核電設備制造中高效焊接技術的應用現狀

李洋

摘 要：伴隨著核電設備制造產業的迅速發展和行業完善化，作為核電設備制造環節中的高效能焊接技術的應用現狀就成為一個熱點話題了。目前，國內核電設備制造中涉及到的高效能焊接技術基本以機械焊接為主，數控操作為輔的一個技術生產過程。為了加強和完善核電設備的安全性能，在焊接應用要求上會有越來越高的技術掌握應用標準。機械化和半自動化的焊接技術應用為目前高效能焊接技術的應用現狀。

關鍵詞：核電設備制造 焊接技術 高效焊接

中圖分類號：TG47 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）07（c）-0042-02

中國核電項目在各種各樣的爭論中，漸漸成為影響廣泛而深遠的話題之一。2011年3月11日發生在日本福島縣的福島第一核電站事故，1986年4月26日發生在切爾諾貝利核電廠的第四號反應堆事故，此次事故造成輻射危害超過二戰中廣島原子彈的400倍。產生的災難程度，完全已經是人類難以消散的噩夢。核電站核泄漏事故始終是人們最擔心的。因此，在核電設備制造過程中應用好高效焊接技術，能夠明顯地降低設備出現事故的可能性，確保核電設備的運行安全性和穩定性，對提高核電工業安全因素具備重大意義。

1 核電設備制造原理

根據核電站工作原理來分析，因為利用原子的分裂來產出熱能的原理來達到加熱液體的目的，再通過加熱水達到高溫、高壓的蒸汽來使渦輪進行高速旋轉，再引動發電機的旋轉，從而產生巨大的電能。

2 核電設備制造中的焊接技術

2.1 發展歷史

焊接技術的產生，是因為金屬的應用越來越廣泛。在金屬加工過程中出現了多種多樣的加工工藝，而焊接技術就是其一。這種古老的方法延用至今，而今，在古人的基礎上不斷地更新技術，使得焊接技術出現了目前的高效焊接技術，主要用于焊接技術要求高的生產制造。

2.2 焊接問題

焊接是焊縫附件的高溫區金屬受周圍金屬的制約，產生不均勻的壓縮塑形變形，焊接后冷卻時，這部分壓縮的塑形金屬同樣受周圍冷態的金屬制約，不能自由收縮，導致了拉應力和變形。變形的危害：焊后尺寸不合格、影響美觀和降低承載能力。

2.3 焊接出現問題及處理方法

焊接過程中產生變形的現象，一般處理方法是勤磨鎢針、降底焊接電流、提高焊接速度的同時盡量短弧施焊。總之，前面所做的一切都是為降底溶池溫度服務的。只有熟練地掌握好溶池溫度的核心知識，才不會容易導致變形發生。

對于焊接工藝來說，焊接精度要求高，焊接不實接觸不良，容易短路，不平整。為了防止焊接變形，一般來說有兩種方法：一是防止變形，就是做一些相應的工裝控制其不讓變形，另外一種就是預變形，焊前裝配時往相反方向做些調整，焊完變形后剛好到設計的裝配尺寸。

焊接的時候發現有的焊縫很亮，有的發暗，一般是金屬光澤，表面平整會看起來亮一些，粗糙會暗一些，這是光線反射問題，如果差別很大，暗的自然就是有雜質了。另外，有水焊接是工藝絕對禁止的。焊接的過程中焊縫上面出現像烤藍一樣的顏色，是因為有雜質摻入，氧化造成的。不一定只是底漆，如果認為底漆的話，還要看底漆的可焊性，可以查一下底漆的說明書。焊接過程中火花飛濺熔化的金屬未在熔池內冷卻造成的。產生原因有很多種，不外乎力的作用。

