊接选用直径为 1.2mm 的 ER2209 实心焊丝进行焊接。 0037 惟以上所述者， 仅为本发明的具体实施例而已， 当不能以此限定本发明实施的范 围， 故其等同组件的置换， 或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改， 皆应仍属本发 明权利要求书涵盖之范畴。 说 明 书 CN 103801807 A 5 。