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摘要：安全壳钢衬里属于核电厂核岛的第三道保护屏障，截锥体钢衬里为钢衬里的一部分，板厚度较薄，焊接时易产生变形，其加工精度直接影响现场安装精度，本文通过描述截锥体前期制作过程，产生问题及处理方法，对后续的截锥体钢衬里及筒壁钢衬里预制提供经验，保证构件的加工质量。
关键词：截锥体 焊接变形焊接质量
中图分类号：F253文献标识码： A
1、前言
安全壳钢衬里属于核电厂核岛第三道保护屏障，其加工质量对核岛安全防护有重要的影响，截锥体为钢衬里的一部分，截锥体钢衬里安装标高为-4,506m～-0.500米，下口外直径为φ34608mm,上口外直径为φ37012mm，由11块构件组成，每块构件由五块板拼焊而成，截锥体材料主要有硫、磷含量低、抗裂性能好的20HR钢板，背肋加劲肋∠75×50×8、∠125×80×10（Q235B）及φ8×80的锚固钉，其焊接材料，焊接方法及工艺参数见表1。
表1截锥体焊接材料、焊接方法及工艺参数
截锥体车间预制技术要求如下：
a.20HR钢板埋弧焊焊后100%VT、100%LT、100%PT检验，锥底到1.5m标高100%RT检验（其他2%RT检验）。
b.构件外形尺寸要求：弧度允许公差20mm/1m，焊缝处公差5mm/300mm；母线凸凹度为20mm/1m；上下口弧长允许偏差为±3mm；母线长允许偏差为±3mm；对角线偏差为±3mm。
2、预制过程及质量控制
2.1先决条件的检查
截锥体预制前应对人、机、料、法、环先决条件进行认真检查，着重对焊接工艺卡及其所根据的焊接工艺评定和焊工资格进行检查，保证焊接质量在事前得到有力控制。
预制过程
截锥体预制流程如图1。
图1截锥体预制流程图
钢衬里板焊前组对
截锥体钢衬里板组对对后续的焊接质量有重要的影响，因此对钢衬里焊前组对应严格进行控制，组对应注意以下问题：
2.3.1应将焊接的Ⅰ型坡口及待焊表面和两侧边缘的邻近区域（20mm）打磨干净，检验依据为露出金属光泽，避免其表面水、氧化物产生夹渣、气孔等缺陷影响焊接质量。
2.3.2组对间隙应进行严格控制，保证组对间隙≤0.5mm,埋弧焊焊接时线能量输出较大，组对间隙过大易发生烧穿，对后续的修补带来困难。同时，组对应避免达到规定的组对间隙而强行将钢板拉拢点焊，这样易影响钢板的平整度，影响后续的焊接，在组对过程中，当发现钢板不平整时，应检查已组对的间隙，对间隙过小的地方作出标记，对该区域打磨后重新进行点焊，即可保证钢板的平整度。
2.3.3定位焊焊条应尽量采用细直径的焊条，焊接时采用较快的焊接速度，避免余高过高对后续的打磨工作带来困难。
截锥体钢衬里板焊接
2.4.1 焊接变形的控制
每块截锥体钢衬里板由五块板拼焊而成，因钢衬里板较薄，焊接易产生沿焊缝方向挠曲变形及垂直焊缝方向的波浪变形，通过对焊接顺序的调整及增加配重块的方法可明显降低焊接变形，具体做法为：
a. 将原工艺采用的每条焊缝正反两道焊接时从相反方向焊接改为从相同方向焊接，通过反变形控制挠曲变形。
b. 原工艺焊接时，用两块厚度为30mm,面积与每块衬里板构件相似的钢板压在每条焊缝两侧，控制焊接变形。通过改变原工艺，增加焊接时的配重块，在进行第2、3、4、5条焊缝焊接时，将已焊接焊缝两侧配重块继续压在原有位置，采用新的配重块压在将要焊接焊缝的两侧，通过上述方法，可明显减少截锥体钢衬里焊接时的波浪变形。
2.4.2 焊接电流的控制
