凝汽器混合气体保护焊焊接工法
中国能源建设集团江苏省电力建设第三工程公司
赵富国 苗锦长
1. 前言
熔化极氧化性混合气体保护焊（英文简称MAG ）采用可熔化的焊丝与被焊工件之间的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属，并向焊接区输送保护气体，使电弧、熔化的焊丝、熔池及附近的母材金属免受周围空气的有害作用。连续送进的焊丝金属不断熔化并过度到熔池，与熔化的母材金属融合形成焊缝金属，从而使工件相互连接起来，保护气体由惰性气体和少量氧化性气体混合而成。可采用短路过渡、喷射过渡和脉冲喷射过渡进行焊接，可用于点焊、立焊、横焊和仰焊以及全位置焊等。尤其适用于碳钢、合金钢和不锈钢等黑色金属材料的焊接。本研究主要采用Ar+CO2混合气体进行保护的焊接方法，以获得满意的焊接质量。
我公司承建的山东海阳核电工程#1机组，是由美国西屋公司设计第三代核电技术AP1000百万千瓦级压水堆核电机组。每台汽轮机组设置三台凝汽器，三台低压缸。每台凝汽器的干重为 670t ，模块化设计、分部件到货。最大管束部件重量为 215t ，尺寸为18.1×5.2×8.0米。凝汽器焊接的工程量包括壳体组合焊接、膨胀节与上壳体焊接、膨胀节与低压缸焊接、壳体内隔板、排汽接管、支撑钢管焊接、低压缸密封、内部管道防冲刷罩焊接等。图纸中所有焊缝均要求做100%PT检验，焊后打磨清理工作量极大，且对变形控制要求高（特别是凝汽器与低压钢焊接，要求变形控制在10丝以内）。凝汽器膨胀节与上壳体的焊接和膨胀节与低压缸的焊接采用MAG 。相对于焊条电弧，MAG 效率高、焊接变形小、焊接烟尘小、焊后打磨清理工作量小且焊接接头力学性能等数据符合规范要求，对今后的电厂容器、钢结构等焊接工作具有借鉴和指导作用。
2. 功法特点
2.1相对于焊条电弧焊，MAG 能有效减少粉尘、烟气的产生。在凝汽器膨胀节与低压缸下缸的焊接中，焊接区域受限，空间封闭，MAG 大大改善了焊工的工作环境。
2.2MAG 提高了熔滴过渡的稳定性，稳定了阴极斑点，提高了电弧燃烧的稳定性，在改善焊缝熔深形状及外观成形，消除焊接缺陷，增大电弧热功率，焊接效率高，焊接质量好。
2.3凝汽器膨胀节与低压缸下缸的坡口间隙较大，需要堆焊的焊层较厚，采用MAG 提高了焊接效率，焊接过程操作方便，没有熔渣或很少有熔渣，焊后基本上不需清渣，减少了工时与耗材。
2.4大型容器的对口焊接，在焊接变形的控制方面有很高的要求，MAG 热输入集中，焊接线能量大，焊接速度快，熔池较小，热影响区窄，相比于焊条电弧焊，其焊接变形量要小很多。
2.5相对于电厂工程广泛使用的焊条电弧焊和钨极氩弧焊，MAG 焊工更容易掌握其要领，从培训到熟练周期短。
2.6相对于CO2焊接防范，MAG 焊焊接头力学性能更佳，可以应用于重要部件的制作，如压力容器等。
3. 适用范围
3.1适用于发电厂工程容器、钢结构等的制作、安装焊接，在减少焊接变形、耗材上、提高焊接效率、降低成本有很大优势。
3.2适用于其他工业安装工程的焊接，在改善工作环境，提高焊接质量，特别是减少粉尘对其他成品造成危害方面有很大优势。
4. 工艺原理
用纯Ar 焊接低碳钢、低合金钢，喷射过渡时，焊丝金属以细滴（小于焊丝直径）沿电弧轴线方向进入熔池，电弧稳定，飞溅极少，能有效减少焊接缺陷发生率。但同时，液体金属的粘度及表面张力较大，易产生气孔。焊缝金属润湿性差，焊缝两侧容易形成咬边等缺陷。由于电极飘移现象，电弧根部不稳定，会引起焊缝熔深及焊缝成形不规则。另外，纯Ar 做保护气体时，焊缝形状为蘑菇形(亦称指形) ，这种熔深的根部往往容易产生气孔，对接焊时还容造成焊缝根部熔透不足的缺陷。
混合气体保护焊，惰性气体中混入少量氧化性气体的目的是在基本不改变惰性气体电弧特性的条件
