阅读说明：本技术 不锈钢管对接自动叠加脉冲单道焊的焊接系统和方法 (Stainless steel tube docks the welding system and method for automatic superimposed pulse single-run welding ) 是由 赛鹏 孙国辉 王莉 杨云丽 张海梅 王恩泽 王舒伟 崔建龙 隋旭 于 2019-08-07 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种不锈钢管对接自动叠加脉冲单道焊的焊接系统和方法。所述系统包括不锈钢对接管和TIG焊机；焊接时,对套管和连接件的端部、熔化环的内径进行加工和清洁；装配套管、连接件和熔化环,并点焊；焊接设备安装和调试后,设定焊接参数,实施焊接。该不锈钢管对接自动叠加脉冲单道焊的焊接系统和方法在稳压器电加热器密集、管之间距离小、焊接操作空间小的情况下,可有效实现电加热器套管与连接件之间的有效焊接；还可避免工件和钨极长时处于过热的状态下,使得焊接过程稳定,可以获得良好的焊缝成形与焊接质量。(The present invention provides welding systems and method that a kind of stainless steel tube docks automatic superimposed pulse single-run welding.The system comprises stainless steel butt tube and tig arc welding machines；When welding, the end of casing and connector, the internal diameter of melting ring are processed and cleaned；Assemble casing, connector and melting ring, and spot welding；After welding equipment installation and debugging, welding parameter is set, implements welding.The welding system and method that the stainless steel tube docks automatic superimposed pulse single-run welding can effectively realize effective welding between electric heater casing and connector in the case where voltage-stablizer electric heater is intensive, distance is small, welding operating space is small between pipe；It also can avoid being in the state of overheat when workpiece and long tungsten electrode, so that welding process is stablized, good appearance of weld and welding quality can be obtained.)

不锈钢管对接自动叠加脉冲单道焊的焊接系统和方法

技术领域

本发明涉及焊接领域，尤其涉及一种焊接方法，具体地，涉及一种用于不锈钢管对接的叠加脉冲单道自动焊焊接方法，特别地，涉及一种用于稳压器的S(硫)含量很低的电加热器套管与连接件的自动焊方法。

背景技术

核电站中，稳压器电加热器套管与连接件的焊接是该类产品的特有结构。产品共设置四圈108件电加热器，管之间间距小，仅约80mm，焊接操作空间狭小，无法采用填丝焊，只能采用自熔来实现单面焊双面成型，且此焊缝需要在横焊位置进行焊接。

根据稳压器设计要求，此焊缝对接焊后需经PT、RT检测合格的同时，焊缝成型要求较为苛刻。焊接过程中既要保证焊缝熔合良好，还需要控制焊缝外凹和内凸的尺寸，焊接难度大，质量要求高。但由于该不锈钢管S含量很低，常规的脉冲单道自动焊无法满足焊透要求。

基于上述困难，本发明人对现有的不锈钢管焊接技术进行研究，以便设计出一种焊接效率高，焊接过程稳定，焊缝熔合良好，且焊缝内外表面尺寸满足使用需求的焊接方法。因此，本发明提供了一种不锈钢管对接自动叠加脉冲单道焊的焊接系统和方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：通过TIG焊机采用特定的焊接参数可以对奥氏体不锈钢对接管进行焊接，选用特定的钨极和焊接方法后可以产生压缩和挺直度好的电弧，在保证焊缝的熔深的情况下还可避免工件和钨极长时处于过热的状态下，使焊接过程稳定，获得良好的焊缝成形与焊接质量，从而完成了本发明。

