技术领域
[0001] 本
发明涉及一种焊接方法，尤其是涉及一种熔化极气体保护焊焊接方法。
背景技术
[0002] 近年来，我国核电建设进入了高速发展期，大量的核电项目进入建设状态，第三代核电堆型为AP1000、CAP1000及CAP1400。第三代核电堆型中
安全壳的
主体材料是SA738GR.B
钢板。我国是首次在核电中应用SA738GR.B钢板的国家。对于这种低
合金钢材料，目前除了手工
电弧焊能够满足其
焊接性能要求外，尚无其它合适的焊接方法可以使用。
[0003] 手工
电弧焊虽然能够满足上述钢材料的焊接性能要求，但是存在以下几个问题：
[0004] 一是由于手工电弧焊最大热输入量能够达到40KJ/CM，产品在焊接过程焊接
变形较大；
[0005] 二是钢制安全壳本体板厚42.1～47.6mm,
焊缝总长度大约为3400m，而一名手工焊焊工每天只能焊接500mm左右，效率非常低；
[0006] 三是为保证核电建设的工期，需要投入大量的焊工，根据目前项目上的统计，单台机组焊工最大投入量为68名，耗费巨大的人
力，成本很高。
发明内容
[0007] 本发明是针对现有手工电弧焊焊接变形大、焊接效率低和成本高的技术问题，提供一种焊接变形小、焊接效率高和成本低的熔化极气体保护焊焊接方法。
[0008] 为此，本发明提供一种熔化极气体保护焊焊接方法，其在焊接前先对SA738GR.B钢板
焊接件进行预热，预热
温度为100～150℃；焊接件的坡口形式采用X型坡口，坡口
角度为55°～65°；焊接过程中所使用的热输入量不超过29KJ/CM。
[0009] 优选地，焊接时所选用的气体为Ar和CO2。
[0010] 优选地，焊接时气体的流量为15～23l/min。
[0011] 优选地，焊接时所选用的气体含量为80％的Ar和20％的CO2。
[0012] 优选地，在于焊接过程中，道间温度不超过200℃。
[0013] 优选地，焊接
位置为平焊、横焊、立焊和仰焊中的任意一种或其组合。
[0014] 优选地，在平焊位置，焊前错边量为0～3mm，组对根部间隙为0～5mm；在横焊位置，焊前错边量为0～3mm，组对根部间隙为0～4mm；在立焊位置，焊前错边量为0～5mm，组对根部间隙为0～5mm。
[0015] 优选地，焊接采用手工半自动焊接、机械式自动焊接的任意一种或两者的组合。
[0016] 优选地，焊接件预热采用火焰或带有
热电偶的
电阻片进行。
[0017] 本发明的最大焊接热输入量仅为29KJ/CM，很大程度上降低了热输入量，更有利于控制产品的焊接变形，使焊接变形较小；使用本发明提供的方法对SA738GR.B钢板进行焊接，
焊接飞溅率小，焊缝成型美观，焊缝各项力学性能良好，特别是焊缝在焊态及10小时
热处理状态下，能够保持良好的低温冲击韧性；本发明的焊接工艺突破了目前SA738GR.B单一的手工电弧焊焊接方法，能够采用手工半自动焊接和机械式自动焊接，熔化极气体保护半自动焊熔敷效率为手工电弧焊的1.5倍，机械式自动焊熔敷效率为手工电弧焊的2.5倍，焊接效率大大提高；同时，本发明也大大减少了工人数，降低了生产成本，另外，由于熔化极气体保护焊
焊丝熔敷系数大，相同的焊接量，熔化极气体保护焊所用焊丝的采购量为
焊条的一半，进一步节约了生产成本。
具体实施方式
[0019] 选用ASME规范材料SA738GR.B，试板规格为500mm*150mm*42.1mm,在平焊位置进行焊接。坡口形式采用对称X型坡口，坡口角度为55°。组对根部间隙3mm，焊接前错边量0mm。
[0020] 焊接前先用火焰
对焊接件进行预热，预热温度为110℃。焊接时采用直径1.0mm的ER90S-G(ASME SFA-5.28 A-NO.10,F-NO.6)焊丝进行熔化极气体保护焊焊接(GMAW)。气体比例为80％的Ar和20％的CO2，气体流量为15l/min，采用直流反接。
[0021] 在焊接过程中，所使用的热输入量不超过22.5KJ/CM；焊接过程中的最大道间温度为155℃；焊接采用机械式自动焊进行焊接。
[0022] 在上述工艺下焊接完成的焊缝，各项力学性能良好。经测试，焊态下室温横向
抗拉强度分别为665MPa、680Mpa，200℃高温横向抗拉强度分别为575Mpa、575Mpa，-29℃冲击试验焊缝平均值为191.2J；焊后热处理600℃下保温10小时后，室温横向抗拉强度分别为：635Mpa、635Mpa,200℃高温横向抗拉强度分别为555Mpa、550Mpa,-29℃冲击试验焊缝平均值为129.7J。事实证明，焊缝在焊态及10小时热处理状态下，能够保持良好的低温冲击韧性。
[0023] 实施例2
[0024] 选用ASME规范材料SA738GR.B，试板规格为500mm*150mm*42.1mm,在横焊位置进行焊接。坡口形式采用对称X型坡口，坡口角度为58°。组对根部间隙3mm，焊接前错边量0mm。