下，进一步提高电弧的稳定性，细化金属熔滴，消除阴极飘移现象，提高焊缝力学性能，改善焊缝成型。CO2气体的加入，加剧了电弧区的氧化反应，氧化反应放出的这部分热量，可以使母材部分熔深增加，焊丝的溶化系数提高，焊接时热源集中，同时，CO2在电弧中心分解对电弧有冷却作用，使电弧放电温度提高。另外，在弧柱高温区分解时吸收的热量在电弧的斑点附近时又重新释放出来。这种对焊接熔池和焊丝起着一种增大输入热量的作用。因而提高了电弧的热功率，从而增加了母材的熔深和焊丝的熔化速度。所以焊接质量优良，同时有利于环境保护，对人体危害小。所以在焊接碳钢和低合金钢时常常采用CO2和Ar 的混合气体来降低飞溅和取得较大的熔深。
另外，混合气体保护焊的熔化效率高，每小时可达4.5kg ，是手工电弧焊的3倍以上，焊接辅助时间也降低了一半以上。在减少焊接变形方面，由于热输入集中，变形相对于手工电弧焊小很多，结合采用恰当的对称跳跃焊接方式，极大减小了凝汽器这样大型容器对口的焊接变形。
焊接过程中控制焊接速度保持均均，注意焊缝熔池颜色的观察，在焊接起弧、收弧及接头部位保持足够焊接热输入，可以有效防止产生裂纹及气孔等问题，获得稳定的焊接质量。
5. 施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
凝汽器部件对口 → 焊件坡口制备(若有要求) → 焊件组对及检查 → 点固焊 → 施焊 → 自检 → 质量检验（包括进行无损检验）→ 验收。
5.2操作要点
5.2.1凝汽器壁板控制焊接变形措施
a) 焊接时采用对称分段跳跃退焊法进行施焊；
b) 两名或两名以上焊工同时对称焊接控制变形时，必须服从统一指挥，按分段编号的数字顺序依次施焊，保持步调一致。
c) 分段时每段长400mm 左右，端部分段长长不足150mm 时与相邻段合并作为一段，超出150mm 时作为单独一段。在拐角处禁止收弧，保证拐角处焊缝平滑过渡。盖面层不需要采用分段跳跃退焊法施焊。 d) 为更好控制变形，根据现场实际情况，可焊接槽钢加固。
e) 每层焊完后，可采用敲击法消除焊缝金属残余应力，但第一层和盖面层不允许敲击。
f) 凝汽器与低压缸连接接头焊接时，应设置百分表监控焊接变形；超过允许值时，应中断焊接；变形恢复至允许范围内时，方可继续焊接。 5.2.2 凝汽器安装及焊接次序
现场凝汽器共分为以下几部分：安装次序为：①A 、B 与C 对接，②D 与E 对接，③ A.B.C与D.E 对接，④ A.B.C与F 对接，⑤F 与低压缸拼接。采用MAG 焊接的为④、⑤段的焊接。
5.2.2-1凝汽器拼装示意图
8
219
[***********]1 14 2 15
3 16 4 17
5 18 6 19
[1**********]3
焊工D焊工A
82192210
330×2=8580m m
214
25
1
[***********]焊12
焊14
[1**********]
焊工C
焊工C
7
196
18
5
17
4
163
152
141
26
[1**********]310
229
焊工B
焊工B
[1**********]7
218330×2=8580m m
15
焊工D 焊工A
23112412
5.2.2-2凝汽器与膨胀节12~15#焊缝分段图
焊缝12~15#分段如图5.2.2-2，四名焊工焊接范围以上图十字虚线为界，四名焊工按图中分段顺序同时顺时针焊接，拐角处平滑过渡，接头错开。 5.2.3坡口加工及组对要求
坡口尺寸应符合图纸或规范要求，焊前应仔细清理，对接接头坡口表面及坡口内外每侧20mm 、角接接头（焊脚尺寸k 值+10）mm 范围内的油、漆、锈、氧化皮等有害杂质清理干净，见金属光泽。
图5.2.3-1 凝汽器膨胀节与低压缸焊缝坡口示意图 图5.2.3-2凝汽器与膨胀节焊缝坡口示意图 (低压缸与过渡连接部间隙大于7mm 时需要加衬垫 ） 5.2.4焊接材料选用
焊丝选用ER50-6，直径φ1.2mm ，保护气选用Ar+CO2，混合比为80%/20%，气流量为15-20L /min。实际采购中，直接采购瓶装混合气体，但应采取措施确保工艺要求的混合比。
5.2.5预热温度
