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針對現(xiàn)階段核電站不銹鋼水池焊接工藝取得的新突破與新進(jìn)展，結(jié)合實(shí)例，對其焊接工藝方法的選擇（包括材料與技術(shù)參數(shù)）、焊接質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行分析，最后得出通過對焊接工藝新突破與新進(jìn)展的合理應(yīng)用，能確保工藝選擇正確性、質(zhì)量控制有效性、焊接整體質(zhì)量，并提高焊縫合格率的結(jié)論，在不銹鋼水池焊接實(shí)踐中有良好推廣應(yīng)用價(jià)值。

不銹鋼水池為核電站不可獲取的組成部分，核電站運(yùn)行過程中，水池用于存儲和運(yùn)輸各種燃料與廢料，具有十分重要的作用，同時(shí)還是典型不支持修復(fù)的設(shè)施。電站運(yùn)行過程中，務(wù)必確保水池不會發(fā)生泄漏，這就對水池焊接提出了極高要求。目前，隨著核電事業(yè)快速發(fā)展，在水池焊接方面取得了新的突破和進(jìn)展，以下圍繞實(shí)例對這些突破和進(jìn)展的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析。

1焊接工藝方法選擇

水池整體由換料水池、反應(yīng)堆堆腔、運(yùn)輸通道、裝載井等部分構(gòu)成，表面的不銹鋼總重達(dá)300t。水池底板與墻體采用厚度為3mm的超低碳不銹鋼鋼板，其規(guī)格為（6000×1300）mm，直接安裝于型鋼支撐。

水池焊接完成后的焊縫檢測采用目測法、射線法等，檢測與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)十分嚴(yán)格，尤其是射線檢測，其主要有以下標(biāo)準(zhǔn)：不得存在咬邊；氣孔最大尺寸不能超過0.5mm；夾渣尺寸不能超過1.5mm；夾鎢尺寸不能超過0.5mm等。

1.1焊接工藝方法

一般情況下，水池泄露主要有以下兩種情況：第一，焊縫產(chǎn)生較大的缺陷，通常為貫穿性缺陷；第二，因母材或者是焊縫受到不同程度的污染，出現(xiàn)腐蝕性孔洞損壞�？梢姡�水池每一條焊縫的焊接都要選擇手工鎢級氬弧焊的工藝方法。直流正接，負(fù)極和鎢極相接，正極和工件相接，產(chǎn)生70%左右的電弧熱量施加于工件，其余熱量則施加于鎢極，通過這樣的處理，能使電極承受相對較大的電流，而且焊道較窄、較深，具有良好熔透效果。選用鈰鎢極，引弧方式為高頻。

1.2焊接材料

水池壁板與底板都是從歐洲進(jìn)口的進(jìn)行固溶處理的在核電站中專用的不銹鋼板。焊絲為ESAB生產(chǎn)研制的不銹鋼焊絲，其直徑在2.0mm左右。為確保焊縫金屬有良好的抗腐蝕作用，應(yīng)對其鐵素體計(jì)算值進(jìn)行嚴(yán)格控制，一般不超過5%～15%范圍。

1.3焊接技術(shù)參數(shù)

水池焊接技術(shù)參數(shù)：(1)打底焊：電流75～120A，電壓9～12V，氣體流量12～14L/min；(2)填充層：電流105～140A，電壓10～13V，填充金屬φ2.0，氣體流量12～14L/min；(3)蓋面層：電流80～120A，電壓9～12V，填充金屬φ2.0，氣體流量12～14L/min。在焊接過程中，需要對焊縫層間溫度進(jìn)行有效控制，一般不能超過150℃；實(shí)際操作采用短弧的方法，以便于保證電弧長度及其穩(wěn)定性。

2焊接質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.1保護(hù)氣體

在對水池進(jìn)行焊接時(shí)，應(yīng)對空氣對流速度進(jìn)行控制，通常風(fēng)速不能超過2m/s，尤其是要注意高壓風(fēng)管及電風(fēng)扇等造成的不利影響。氬氣純度必須達(dá)到99.99%以上，在焊接過程中，氬氣流量應(yīng)保持在12～14L/min范圍內(nèi)，如果氬氣流量超出限度，則有可能產(chǎn)生氣孔等一系列缺陷。在氣瓶使用完畢以后，需確保瓶中殘余氣壓不小于1MPa。