[0025] 焊接前先用火焰对焊接件进行预热，预热温度为100℃。焊接时采用直径1.2mm的ER90S-G(ASME SFA-5.28 A-NO.10,F-NO.6)焊丝进行熔化极气体保护焊焊接(GMAW)。气体比例为80％的Ar和20％的CO2，气体流量为17l/min，采用直流反接。
[0026] 在焊接过程中，所使用的热输入量不超过17KJ/CM；焊接过程中的最大道间温度为162℃；焊接采用机械式自动焊进行焊接。
[0027] 在上述工艺下焊接完成的焊缝，各项力学性能良好。经测试，焊态下室温横向抗拉强度分别为695MPa、700Mpa，200℃高温横向抗拉强度分别为580Mpa、580Mpa，-29℃冲击试验焊缝平均值为242.3J；焊后热处理601℃下保温10小时后，室温横向抗拉强度分别为：665Mpa、660Mpa,200℃高温横向抗拉强度分别为565Mpa、565Mpa,-29℃冲击试验焊缝平均值为175.0J，在-60℃下进行落锤试验，连续两件未断裂。事实证明，焊缝在焊态及10小时热处理状态下，能够保持良好的低温冲击韧性。
[0028] 实施例3
[0029] 选用ASME规范材料SA738GR.B，试板规格为500mm*150mm*42.1mm,在立焊位置进行焊接。坡口形式采用对称X型坡口，坡口角度为60°。组对根部间隙3mm，焊接前错边量0mm。
[0030] 焊接前先用火焰对焊接件进行预热，预热温度为105℃。焊接时采用直径1.3mm的ER90S-G(ASME SFA-5.28 A-NO.10,F-NO.6)焊丝进行熔化极气体保护焊焊接(GMAW)。气体比例为80％的Ar和20％的CO2，气体流量为19l/min，采用直流反接。
[0031] 在焊接过程中，所使用的热输入量不超过28.8KJ/CM；焊接过程中的最大道间温度为200℃；焊接采用机械式自动焊进行焊接。
[0032] 在上述工艺下焊接完成的焊缝，各项力学性能良好。经测试，焊态下室温横向抗拉强度分别为695MPa、695Mpa，200℃高温横向抗拉强度分别为580Mpa、570Mpa，-29℃冲击试验焊缝平均值为202.3J。焊后热处理602℃下保温10小时后，室温横向抗拉强度分别为：650Mpa、675Mpa,200℃高温横向抗拉强度分别为560Mpa、560Mpa,-29℃冲击试验焊缝平均值为176.3J。事实证明，焊缝在焊态及10小时热处理状态下，能够保持良好的低温冲击韧性。
[0033] 实施例4
[0034] 选用ASME规范材料SA738GR.B，试板规格为500mm*150mm*42.1mm,在仰焊位置进行焊接。坡口形式采用对称X型坡口，坡口角度为62°。组对根部间隙3mm，焊接前错边量0mm。
[0035] 焊接前先用带有热电偶的电阻片对焊接件进行预热，预热温度为106℃。焊接时采用直径1.5mm的ER90S-G(ASME SFA-5.28A-NO.10,F-NO.6)焊丝进行熔化极气体保护焊焊接(GMAW)。气体比例为80％的Ar和20％的CO2，气体流量为21l/min，采用直流反接。
[0036] 在焊接过程中，所使用的热输入量不超过19.1KJ/CM；焊接过程中的最大道间温度为155℃；焊接时采用手工半自动焊进行焊接。
[0037] 在上述工艺下焊接完成的焊缝，各项力学性能良好。经测试，焊态下室温横向抗拉强度分别为680MPa、685Mpa，200℃高温横向抗拉强度分别为575Mpa、570Mpa，-29℃冲击试验焊缝平均值为131J。焊后热处理604℃下保温10小时后，室温横向抗拉强度分别为：640Mpa、650Mpa,200℃高温横向抗拉强度分别为590Mpa、580Mpa,-29℃冲击试验焊缝平均值为129.7J。事实证明，焊缝在焊态及10小时热处理状态下，能够保持良好的低温冲击韧性。
[0038] 实施例5
[0039] 选用ASME规范材料SA738GR.B，单
块钢板
曲率半径为23904mm，弧长8591mm，板厚43mm，钢板下端切线与
水平面夹角为11°,两块相同钢板进行拼接。焊接包括了平焊和立焊位置。坡口形式采用非对称X型坡口，内侧坡口深度为27mm，外侧坡口深度为16mm,坡口角度为65°。组对根部间隙平焊位置为3mm、立焊位置为5mm，焊接前错边量平焊位置和立焊位置均为5mm。
[0040] 焊接前先用带有热电偶的电阻片对焊接件进行预热，预热温度为150℃。焊接时采用直径1.6mm的ER90S-G(ASME SFA-5.28A-NO.10,F-NO.6)焊丝进行熔化极气体保护焊焊接(GMAW)。气体比例为80％的Ar和20％的CO2，气体流量为23l/min，采用直流反接。
[0041] 在焊接过程中，所使用的热输入量不超过29KJ/CM；焊接过程中的最大道间温度为168℃；内侧采用机械式自动焊进行焊接，外侧采用手工半自动焊进行焊接。