由于低压缸侧厚度部分达50mm ，故需进行热处理，采用氧乙炔火焰加热分段预热，加热应均匀；加热时火焰离坡口面应保持一定距离，防止坡口打磨面过快氧化；预热温度在100～200℃，预热宽度为
150mm ，施焊前采用红外测温仪进行测量。 5.2.6焊接工艺参数
膨胀节与凝汽器焊接工艺参数见下表：
焊枪的操作对焊缝的形状及熔深的影响较大。焊枪操作有两种方法：前进焊和后退焊。与后退焊相比，前进焊熔融金属向前流动，焊道宽、熔深小。这种方法不会使空气混入保护气体内，从而获得稳定的电弧，在焊接比较深的焊缝时，为了防止过多的飞溅，有时也采用后退焊。
焊枪的前进角保持在10～15°以内，这是为了使电弧有较强的硬直性，和增强在焊丝传送方向上的电弧力，如果焊枪过于倾斜的话，在焊枪前进方向上推动熔化金属的力就增大，从而使飞溅增多，出现熔化不好的结果。
弧长一般控制在3-5mm ，在接头填满后，逐渐拉长电弧灭弧。层间焊接时，应持续保证焊缝区温度100～400℃。
焊接过程严格进行层间清理检查，确认无缺陷后方可进行下一层焊接。 5.2.8 焊后自检
每焊完一道应清理焊道表面及坡口两侧，如发现有不合格的，对可修补缺陷进行焊接修补，并经自检合格后，方可施焊下一焊道，但不得分段多层焊接。多层多道焊接，应将焊道接头应错开15～20mm 。
5.3劳动力组织
5.3.1劳动力组织见表5.3
6. 机具设备表
6.1 本工法无需特别说明的材料，采用的材料设备见表6。
7. 质量控制
7.1 质量验收标准
7.1.1焊接质量检验采用焊工自检、施工单位专检、监理及业主检验分级实施的验收制度，采用自检与专检相结合的方法进行检验评定。
7.1.2焊缝成型良好，焊缝边缘应圆滑过渡到母材，焊波均匀，焊宽均直。焊工对所完成焊缝及时清理药皮后做100%自检，并认真做好记录。
7.1.3焊缝表面不允许有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、焊瘤、电弧擦伤等缺陷。 7.1.4外观检查不合格的焊接接头，不允许进行其它项目的检查。 7.1.5焊接接头要求渗透检验达到JB/T 4730.5-2005Ⅰ级，检验比例100%，且检验结果不得有任何裂纹，成排气孔、分层和长度大于1.5mm 线性缺陷显示。
7.2 缺陷补焊修复
7.2.1进行补焊修复的焊工应具备焊工合格证相应的合格项目，且具备较丰富的现场经验。 7.2.2补焊选用与正常焊接相同的焊接材料。 7.2.3补焊工艺同原焊接工艺。
7.2.4补焊过程完成后，及时清理焊缝金属表面杂物。
7.2.5同一缺陷部位补焊次数不得超过2次。
8. 安全措施
8.1针对混合气体保护焊的补充要求
8.1.1焊机内的接触器、断电器的工作元件，焊枪夹头的夹紧力以及喷嘴的绝缘性能等，应定期检查。 8.1.2电弧温度约为6000-10000℃，电弧光辐射比手工电弧焊强，因此应加强防护。由于臭氧和紫外线作用强烈，宜穿戴非棉布工作服（如耐酸呢、柞丝绸等）。
8.1.3焊机使用前应检查供气、供水系统，不得在漏水、漏气的情况下运行。 8.1.4移动焊机时，应取出机内易损电子器件，单独搬运。 8.2一般安全措施
8.2.1进行焊接、切割工作人员须正确使用劳动防护用品，护目镜、工作服、绝缘鞋、皮手套等符合专用防护要求。
8.2.2正确使用“安全三宝”，登高作业系好安全带，脚手搭设应符合安规要求。 8.2.3 电焊机、电焊机集装箱等外壳必须可靠接地，接地电阻不得大于8Ω，严禁多台电焊机串联接地。焊钳、焊接电缆、割炬导线等必须绝缘性能良好，无破损。
8.2.4 动火作业要严格按照防火防爆安全施工作业票管理工作程序执行；动火前要办理动火作业票，要遵从“谁施工、谁负责，谁主管、谁负责”的原则；焊接切割工作针对作业环境认真检查，尤其做好焊接、切割下方易燃易爆物的检查，清除后再作业，确实无法清除时，必须采取可靠的隔离和防护措施；焊接、切割等作业结束后，必须切断电源，仔细检查工作场所周围及防护措施，确认无起火危险后方可离开。
8.2.5 登高作业人员须符合体检要求。