3 現代的高效焊接技術

高效焊接技術在工藝上主要是以提高熔敷的效率和焊接速度來實現其工藝的一個過程。其中高熔敷效率焊接是指其在單位時間內熔化更多的焊接材料，高速焊接是在提高焊接速度的同時提高焊接電流，以維持焊接熱輸入大體上保持不變，代表工藝以多絲弧焊技術為主。此外，高效焊接技術還包括其他焊接方法，都可以大大提高焊接效率，主要有激光復合焊，A—TIG焊等承接了傳統的工藝。為了使核電事業得到穩定正規的發展，國內相關焊接工藝研究者在研制最新高效焊接技術時，加進了機械化和自動化的水平，廣泛采用數控設施，在增強焊接質量、安全和可靠性方面大大提高了性能。另外，在焊接時還需考慮工件的影響因素：例如：厚度，坡口角度，焊接材料，環境溫度（確定是否預熱）。焊接是用于材料之間的連接，焊接接頭的焊縫的質量保證是最重要的，它的機械性能必須得到保證。

4 核電設施設備的制造過程中應用高效焊接技術的現狀

目前，從焊接技術的角度上看，核子裂變引發巨大的熱量，其加熱的液體的裝置，至少是應該耐高溫以及耐高壓的容器和循環管道。其將熱量輸送給水，再來形成一個高溫和高壓蒸汽一體化裝置，也無非就是耐高溫和耐高壓的壓力容器和循環的管道。從以上流程可知，核電站比較需要的是有操作耐高溫耐高壓容器管道技術經驗的技工。探傷技術，只要能方便移動的探傷設備，探傷準確度比較高、比較可靠的都可以使用。當前超聲波技術已經相當成熟，可以推薦。另外，磁粉探傷可以及時靈活地檢查裂縫，在復雜節點受力處可定期檢查，以保安全。核電設備設施必須在現場進行焊接，需掌握的基本原則是將焊接構件解剖分解后，盡可能在車間里完成元件和成套的組件，在內場工作條件較好，焊接質量比較容易保證。然后將它們分類形成配套的運到核電站工地，不能混亂。在現場焊接的盡量減少，一般是那些形成構件后運輸困難的，必須在現場對接的，尺寸要現場確定的，有特殊原因的才在現場焊接。

根據跳動的溶化鋼水來控制焊接的速度，每當焊接時，可以發現剛溶化的鋼水在跳動，根據它的速度，來調整操作的速度，在跳動鋼水緊跟在焊絲后面。操作過程中焊接速度過快，會造成焊縫變窄，凹凸不平，焊縫波形尖，容易產生咬邊現象。核電設備違規補焊檢查后會發整改通知甚至停工令，如果是質保檢查發現，發糾正措施（CAR），要求施工單位自查整改，確認符合規范后再開工，總之焊接在核電設施設備中工作環節非常關鍵。對焊接工藝要有明確規定和規章制度，才能正確地運用高技能加上先進的數控手段。把核電設備制作工藝提高加強。由此成熟的核電設備制造的焊接工藝首要的條件是安全生產是前提。工作人員要防止觸電 焊機要安全接地、用前要檢查焊機及電線、氣管等是否正常、防止灼傷，施焊過程要注意勞動防護用品的穿戴、護目墨鏡、焊工手套、工作服、工作鞋準備到位。目前，隨著核設備制造業的發展和核電設備制造方案的完善，國內越來越多的企業獲得了核電設備制造的資質。為了提高自身企業的制造能力和優質生產能力。加強推進最新焊接技術已經成為金屬加工工藝技術市場的熱門。通過傳統的焊接技術和現代數字化技術相結合，再加入紅外線感應和激光的全路線跟蹤系統的投入制造環節，必定會得到生產上的效率優化。

5 結語

所謂高效焊接技術是焊接技術中效率高于用普通的焊接技術，用以進行手工焊操作的其他各種焊接方法的總稱。推廣應用高效焊接的方法，對推動核電工業安全發展、提高核電工業運行質量、推動國內核發電站具有十分重要的意義。高效焊接技術工藝已經成為現代工業中一種日益重要的金屬加工的工藝方法，加強高效焊接技術的力度，完善焊接應用方案，能夠有效提高核電設備運行的可靠性與穩定性，用于保證核電設施設備的正常運行，增強核電工業運作系統的安全質量起到了積極的推進作用。

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