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核电作为安全、清洁、高效的资源,是我国电力工业的重要组成部分。然而,AP1000核电站主管道内以高温高压状态下直接流过压力容器堆芯燃料棒周围的具有放射性冷却剂—含硼水作为为流动介质,极有可能发生泄漏并且对人类的身体健康和社会的生态环境产生非常严重的危害,后果不堪设想。主管道壁厚大、焊接空间狭窄、全位置焊接及焊缝质量要求较高,直接关系到核电机组的运行安全。因此,本文采用TIG自动焊接技术对AP1000核电主管道进行窄间隙焊接,通过对管道坡口设计及焊接工艺参数改进来研究和探讨窄间隙焊缝组织性能及完善焊缝返修方法。首先,通过对主管道焊缝坡口采用激光跟踪仪进行测量与3D建模,采取特殊加工设备和工艺方法对主管道进行斜面坡口加工和偏心加工,从而获得满足主管道窄间隙焊组对和焊接要求的高精度坡口;通过窄间隙TIG自动焊接模拟实验,利用激光测量仪、百分表对焊接中的主管道进行实时精确检测,动态跟踪测量变形量,得出焊接收缩变形的数据,掌握变形规律,结合主管道焊接、压力容器安装和蒸发器安装顺序,从而制定合理的主管道焊接顺序来最大限度的减小焊接应力。其次,以ER316作为填充材料,采用窄间隙冷丝TIG焊接工艺和设备,焊接83mm厚超低碳奥氏体不锈钢TP316LN试件,焊接接头横向抗拉强度在575MPa-607MPa之间变化,断裂位置分布在母材侧、热影响区及焊缝处,极限抗拉强度均满足工程验收标准且比验收标准高出60MPa-92MPa;纵向屈服强度在505MPa-518MPa之间变化,极限抗拉强度在622MPa-637MPa之间变化,屈服强度和极限抗拉强度均满足工程验收标准;断后延伸率高于验收标准所要求的30%;拉伸接头微观形貌均呈细小韧窝状分布,为典型的韧性断裂;横向侧弯试验后焊缝表面均无裂纹产生,且接头具有较强的抗晶间腐蚀能力。最后,选用带有由窄间隙自动焊焊接而成、带超标缺陷环焊缝、材质为TP316LN的管道试验件进行研究,选择自动焊接工艺返修缺陷焊缝,通过对缺陷焊缝的射线和超声检测,确定缺陷焊缝位置和深度。用坡口加工机挖除缺陷,并分析缺陷产生的原因。通过采取措施,消除引起缺陷产生的因素,再次焊接后,获得合格的焊缝。