8.2.6焊接施工作业地点的临空面、孔洞应有可靠的安全防护措施。
8.2.7应尽量避免交叉作业。如有交叉作业时，要注意自己上、下方的施工情况，意作业点周围的安全状态，发现安全隐患时，必须及时采取有效防护措施。
8.2.8乙炔瓶应直立放置，氧、乙炔瓶相距8m 以上，应远离明火10m 以上，乙炔瓶要有防回火装置。氧、乙炔瓶不得同车运输。
8.2.9 气割作业结束后，应关闭所有气源的供气阀门，并卸下割炬，严禁只关闭割炬阀或输气胶管弯折便离开作业现场。
8.2.10 行灯电压不大于12V ，行灯有保护罩，其电源线使用橡胶软电缆。行灯变压器由电工布置维护。 8.2.11 在狭小或潮湿地点施焊时，应垫干燥木块或采取其它防止触电的措施，并设监护人。
8.2.12 不宜在雨、雪、雾及大风天气进行焊接或切割作业，如确需要，应采取遮蔽措施。现场道路及脚手架、跳板、走道应及时清除积水，并采取防滑措施。
8.2.13 所有施工人员进入现场应严格遵守《电力建设安全工作规程》。 8.2.14 雨季施工须采取防漏电、触电措施。
8.2.15在凝汽器钛管上方焊接或动火作业时，应做好隔离措施，防止损伤钛管。
8.2.16 进入自然通风换气效果不良的受限空间，应采用机械通风，通风换气次数不能少于3次/h～5次/h,通风换气应满足稀释有毒有害物质的要求。
8.2.17 受限空间作业应符合受限空间作业管理的相关规定。
8.2.23 拉电焊皮线时，注意皮线接头不要碰到管道及其它设备上，以防电弧击伤设备。应经常检查电焊皮线的完好程度，发现破损处及时用绝缘胶带包扎好。
9. 环保措施
9.1 MAG相比与手工电弧焊，焊接粉尘少，基本没有熔渣，环境污染小，改善了焊接工作环境。 9.2 在焊接工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度。将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。
9.3坚持文明施工，做到“工完料尽场地清”。
9.4认真执行工程公司的管理方针，做好环境保护措施。电焊渣、药皮应及时清理，废焊条、焊条头、
焊丝头及时回收。
10. 效益分析
10.1采用MAG 焊接凝汽器比手工电弧焊提高生产效率1/2以上，缩短了施工工期，降低了人工成本； 10.2MAG 为焊丝连续焊接，没有手工焊焊条的剩余焊条头，提高了焊材利用率，降低了消耗材料成本； 10.3MAG 焊接烟气小，改善了焊工工作环境；
10.4MAG 焊工掌握其要领，从培训到熟练周期短，降低了焊工培训成本； 10.5MAG 焊能量集中有利控制焊接变形；
10.6综合以上工期、材料、质量、人工等方面因素，采用此工法可节省30万元以上成本。
11. 应用实例
山东海阳核电一期工程中，我公司合同标段内凝汽器焊接中采用MAG （80%Ar+20%CO2）的焊缝包括：#1机组凝汽器膨胀节与凝汽器上壳体拼接的12#～15#焊缝4段，共计27960mm ；#1机组凝汽器膨胀节与低压缸拼接的16#～19#焊缝4段，共计27960mm 。在施工中采用MAG 工法，投入4台MAG 焊机与焊枪、送丝装置，4名焊工，投入2名热处理工，轮换为母材进行焊前预热处理、保持层间温度在规定范围内。投入1名技术员，实时记录焊接过程中的母材温度，确保热处理有效。焊接时，采用对称分段跳跃退焊法进行施焊，听从指挥，统一步调，按焊缝编号顺序焊接。由于母材板厚、焊缝间隙比较大（部分间隙大于7mm 的添加垫板），焊接时先对下层母材进行堆焊，采用多层多道焊接。焊接工艺参数严格按照焊接工艺卡调节，并在凝汽内放置了温湿度表，实时监控，确保焊接环境满足质量要求。焊后经100%外观及PT 检验，焊缝成型良好，内部质量优异，确保了工程后续工作的正常开展，优良的焊接质量获得业主及监理单位一致好评。
焊缝对口完毕
母材预热过程中
焊接过程中
外观检验后
PT 检验后
凝汽器混合气体保护焊焊接工法
中国能源建设集团江苏省电力建设第三工程公司