本发明的目的在于提供以下方面：

第一方面，本发明提供了一种不锈钢管对接自动叠加脉冲单道焊的焊接方法，该焊接方法包括以下步骤：

(1)对套管和连接件的端部、熔化环的内径进行加工和清洁；

(2)装配套管、连接件和熔化环，并点焊；

(3)焊接设备安装和调试后，设定焊接参数，实施焊接。

其中，在步骤(2)中，熔化环夹持设置于套管和连接件之间，固定后点焊。

进一步地，在步骤(3)中，所述焊接设备为TIG焊机，其中设置有钨极；

所述钨极包括钨极杆、钨极端部圆锥和设置在钨极端部圆锥上的尖端平台。

优选地，在步骤(3)中，

所述钨极杆的直径为2～2.8mm，优选为2.2～2.6mm；

所述钨极端部圆锥的圆锥角为25°～40°，优选为28°～38°；

所述尖端平台的直径为0.1～0.5mm，优选为0.2～0.4mm。

进一步地，在步骤(3)中，钨极尖至焊接区域管外壁的距离为1.0～2.0mm，更优选为1.3～1.7mm。

其中，在步骤(3)中，基值电流为40～45A，峰值电流为70～75A，叠加电流为90～110A；

基值时间/峰值时间均为250～400ms，优选为280～350ms；叠加时间为90～110ms；

焊接电压为17～20V。

其中，在步骤(3)中，正面保护气体为氦气，正面保护气体流量为10～35L/min，优选为12～30L/min；

背面保护气体为氩气，背面保护气体流量为10～45L/min，优选为15～40L/min。

第二方面，本发明还提供了一种不锈钢管对接自动叠加脉冲单道焊系统，所述系统包括不锈钢对接管、熔化环和TIG焊机；

其中，所述不锈钢对接管包括对接装配的套管和连接件，熔化环设置于套管和连接件之间；

套管和连接件的端部内壁周向凹陷，使套管和连接件的端部内径为Φ_内24～28mm，优选为Φ_内25～27mm，最优选为26mm；

熔化环的内径为Φ_内27.5～28mm；

熔化环的厚度为0.4～0.6mm，优选为0.5mm。

进一步地，所述TIG焊机包括钨极，所述钨极包括钨极杆、钨极端部圆锥和设置在钨极端部圆锥上的尖端平台。

优选地，所述系统中还包括定位工装。

根据本发明提供的不锈钢管对接自动叠加脉冲单道焊的焊接系统和方法，具有以下有益效果：

(1)本发明提供的焊接系统和方法实现了S含量很低的不锈钢Z2CND18-12NS材质的管对接，并采用特定材质及尺寸的熔化环作为管对接填充材料，在适用的焊接参数下有效保证了焊缝质量和成形；

(2)本发明提供的焊接系统和方法采用叠加脉冲自动TIG焊接工艺，在正常TIG焊的基础上再叠加脉冲，产生压缩和挺直度好的电弧，在保证焊缝的熔深的情况下还可避免工件和钨极长时处于过热的状态下，该方法可对焊接参数及过程进行编程控制，焊接过程稳定，可以获得良好的焊缝成形与焊接质量；

(3)本发明提供的焊接系统和方法在稳压器电加热器密集、管之间距离小、焊接操作空间小的情况下，可实现电加热器套管与连接件之间的有效焊接；

(4)本发明提供的焊接系统和方法对套管和连接件进行对接焊，能达到良好的焊缝成形及焊缝熔合，满足稳压器产品电加热器的焊接质量要求。

附图说明

图1示出一种优选实施方式的待焊接工件套管、熔化环和连接件的结构示意图；

图2示出一种优选实施方式的钨极的结构示意图；

图3示出一种优选实施方式的定位工装的结构示意图；

图4示出一种优选实施方式的定位工装中底座的结构示意图。

附图标号说明：

1-套管

2-熔化环

3-连接件

4-钨极杆

5-钨极端部圆锥

6-尖端平台

11-锁紧螺钉

12-压板

13-支架

14-底座

15-挂钩

16-焊接窗

具体实施方式

下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些示例性说明而变得更为清楚、明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

以下详述本发明。

核电站中，稳压器电加热器套管与连接件对接焊接的要求非常高，此焊缝在经PT(液体渗透检测)、RT检测(射线检测)合格的同时，焊缝外壁凹陷深度不超过0.5mm，内壁凸起高度不超过1.5mm。

所述套管1与连接件3呈管状，由奥氏体不锈钢制成，优选为控氮不锈钢，更优选为控氮不锈钢Z2CND18-12NS。

在套管1和连接件3的管状空间内还容纳有其他工件，并且，内部的工件极为接近套管1和连接件3的内壁。安装时，需要在内部工件安装完成后才能进行套管1和连接件3的焊接固定。由于内部工件与套管1和连接件3管壁的距离过近，焊接过程中的热应力很容易对内部工件产生热损伤。

为了便于其他工件的安装，以及，减少套管1和连接件3焊接时对内部工件的热损伤，套管1和连接件3的端部内壁周向凹陷使管壁厚度减小，以扩大套管1和连接件3的内部空间，从而容纳和保护空间内的其他工件。

优选地，套管1和连接件3的端部内壁周向圆滑凹陷，使套管1和连接件3的端部管壁厚度向端面处逐渐减小。

以套管1和连接件3连接处为基准线，沿基准线两侧各不超过100mm、不少于30mm处形成套管1与连接件3的焊接区域；优选焊接区域不超过基准线两侧各80mm并且不少于20mm。