进行截锥体钢衬里板拼焊时，应选用工艺范围内适宜的焊接电流，电流小，熔深浅，焊缝余高高，易在焊缝处产生应力集中，同样，电流大，易产生咬边，同样在熔合线处产生应力集中，明显降低焊缝处的力学性能。一般宜取电流为310A左右为宜。
2.5 截锥体与背肋角钢焊接
2.5.1 截锥体与背肋角钢焊接过程
弧向加劲肋的成型在型钢弯曲机上进行，成型后的加劲肋应逐件与样板检查。
衬里板吊入成型胎具后，首先将衬里板上的基准边和胎具上的基准对齐，然后用卡兰将衬里板纵向基准边卡紧贴合，然后将环向加劲肋入胎，再通过丝杠压杆将衬里板与胎具贴合并点焊加劲肋，最后用卡兰将衬里板四周卡紧，顺序按先环向后纵向，从基准侧往另一侧的顺序进行，然后进行纵向加劲肋的组对与点焊。
经检查、确认加劲肋的位置符合要求后，加劲肋、衬里板与胎具三者基本贴合，方可进行焊接，先进行加劲肋之间的焊接，再进行加劲肋与衬里板之间的焊接，焊接时安排4～6名焊工对称跳焊，由中间往两端进行，并随时检查焊接变形情况，以便及时调整焊接顺序来控制变形。
2.5.2 截锥体与背肋角钢焊接过程应注意的问题
a. 衬里板吊入成型胎具前，应认真对胎具表面进行检查，防止表面的铁屑等杂物在衬里板放在胎具上时对衬里板表面划伤。
b. 衬里板吊入成型胎具后，应确保焊缝对准成型胎具上的焊缝槽，避免影响衬里板与胎具的贴合面，进而影响衬里板加工弧度的精度。
c. 角钢与衬里板焊接时应通过丝杠压杆将衬里板与胎具贴合并点焊加劲肋，尽量避免在衬里板上点焊一带孔钢板，通过铁撬顶压使角钢与衬里板贴合点焊，虽然此种方法操作简便，但易对衬里板表面质量产生影响，经PT检测发现有些点焊过的部位发现存在母材不允许的超标缺陷，而且点焊过的部位对衬里板的内部相组织产生影响。
d. 严格按工艺操作，对不同部位使用经评定过的工艺进行焊接，相同部位用相同焊接方法点焊和焊接，防止焊接方法的混用。
e．角钢与角钢，角钢与衬里板焊缝交叉部位，应在角钢上开槽避免焊缝交叉，防止应力集中，开槽应注意槽的高度与宽度略高于交叉处焊缝，并应保证开的槽圆滑过渡。
f. 角钢与衬里板焊缝采用分段对称焊，焊接时会因焊工的疏忽造成焊接长度不一及部分地方出现漏焊现象，为避免此类问题的产生，在衬里板上划线确定角钢位置时，一并将角焊缝位置及长度标出，可防止上述问题的产生。
2.5.3 衬里板与角钢焊接角焊缝气孔控制
在衬里板第一块板焊接过程中，出现五条链状气孔（最长长度达50mm），严格影响焊接质量，经分析原因对以下方面进行调整：
a. 调整保护气体流量，在工艺范围内将气体流量调整到最大，避免外界环境对焊缝质量的影响。
b. 在衬里板与角钢组对时，严格控制组对间隙，以肉眼从一侧看无缝隙存在为宜。
c. 严格控制現场焊接环境，因风速对焊接后焊缝外观影响很大，对现场风速应严格进行控制，大风天气应采取挡风措施，天气炎热时，不允许焊接时使用风扇。
通过上述措施，角焊缝焊接质量得到了良好的控制。
2.6 焊后校正及吊装
2.6.1 焊后校正控制
焊接完成后应检查衬里板与胎具的贴合情况，如贴合不良应进行校形，校形时采用机械校正和火焰共同进行调整，但应注意以下问题：
a. 允许采用锤击，但锤击力量要适当，锤击时应在木材表面加块垫板，可避免锤击时对木材表面的伤害。
b. 火焰加热应严格控制温度，避免温度过高使木材组织发生相变，产生的非正常组织影响木材的力学性能。
2.6.1 吊装控制
在截锥体衬里板吊装过程中应严格进行控制，尤其对不规则板吊装时要增加吊装点数，使钢衬里板受力均匀，防止板在吊装过程中滑落。
2.7 构件保存
截锥体构件保存时应做好相应的防台风措施，放置角度不宜与地面过于垂直，构件应做好固定措施，防止台风天气受到损坏。
3、结论