赵富国 苗锦长
1. 前言
熔化极氧化性混合气体保护焊（英文简称MAG ）采用可熔化的焊丝与被焊工件之间的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属，并向焊接区输送保护气体，使电弧、熔化的焊丝、熔池及附近的母材金属免受周围空气的有害作用。连续送进的焊丝金属不断熔化并过度到熔池，与熔化的母材金属融合形成焊缝金属，从而使工件相互连接起来，保护气体由惰性气体和少量氧化性气体混合而成。可采用短路过渡、喷射过渡和脉冲喷射过渡进行焊接，可用于点焊、立焊、横焊和仰焊以及全位置焊等。尤其适用于碳钢、合金钢和不锈钢等黑色金属材料的焊接。本研究主要采用Ar+CO2混合气体进行保护的焊接方法，以获得满意的焊接质量。
我公司承建的山东海阳核电工程#1机组，是由美国西屋公司设计第三代核电技术AP1000百万千瓦级压水堆核电机组。每台汽轮机组设置三台凝汽器，三台低压缸。每台凝汽器的干重为 670t ，模块化设计、分部件到货。最大管束部件重量为 215t ，尺寸为18.1×5.2×8.0米。凝汽器焊接的工程量包括壳体组合焊接、膨胀节与上壳体焊接、膨胀节与低压缸焊接、壳体内隔板、排汽接管、支撑钢管焊接、低压缸密封、内部管道防冲刷罩焊接等。图纸中所有焊缝均要求做100%PT检验，焊后打磨清理工作量极大，且对变形控制要求高（特别是凝汽器与低压钢焊接，要求变形控制在10丝以内）。凝汽器膨胀节与上壳体的焊接和膨胀节与低压缸的焊接采用MAG 。相对于焊条电弧，MAG 效率高、焊接变形小、焊接烟尘小、焊后打磨清理工作量小且焊接接头力学性能等数据符合规范要求，对今后的电厂容器、钢结构等焊接工作具有借鉴和指导作用。
2. 功法特点
2.1相对于焊条电弧焊，MAG 能有效减少粉尘、烟气的产生。在凝汽器膨胀节与低压缸下缸的焊接中，焊接区域受限，空间封闭，MAG 大大改善了焊工的工作环境。
2.2MAG 提高了熔滴过渡的稳定性，稳定了阴极斑点，提高了电弧燃烧的稳定性，在改善焊缝熔深形状及外观成形，消除焊接缺陷，增大电弧热功率，焊接效率高，焊接质量好。
2.3凝汽器膨胀节与低压缸下缸的坡口间隙较大，需要堆焊的焊层较厚，采用MAG 提高了焊接效率，焊接过程操作方便，没有熔渣或很少有熔渣，焊后基本上不需清渣，减少了工时与耗材。
2.4大型容器的对口焊接，在焊接变形的控制方面有很高的要求，MAG 热输入集中，焊接线能量大，焊接速度快，熔池较小，热影响区窄，相比于焊条电弧焊，其焊接变形量要小很多。
2.5相对于电厂工程广泛使用的焊条电弧焊和钨极氩弧焊，MAG 焊工更容易掌握其要领，从培训到熟练周期短。
2.6相对于CO2焊接防范，MAG 焊焊接头力学性能更佳，可以应用于重要部件的制作，如压力容器等。
3. 适用范围
3.1适用于发电厂工程容器、钢结构等的制作、安装焊接，在减少焊接变形、耗材上、提高焊接效率、降低成本有很大优势。
3.2适用于其他工业安装工程的焊接，在改善工作环境，提高焊接质量，特别是减少粉尘对其他成品造成危害方面有很大优势。
4. 工艺原理
用纯Ar 焊接低碳钢、低合金钢，喷射过渡时，焊丝金属以细滴（小于焊丝直径）沿电弧轴线方向进入熔池，电弧稳定，飞溅极少，能有效减少焊接缺陷发生率。但同时，液体金属的粘度及表面张力较大，易产生气孔。焊缝金属润湿性差，焊缝两侧容易形成咬边等缺陷。由于电极飘移现象，电弧根部不稳定，会引起焊缝熔深及焊缝成形不规则。另外，纯Ar 做保护气体时，焊缝形状为蘑菇形(亦称指形) ，这种熔深的根部往往容易产生气孔，对接焊时还容造成焊缝根部熔透不足的缺陷。
混合气体保护焊，惰性气体中混入少量氧化性气体的目的是在基本不改变惰性气体电弧特性的条件