在焊接区域中，套管1与连接件3的外径为Φ_外32.5mm；内径为Φ_内24～28mm，优选为Φ_内25～27mm。所述内径可以满足容纳和保护内部工件、保障焊接后管壁应力的使用需求。

在一种优选的实施方式中，套管1与连接件3的焊接区域管外径为Φ_外32.5mm，管内径为Φ_内26mm，壁厚3.25mm。

由于稳压器中电加热器众多，套管1和连接件3的焊接空间狭小，而控氮不锈钢Z2CND18-12NS中S(硫)含量极低，常规的脉冲单道自动焊无法焊透该不锈钢管，也无法对焊缝的凹陷和凸起进行良好的控制。

基于此，本发明提供了一种焊接方法，用于不锈钢管对接自动叠加脉冲单道焊的焊接；优选地，用于带有熔化环的不锈钢管之间的焊接；尤其是用于稳压器的电加热器套管1与连接件3之间的焊接。

所述焊接方法包括以下步骤：

(1)对套管1和连接件3的端部、熔化环2的内径进行加工和清洁；

(2)装配套管1、连接件3和熔化环2，并点焊；

(3)焊接设备安装和调试后，设定焊接工艺参数，实施焊接。

在本发明提供的焊接方法中，套管1和连接件3对接装配和焊接固定，熔化环2设置于套管1和连接件3之间，作为套管1和连接件3焊接的填充材料，将套管1和连接件3对接点焊固定，如图1所示。

在步骤(1)中，

根据套管1和连接件3的材料特性，为了保持焊接过程中熔化环2和套管1与连接件3的良好熔合，优选所述熔化环2由铁素体不锈钢制备，更优选由Z01CD26-01的铁素体不锈钢制成，例如由该材料的棒材加工而成的环状填充材料。所述材料制备的熔化环2可以改善焊缝组织和提高焊缝的抗腐蚀性。

另外，焊接后，焊缝内侧一般都会向外凸起，凸起高度较高时会损坏套管1和连接件3内的工件；而焊缝外侧由于重力作用向内凹陷，凹陷深度较大时会减小管壁的强度。

为了保证套管1和连接件3熔合良好，同时控制焊缝凸起的高度和凹陷的深度，一方面可以通过设置套管1和连接件3的内径与壁厚加以控制，使焊缝满足使用要求；另一方面，还需要对熔化环2的内径、壁厚和厚度进行加工和控制。

进一步地，所述熔化环2的外径与套管1/连接件3相同，但内径较大，以减少熔化环2形成的金属在整个熔池中的占比，保证焊缝的熔透效果。

较好地，所述熔化环2的内径为Φ_内27.5～28mm。

如果以熔化环2沿轴向的高度作为熔化环2的厚度，所述熔化环2的厚度为0.4～0.6mm，优选为0.5mm。

套管1和连接件3的端面车平即可，不需要加工坡口。

焊接时，将熔化环2夹设于套管1和连接件3焊接区域之间，其使焊缝熔合良好的同时还改善焊缝组织。通过熔化环2与套管1和连接件3的配合，省去了焊接时输送焊丝的操作，降低了人为操作的影响，以及焊接操作难度，有利于对焊接质量的控制。

在将套管1、连接件3和熔化环2装配前，优选对套管1和连接件3的焊接区域、以及熔化环2的全部表面进行清洁，避免焊接过程中杂质混杂进焊缝中，引起气孔、夹渣或未熔合等焊缝缺陷。

严格清洁至以无纺布蘸丙酮擦拭而不变色，确保清洁质量。

优选地，清洁时，若套管1和连接件3的焊接区域表面有毛刺等影响焊接的缺陷，使用锉刀清除该缺陷，然后用无纺布蘸取丙酮或酒精对管内外壁至少20mm的范围、及熔化环2的全部表面进行擦拭直至无纺布不变色，此时认为焊接区域已经干净。

在步骤(2)中，

装配套管1、连接件3和熔化环2时，将熔化环2夹持设置于套管1和连接件3之间。

优选在装配时，保持套管1、连接件3和熔化环2轴线竖直固定，以保证三者同轴，不错边，无间隙，以保证焊接质量。

在本发明中，可以采用工装对套管1、连接件3和熔化环2进行装配定位。所述工装只要可以用于小直径管对接焊的轴向对中及固定即可，可以采用现有技术中常用的小直径管对中装置。