2.2焊接電極

在條件允許的情況下優(yōu)先考慮鈰鎢極。

2.3清潔控制

對焊縫及其周圍與環(huán)境進(jìn)行有效的清潔控制是確保焊縫施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，在實(shí)際工作中必須做好下列幾項(xiàng)工作：（1）對焊接施工順序進(jìn)行合理安排，一般水池襯里板不得與土建施工一同進(jìn)行，否則將容易產(chǎn)生安全或質(zhì)量隱患。（2）抹灰與打磨完畢以后，在抹灰層表面均勻涂抹防塵漆。（3）使用砂輪片對底肋部分焊縫進(jìn)行仔細(xì)打磨，除去附著的雜物與氧化層，到內(nèi)部金屬光澤露出為止。（4）在對襯里板進(jìn)行安裝以前，需對水池進(jìn)行徹底清理，使空氣質(zhì)量滿足要求，避免對施工造成不利影響。（5）襯里板于車間完成切割下料之后，清除割邊范圍內(nèi)的所有毛刺，確保坡口的光滑性與平直性。在對板體進(jìn)行預(yù)制和運(yùn)輸時(shí)，做好襯里臨時(shí)保護(hù)，避免雜物、鐵素體與灰塵等對板體造成污染。（6）在對襯里板進(jìn)行組對以前，使用棉白布和丙酮對坡口與底肋表面進(jìn)行擦拭。（7）在坡口組對完成之后，使用專門的膠帶對焊縫進(jìn)行密封，實(shí)現(xiàn)隔離。焊接操作前，除去膠帶，同時(shí)使用棉白布與丙酮對坡口與其他區(qū)域進(jìn)行擦拭清潔。

2.4焊接工藝與變形控制

（1）在對襯里板進(jìn)行安裝組對的過程中，需要按照由下至上和由內(nèi)至外的順序，按對稱的形式進(jìn)行組對。對處在墻角處的折彎板而言，需要先從彎角的位置開始組對。對點(diǎn)焊施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免咬邊，實(shí)際的點(diǎn)焊間距應(yīng)盡可能的小，而焊點(diǎn)長度應(yīng)適當(dāng)增長。點(diǎn)焊過程中，若母材和鎢極直接接觸而產(chǎn)生打火的現(xiàn)象，則應(yīng)立刻暫停焊接，使用砂輪片進(jìn)行打磨處理，然后再進(jìn)行點(diǎn)焊，避免夾鎢等現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）相同面內(nèi)的墻體組對完畢以后，對焊縫進(jìn)行焊接，遵循先焊接橫縫，再焊接立縫的基本原則。對于打底焊，應(yīng)采用分段退焊方法，其分段的最大長度應(yīng)控制在500mm以內(nèi)，待焊縫完成冷卻之后開始填充焊；對于填充焊接，也需要采用分段退焊的方法，其分段長度要求和打底焊相同。在立縫上進(jìn)行打底與填充時(shí)，需按照從下到上的順序；相同墻面上的填充焊均完畢以后才能實(shí)施蓋面焊接，但與之前不同的是蓋面無需分段退焊，應(yīng)引起相關(guān)技術(shù)人員的注意和重視。

對于水池底板，其焊接工藝與施工順序和水池墻面相似，組對點(diǎn)焊結(jié)束后，理論上應(yīng)按照先對短縫進(jìn)行焊接，再焊接長縫的順序。在立縫上進(jìn)行打底與填充時(shí)，需按照由內(nèi)到外的順序分段退焊，其分段的長度同樣不能超出500mm。填充焊完畢以后實(shí)施蓋面焊接，但與之前不同的是蓋面無需分段退焊。

不銹鋼焊接過程中，相鄰的多個(gè)焊縫應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，并且它們的施工順序及程序應(yīng)達(dá)到協(xié)調(diào)一致，也就是在打底完畢之后，開始后續(xù)的填充及蓋面；將層間溫度有效控制在100℃以內(nèi)，如果溫度過高，將造成質(zhì)量問題；另外，各層焊縫交接位置應(yīng)保持錯(cuò)開。對處在拐角位置的焊縫，需要連續(xù)不間斷的進(jìn)行焊接，確保拐角位置焊道保持連續(xù)。

因水池所用不銹鋼材料具有相對較大的熱膨脹系數(shù)，使其熱系數(shù)減小，導(dǎo)致焊接件可能產(chǎn)生很大的自由變形；此外，為有效降低焊縫腐蝕幾率，在焊接過程中應(yīng)盡可能采用較小的電流和電壓，并在較短的時(shí)間內(nèi)完成焊接操作。進(jìn)行打底焊接時(shí)，為使焊縫熔透性滿足要求，可對電流進(jìn)行適當(dāng)增大，而在進(jìn)行填充焊接與蓋面焊接時(shí)，應(yīng)對電流進(jìn)行嚴(yán)格控制，一般以下限值為宜。為提高母材自身抗腐蝕能力，通常不允許在母材的表面進(jìn)行任何形式的打火，以免對母材造成燒傷。在焊接完成以后，需要使用專門的鋼絲刷對在熱影響區(qū)和焊縫上產(chǎn)生的氧化層進(jìn)行輕輕刷去，以保證焊接的整體外觀效果。

3結(jié)語

綜上所述，通過對核電不銹鋼焊接工藝取得的新突破的進(jìn)一步實(shí)踐，加之深入有效的質(zhì)量控制，在無損檢查過程中，不銹鋼焊縫實(shí)際合格率可以居全國前列，個(gè)別廠房射線檢查結(jié)果顯示，合格率甚至超過了歐洲專業(yè)水平，合格率最高可以達(dá)到95.6%，社會與經(jīng)濟(jì)效益十分突出。