下，进一步提高电弧的稳定性，细化金属熔滴，消除阴极飘移现象，提高焊缝力学性能，改善焊缝成型。CO2气体的加入，加剧了电弧区的氧化反应，氧化反应放出的这部分热量，可以使母材部分熔深增加，焊丝的溶化系数提高，焊接时热源集中，同时，CO2在电弧中心分解对电弧有冷却作用，使电弧放电温度提高。另外，在弧柱高温区分解时吸收的热量在电弧的斑点附近时又重新释放出来。这种对焊接熔池和焊丝起着一种增大输入热量的作用。因而提高了电弧的热功率，从而增加了母材的熔深和焊丝的熔化速度。所以焊接质量优良，同时有利于环境保护，对人体危害小。所以在焊接碳钢和低合金钢时常常采用CO2和Ar 的混合气体来降低飞溅和取得较大的熔深。
另外，混合气体保护焊的熔化效率高，每小时可达4.5kg ，是手工电弧焊的3倍以上，焊接辅助时间也降低了一半以上。在减少焊接变形方面，由于热输入集中，变形相对于手工电弧焊小很多，结合采用恰当的对称跳跃焊接方式，极大减小了凝汽器这样大型容器对口的焊接变形。
焊接过程中控制焊接速度保持均均，注意焊缝熔池颜色的观察，在焊接起弧、收弧及接头部位保持足够焊接热输入，可以有效防止产生裂纹及气孔等问题，获得稳定的焊接质量。
5. 施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
凝汽器部件对口 → 焊件坡口制备(若有要求) → 焊件组对及检查 → 点固焊 → 施焊 → 自检 → 质量检验（包括进行无损检验）→ 验收。
5.2操作要点
5.2.1凝汽器壁板控制焊接变形措施
a) 焊接时采用对称分段跳跃退焊法进行施焊；
b) 两名或两名以上焊工同时对称焊接控制变形时，必须服从统一指挥，按分段编号的数字顺序依次施焊，保持步调一致。
c) 分段时每段长400mm 左右，端部分段长长不足150mm 时与相邻段合并作为一段，超出150mm 时作为单独一段。在拐角处禁止收弧，保证拐角处焊缝平滑过渡。盖面层不需要采用分段跳跃退焊法施焊。 d) 为更好控制变形，根据现场实际情况，可焊接槽钢加固。
e) 每层焊完后，可采用敲击法消除焊缝金属残余应力，但第一层和盖面层不允许敲击。
f) 凝汽器与低压缸连接接头焊接时，应设置百分表监控焊接变形；超过允许值时，应中断焊接；变形恢复至允许范围内时，方可继续焊接。 5.2.2 凝汽器安装及焊接次序
现场凝汽器共分为以下几部分：安装次序为：①A 、B 与C 对接，②D 与E 对接，③ A.B.C与D.E 对接，④ A.B.C与F 对接，⑤F 与低压缸拼接。采用MAG 焊接的为④、⑤段的焊接。
5.2.2-1凝汽器拼装示意图
8
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焊工D焊工A
82192210
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焊工C
焊工C
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焊工B
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218330×2=8580m m
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焊工D 焊工A
23112412
5.2.2-2凝汽器与膨胀节12~15#焊缝分段图
焊缝12~15#分段如图5.2.2-2，四名焊工焊接范围以上图十字虚线为界，四名焊工按图中分段顺序同时顺时针焊接，拐角处平滑过渡，接头错开。 5.2.3坡口加工及组对要求
坡口尺寸应符合图纸或规范要求，焊前应仔细清理，对接接头坡口表面及坡口内外每侧20mm 、角接接头（焊脚尺寸k 值+10）mm 范围内的油、漆、锈、氧化皮等有害杂质清理干净，见金属光泽。
图5.2.3-1 凝汽器膨胀节与低压缸焊缝坡口示意图 图5.2.3-2凝汽器与膨胀节焊缝坡口示意图 (低压缸与过渡连接部间隙大于7mm 时需要加衬垫 ） 5.2.4焊接材料选用
焊丝选用ER50-6，直径φ1.2mm ，保护气选用Ar+CO2，混合比为80%/20%，气流量为15-20L /min。实际采购中，直接采购瓶装混合气体，但应采取措施确保工艺要求的混合比。