所述工装包括用于夹持待焊接小直径管的底座和压板，以及其他相关构件。通过紧定螺钉固定，定位点焊后拆除工装即可。

在一种优选的实施方式中，所述工装为定位工装，如图3所示，包括锁紧螺钉11、压板12、支架13、底座14和挂钩15。

其中，底座14呈带凸缘U形结构。管子夹设于U形开口处，在底座14上与工件接触处均为圆角结构，避免划伤管子。

在底座14上U形底部与管子不接触，其上设置有焊接窗16，焊枪可以通过该焊接窗16伸入工装内部将电加热元件连接件3、熔化环2、套管1点焊固定。

优选地，所述底座14基本成工字形，如图4所示，焊接窗16设置于底座14的中部，通过底座14两侧的凹部可以方便的观察待焊接工件的对准度，便于及时调整；以及形成点焊空间，进行点焊处理。

较好地，在底座14的一个凸缘上，不与连接件3/套管1接触并且靠近U形底部的一面向待焊接工件倾斜形成斜面。所述斜面与挂钩15配合，使挂钩15不容易从底座14上滑落。

在底座14的另一侧凸缘上设有开槽结构，与支架13上的两处支腿形成铰链接。

支架13为带有折角的两面体框架结构，一面为在两端内凹的平顶结构，另一面为与底座14凸缘铰链接的两条支腿。

优选支架13中两端内凹的平顶结构与底座14相对应，更优选该面也基本呈工字形，在内凹部可以方便的观察待焊接工件的对准度；以及形成点焊空间，进行点焊处理。

挂钩15呈L形，其远离钩子的一端与支架3中工字形平顶端部铰链接，其钩子与底座14上凸缘斜面接触，与锁紧螺钉11一起动作时，或紧或松，起到定位或拆卸工装的作用。

较好地，在支架3的工字形平顶中部设置锁紧螺钉11，优选为平端压紧螺钉。

在锁紧螺钉11靠近管子的一端设置有呈U形槽的压板12，U形槽开口朝向待焊接的工件。所述压板12的宽度远小于底座14的宽度，如图3所示，其上与工件(套管1/连接件3)接触处均为圆角结构，可以避免划伤管子。在U形槽中间处设置有与锁紧螺钉11连接的螺纹孔，使锁紧螺钉11端部不与工件接触。

锁紧螺钉11将支架13、压板12连接在一起，当拧紧锁紧螺钉11时，其压紧压板12使其与工件接触，进而固定工件。

使用该定位工装时，将锁紧螺钉11松开，打开挂钩15，从工件的侧面套在已装配好的焊接位置处，合上挂钩15，紧固锁紧螺钉11，直到连接件3、熔化环2、套管1在轴线不发生移动，此时进行点焊固定。

所述定位工装通过底座14上的定位面和压板12上的定位面形成近似三点定位，将连接件3、熔化环2、套管1三件轴线锁定在同一个中心线上，实现了三者的定位。

另外，通过设置在底座14、支架13上的凹部为点焊形成了点焊空间，加上底座14上的焊接窗16，总共在近似120°分布位置形成三处较大的点焊空间，满足点焊要求。

在该定位工装的点焊空间内可以进行焊枪试装等操作，以确定焊枪装卡方位，在保证点焊位置及起弧位置能够满足焊接需求的情况下，再将定位工装紧固，使管子的对接端无间隙、无错边，工装拆卸后焊接，特别是能够使用TIG焊机完成全自动焊接。

所述定位工装整体结构小巧，不受电加热套管和连接件3/套管1的空间限制。

使用该工装装配套管1、熔化环2和连接件3的方法如下：首先将任一管放入工装底座上，调整管端待焊位置至设定位置处，再将熔化环2和另一管放入，调整好位置后通过紧定螺钉调整压板紧固，使套管1/连接件3与熔化环2同轴，然后点焊固定，装配后结构如图1所示。

优选焊接机头的回转中心带动钨极环绕熔化环2旋转进行自动焊接或点焊。

点焊完成后，拆除定位工装，再进行焊接设备的安装及调试。

在步骤(3)中，

所述焊接设备为自动TIG焊机，TIG自动焊机可预先对焊接参数进行编程和存储，在焊接过程中对相关参数实现精细控制，有效控制焊接热输入、熔池尺寸和形状，减小焊接过程中人为因素对焊缝质量的影响，尤其适用于单面焊双面成形，可以更好地保证焊缝成形及焊接质量。