截锥体的车间加工精度直接影响现场安装精度，在车间制作时，应严格控制加工尺寸及焊接变形，保证现场安装精度。
［参考文献］
［1］压水堆核电站机械设备设计及建造规程RCCM-2000 （2002遗补）
关键词：截锥体 焊接变形焊接质量
中图分类号：F253文献标识码： A
1、前言
安全壳钢衬里属于核电厂核岛第三道保护屏障，其加工质量对核岛安全防护有重要的影响，截锥体为钢衬里的一部分，截锥体钢衬里安装标高为-4,506m～-0.500米，下口外直径为φ34608mm,上口外直径为φ37012mm，由11块构件组成，每块构件由五块板拼焊而成，截锥体材料主要有硫、磷含量低、抗裂性能好的20HR钢板，背肋加劲肋∠75×50×8、∠125×80×10（Q235B）及φ8×80的锚固钉，其焊接材料，焊接方法及工艺参数见表1。
表1截锥体焊接材料、焊接方法及工艺参数
截锥体车间预制技术要求如下：
a.20HR钢板埋弧焊焊后100%VT、100%LT、100%PT检验，锥底到1.5m标高100%RT检验（其他2%RT检验）。
b.构件外形尺寸要求：弧度允许公差20mm/1m，焊缝处公差5mm/300mm；母线凸凹度为20mm/1m；上下口弧长允许偏差为±3mm；母线长允许偏差为±3mm；对角线偏差为±3mm。
2、预制过程及质量控制
2.1先决条件的检查
截锥体预制前应对人、机、料、法、环先决条件进行认真检查，着重对焊接工艺卡及其所根据的焊接工艺评定和焊工资格进行检查，保证焊接质量在事前得到有力控制。
预制过程
截锥体预制流程如图1。
图1截锥体预制流程图
钢衬里板焊前组对
截锥体钢衬里板组对对后续的焊接质量有重要的影响，因此对钢衬里焊前组对应严格进行控制，组对应注意以下问题：
2.3.1应将焊接的Ⅰ型坡口及待焊表面和两侧边缘的邻近区域（20mm）打磨干净，检验依据为露出金属光泽，避免其表面水、氧化物产生夹渣、气孔等缺陷影响焊接质量。
2.3.2组对间隙应进行严格控制，保证组对间隙≤0.5mm,埋弧焊焊接时线能量输出较大，组对间隙过大易发生烧穿，对后续的修补带来困难。同时，组对应避免达到规定的组对间隙而强行将钢板拉拢点焊，这样易影响钢板的平整度，影响后续的焊接，在组对过程中，当发现钢板不平整时，应检查已组对的间隙，对间隙过小的地方作出标记，对该区域打磨后重新进行点焊，即可保证钢板的平整度。
2.3.3定位焊焊条应尽量采用细直径的焊条，焊接时采用较快的焊接速度，避免余高过高对后续的打磨工作带来困难。
截锥体钢衬里板焊接
2.4.1 焊接变形的控制
每块截锥体钢衬里板由五块板拼焊而成，因钢衬里板较薄，焊接易产生沿焊缝方向挠曲变形及垂直焊缝方向的波浪变形，通过对焊接顺序的调整及增加配重块的方法可明显降低焊接变形，具体做法为：
a. 将原工艺采用的每条焊缝正反两道焊接时从相反方向焊接改为从相同方向焊接，通过反变形控制挠曲变形。
b. 原工艺焊接时，用两块厚度为30mm,面积与每块衬里板构件相似的钢板压在每条焊缝两侧，控制焊接变形。通过改变原工艺，增加焊接时的配重块，在进行第2、3、4、5条焊缝焊接时，将已焊接焊缝两侧配重块继续压在原有位置，采用新的配重块压在将要焊接焊缝的两侧，通过上述方法，可明显减少截锥体钢衬里焊接时的波浪变形。
2.4.2 焊接电流的控制
进行截锥体钢衬里板拼焊时，应选用工艺范围内适宜的焊接电流，电流小，熔深浅，焊缝余高高，易在焊缝处产生应力集中，同样，电流大，易产生咬边，同样在熔合线处产生应力集中，明显降低焊缝处的力学性能。一般宜取电流为310A左右为宜。
2.5 截锥体与背肋角钢焊接
2.5.1 截锥体与背肋角钢焊接过程