5.2.5预热温度
由于低压缸侧厚度部分达50mm ，故需进行热处理，采用氧乙炔火焰加热分段预热，加热应均匀；加热时火焰离坡口面应保持一定距离，防止坡口打磨面过快氧化；预热温度在100～200℃，预热宽度为
150mm ，施焊前采用红外测温仪进行测量。 5.2.6焊接工艺参数
膨胀节与凝汽器焊接工艺参数见下表：
焊枪的操作对焊缝的形状及熔深的影响较大。焊枪操作有两种方法：前进焊和后退焊。与后退焊相比，前进焊熔融金属向前流动，焊道宽、熔深小。这种方法不会使空气混入保护气体内，从而获得稳定的电弧，在焊接比较深的焊缝时，为了防止过多的飞溅，有时也采用后退焊。
焊枪的前进角保持在10～15°以内，这是为了使电弧有较强的硬直性，和增强在焊丝传送方向上的电弧力，如果焊枪过于倾斜的话，在焊枪前进方向上推动熔化金属的力就增大，从而使飞溅增多，出现熔化不好的结果。
弧长一般控制在3-5mm ，在接头填满后，逐渐拉长电弧灭弧。层间焊接时，应持续保证焊缝区温度100～400℃。
焊接过程严格进行层间清理检查，确认无缺陷后方可进行下一层焊接。 5.2.8 焊后自检
每焊完一道应清理焊道表面及坡口两侧，如发现有不合格的，对可修补缺陷进行焊接修补，并经自检合格后，方可施焊下一焊道，但不得分段多层焊接。多层多道焊接，应将焊道接头应错开15～20mm 。
5.3劳动力组织
5.3.1劳动力组织见表5.3
6. 机具设备表
6.1 本工法无需特别说明的材料，采用的材料设备见表6。
7. 质量控制
7.1 质量验收标准
7.1.1焊接质量检验采用焊工自检、施工单位专检、监理及业主检验分级实施的验收制度，采用自检与专检相结合的方法进行检验评定。
7.1.2焊缝成型良好，焊缝边缘应圆滑过渡到母材，焊波均匀，焊宽均直。焊工对所完成焊缝及时清理药皮后做100%自检，并认真做好记录。
7.1.3焊缝表面不允许有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、焊瘤、电弧擦伤等缺陷。 7.1.4外观检查不合格的焊接接头，不允许进行其它项目的检查。 7.1.5焊接接头要求渗透检验达到JB/T 4730.5-2005Ⅰ级，检验比例100%，且检验结果不得有任何裂纹，成排气孔、分层和长度大于1.5mm 线性缺陷显示。
7.2 缺陷补焊修复
7.2.1进行补焊修复的焊工应具备焊工合格证相应的合格项目，且具备较丰富的现场经验。 7.2.2补焊选用与正常焊接相同的焊接材料。 7.2.3补焊工艺同原焊接工艺。
7.2.4补焊过程完成后，及时清理焊缝金属表面杂物。
7.2.5同一缺陷部位补焊次数不得超过2次。
8. 安全措施
8.1针对混合气体保护焊的补充要求
8.1.1焊机内的接触器、断电器的工作元件，焊枪夹头的夹紧力以及喷嘴的绝缘性能等，应定期检查。 8.1.2电弧温度约为6000-10000℃，电弧光辐射比手工电弧焊强，因此应加强防护。由于臭氧和紫外线作用强烈，宜穿戴非棉布工作服（如耐酸呢、柞丝绸等）。
8.1.3焊机使用前应检查供气、供水系统，不得在漏水、漏气的情况下运行。 8.1.4移动焊机时，应取出机内易损电子器件，单独搬运。 8.2一般安全措施
8.2.1进行焊接、切割工作人员须正确使用劳动防护用品，护目镜、工作服、绝缘鞋、皮手套等符合专用防护要求。
8.2.2正确使用“安全三宝”，登高作业系好安全带，脚手搭设应符合安规要求。 8.2.3 电焊机、电焊机集装箱等外壳必须可靠接地，接地电阻不得大于8Ω，严禁多台电焊机串联接地。焊钳、焊接电缆、割炬导线等必须绝缘性能良好，无破损。
8.2.4 动火作业要严格按照防火防爆安全施工作业票管理工作程序执行；动火前要办理动火作业票，要遵从“谁施工、谁负责，谁主管、谁负责”的原则；焊接切割工作针对作业环境认真检查，尤其做好焊接、切割下方易燃易爆物的检查，清除后再作业，确实无法清除时，必须采取可靠的隔离和防护措施；焊接、切割等作业结束后，必须切断电源，仔细检查工作场所周围及防护措施，确认无起火危险后方可离开。
8.2.5 登高作业人员须符合体检要求。
8.2.6焊接施工作业地点的临空面、孔洞应有可靠的安全防护措施。
8.2.7应尽量避免交叉作业。如有交叉作业时，要注意自己上、下方的施工情况，意作业点周围的安全状态，发现安全隐患时，必须及时采取有效防护措施。
8.2.8乙炔瓶应直立放置，氧、乙炔瓶相距8m 以上，应远离明火10m 以上，乙炔瓶要有防回火装置。氧、乙炔瓶不得同车运输。
8.2.9 气割作业结束后，应关闭所有气源的供气阀门，并卸下割炬，严禁只关闭割炬阀或输气胶管弯折便离开作业现场。
8.2.10 行灯电压不大于12V ，行灯有保护罩，其电源线使用橡胶软电缆。行灯变压器由电工布置维护。 8.2.11 在狭小或潮湿地点施焊时，应垫干燥木块或采取其它防止触电的措施，并设监护人。
8.2.12 不宜在雨、雪、雾及大风天气进行焊接或切割作业，如确需要，应采取遮蔽措施。现场道路及脚手架、跳板、走道应及时清除积水，并采取防滑措施。
8.2.13 所有施工人员进入现场应严格遵守《电力建设安全工作规程》。 8.2.14 雨季施工须采取防漏电、触电措施。
8.2.15在凝汽器钛管上方焊接或动火作业时，应做好隔离措施，防止损伤钛管。
8.2.16 进入自然通风换气效果不良的受限空间，应采用机械通风，通风换气次数不能少于3次/h～5次/h,通风换气应满足稀释有毒有害物质的要求。
8.2.17 受限空间作业应符合受限空间作业管理的相关规定。
8.2.23 拉电焊皮线时，注意皮线接头不要碰到管道及其它设备上，以防电弧击伤设备。应经常检查电焊皮线的完好程度，发现破损处及时用绝缘胶带包扎好。
9. 环保措施
9.1 MAG相比与手工电弧焊，焊接粉尘少，基本没有熔渣，环境污染小，改善了焊接工作环境。 9.2 在焊接工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度。将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。
9.3坚持文明施工，做到“工完料尽场地清”。
9.4认真执行工程公司的管理方针，做好环境保护措施。电焊渣、药皮应及时清理，废焊条、焊条头、
焊丝头及时回收。
10. 效益分析
10.1采用MAG 焊接凝汽器比手工电弧焊提高生产效率1/2以上，缩短了施工工期，降低了人工成本； 10.2MAG 为焊丝连续焊接，没有手工焊焊条的剩余焊条头，提高了焊材利用率，降低了消耗材料成本； 10.3MAG 焊接烟气小，改善了焊工工作环境；
10.4MAG 焊工掌握其要领，从培训到熟练周期短，降低了焊工培训成本； 10.5MAG 焊能量集中有利控制焊接变形；
10.6综合以上工期、材料、质量、人工等方面因素，采用此工法可节省30万元以上成本。
11. 应用实例
山东海阳核电一期工程中，我公司合同标段内凝汽器焊接中采用MAG （80%Ar+20%CO2）的焊缝包括：#1机组凝汽器膨胀节与凝汽器上壳体拼接的12#～15#焊缝4段，共计27960mm ；#1机组凝汽器膨胀节与低压缸拼接的16#～19#焊缝4段，共计27960mm 。在施工中采用MAG 工法，投入4台MAG 焊机与焊枪、送丝装置，4名焊工，投入2名热处理工，轮换为母材进行焊前预热处理、保持层间温度在规定范围内。投入1名技术员，实时记录焊接过程中的母材温度，确保热处理有效。焊接时，采用对称分段跳跃退焊法进行施焊，听从指挥，统一步调，按焊缝编号顺序焊接。由于母材板厚、焊缝间隙比较大（部分间隙大于7mm 的添加垫板），焊接时先对下层母材进行堆焊，采用多层多道焊接。焊接工艺参数严格按照焊接工艺卡调节，并在凝汽内放置了温湿度表，实时监控，确保焊接环境满足质量要求。焊后经100%外观及PT 检验，焊缝成型良好，内部质量优异，确保了工程后续工作的正常开展，优良的焊接质量获得业主及监理单位一致好评。
焊缝对口完毕
母材预热过程中
焊接过程中
外观检验后
PT 检验后