弧向加劲肋的成型在型钢弯曲机上进行，成型后的加劲肋应逐件与样板检查。
衬里板吊入成型胎具后，首先将衬里板上的基准边和胎具上的基准对齐，然后用卡兰将衬里板纵向基准边卡紧贴合，然后将环向加劲肋入胎，再通过丝杠压杆将衬里板与胎具贴合并点焊加劲肋，最后用卡兰将衬里板四周卡紧，顺序按先环向后纵向，从基准侧往另一侧的顺序进行，然后进行纵向加劲肋的组对与点焊。
经检查、确认加劲肋的位置符合要求后，加劲肋、衬里板与胎具三者基本贴合，方可进行焊接，先进行加劲肋之间的焊接，再进行加劲肋与衬里板之间的焊接，焊接时安排4～6名焊工对称跳焊，由中间往两端进行，并随时检查焊接变形情况，以便及时调整焊接顺序来控制变形。
2.5.2 截锥体与背肋角钢焊接过程应注意的问题
a. 衬里板吊入成型胎具前，应认真对胎具表面进行检查，防止表面的铁屑等杂物在衬里板放在胎具上时对衬里板表面划伤。
b. 衬里板吊入成型胎具后，应确保焊缝对准成型胎具上的焊缝槽，避免影响衬里板与胎具的贴合面，进而影响衬里板加工弧度的精度。
c. 角钢与衬里板焊接时应通过丝杠压杆将衬里板与胎具贴合并点焊加劲肋，尽量避免在衬里板上点焊一带孔钢板，通过铁撬顶压使角钢与衬里板贴合点焊，虽然此种方法操作简便，但易对衬里板表面质量产生影响，经PT检测发现有些点焊过的部位发现存在母材不允许的超标缺陷，而且点焊过的部位对衬里板的内部相组织产生影响。
d. 严格按工艺操作，对不同部位使用经评定过的工艺进行焊接，相同部位用相同焊接方法点焊和焊接，防止焊接方法的混用。
e．角钢与角钢，角钢与衬里板焊缝交叉部位，应在角钢上开槽避免焊缝交叉，防止应力集中，开槽应注意槽的高度与宽度略高于交叉处焊缝，并应保证开的槽圆滑过渡。
f. 角钢与衬里板焊缝采用分段对称焊，焊接时会因焊工的疏忽造成焊接长度不一及部分地方出现漏焊现象，为避免此类问题的产生，在衬里板上划线确定角钢位置时，一并将角焊缝位置及长度标出，可防止上述问题的产生。
2.5.3 衬里板与角钢焊接角焊缝气孔控制
在衬里板第一块板焊接过程中，出现五条链状气孔（最长长度达50mm），严格影响焊接质量，经分析原因对以下方面进行调整：
a. 调整保护气体流量，在工艺范围内将气体流量调整到最大，避免外界环境对焊缝质量的影响。
b. 在衬里板与角钢组对时，严格控制组对间隙，以肉眼从一侧看无缝隙存在为宜。
c. 严格控制現场焊接环境，因风速对焊接后焊缝外观影响很大，对现场风速应严格进行控制，大风天气应采取挡风措施，天气炎热时，不允许焊接时使用风扇。
通过上述措施，角焊缝焊接质量得到了良好的控制。
2.6 焊后校正及吊装
2.6.1 焊后校正控制
焊接完成后应检查衬里板与胎具的贴合情况，如贴合不良应进行校形，校形时采用机械校正和火焰共同进行调整，但应注意以下问题：
a. 允许采用锤击，但锤击力量要适当，锤击时应在木材表面加块垫板，可避免锤击时对木材表面的伤害。
b. 火焰加热应严格控制温度，避免温度过高使木材组织发生相变，产生的非正常组织影响木材的力学性能。
2.6.1 吊装控制
在截锥体衬里板吊装过程中应严格进行控制，尤其对不规则板吊装时要增加吊装点数，使钢衬里板受力均匀，防止板在吊装过程中滑落。
2.7 构件保存
截锥体构件保存时应做好相应的防台风措施，放置角度不宜与地面过于垂直，构件应做好固定措施，防止台风天气受到损坏。
3、结论
截锥体的车间加工精度直接影响现场安装精度，在车间制作时，应严格控制加工尺寸及焊接变形，保证现场安装精度。
［参考文献］
［1］压水堆核电站机械设备设计及建造规程RCCM-2000 （2002遗补）