由于套管1和连接件3对接需要进行环形焊，可将焊接设备的焊接机头装夹在管上，焊接机头的回转中心绕熔化环2旋转进行焊接。

如图1所示，将装配好的套管1、连接件3和熔化环2轴线垂直固定后，钨极与管轴线垂直，焊接机头的回转中心带动钨极旋转在横焊位进行管自动焊接。

在横焊位置进行焊接时，液态金属在重力和表面张力作用下难免会有流动的倾向，会不可避免的出现焊缝外表面凹陷的现象，所以在焊接过程中需要在保证焊缝全焊透的同时又要控制焊缝成形。

优选通过焊接机头的设备定位装置保证焊枪回转中心与待焊不锈钢管(即套管1和连接件3)中心位置保持一致。焊接时，管轴线垂直于水平面，将自动TIG焊机的焊接部位装卡在管上，焊接机头上的回转中心绕熔化环2旋转完成焊接。

对于套管1和连接件3的对接焊而言，由于直径小且壁厚大，材料中S含量极低，使得二者焊接难度大、对焊接参数敏感。

多次研究发现，焊接过程中优选采用脉冲焊的方式，为保证将套管1和连接件3熔透，在热脉冲的基础上增加叠加脉冲，产生压缩和挺直度好的电弧，在保证焊缝熔深满足需求下还可避免工件和钨极长时处于过热的状态下，使焊缝成型均匀，焊接过程稳定。

焊接时，钨极的种类会直接影响焊接的效果。在本发明中，所述钨极可以选用镧钨极或钍钨极，优选使用镧钨极。

镧钨极的导电性能与2％钍钨极接近，耐用电流高而烧损率最小。镧钨极的寿命比钍钨极更长，且镧钨极相比于钍钨极无放射性，在焊接时起弧更容易，引弧和稳弧性能优良。

钨极端部形状直接影响钨极电子的发射能力从而影响焊缝熔透效果。钨极端部圆锥的圆锥角增大，弧柱扩散，导致熔深减小，熔宽增大；随着圆锥角减少，弧柱扩散倾向减少，熔深增大，熔宽减小。钨极尖端平台尺寸增大，弧柱扩散，导致熔深减小；钨极尖端平台尺寸过小，钨极烧损严重。

经过多次研究，本发明中，根据套管1、连接件3和熔化环2的材料、规格，以及核电站稳压器中套管1和连接件3的焊接要求，研究出了特定型号的钨极。

其中，如图2所示，所述钨极包括钨极杆4、钨极端部圆锥5和设置在钨极端部圆锥5上的尖端平台6。

较好地，所述钨极杆4的直径为2～2.8mm，优选为2.2～2.6mm，更优选为2.3～2.5mm，最优选为2.4mm。

较好地，所述钨极端部圆锥5的圆锥角为25°～40°，优选为28°～38°，更优选为30°～35°。

进一步地，所述尖端平台6的直径为0.1～0.5mm，优选为0.2～0.4mm，更优选为0.2～0.3mm。

所述钨极可以保证套管1和连接件3的焊缝成形及熔合，且钨极损耗小。

研究发现，焊接机头安装后，机头中钨极与熔化环2的距离会直接影响焊缝的焊接质量和内外表面的形态。当钨极与熔化环2距离过小时易造成焊缝外侧成形凹陷，并且容易烧损钨极造成焊缝夹钨；当钨极与熔化环2距离过大时不能保证焊接电弧稳定，影响焊接质量。

优选地，控制钨极尖至焊接区域管外壁的距离为1.0～2.0mm，更优选为1.3～1.7mm，在焊接区域管的轴线方向上钨极尖指向熔化环2的下沿。

所述距离可保证套管1和连接件3焊透，并减少焊缝的内凸高度和外凹深度。

本发明中，在焊接时，焊接电流是决定焊缝熔深的最主要参数，焊接电流大，熔深增加；焊接电流过大时容易形成凸瘤和烧穿等缺陷，也会导致咬边、焊缝外凹尺寸过大等缺陷；而电流小，容易形成未熔合和未焊透等缺陷。

由于焊接区域的管直径很小，仅适于单面焊，为保证单面焊双面成型，对于S含量很低的难熔的材料在焊接过程中叠加短时的峰值电流，保证焊缝能熔透，但又不至于长时过热而使钨极烧损，焊缝外凹成型难以控制。

优选地，在本发明中，基值电流为40～45A，峰值电流为70～75A，叠加电流为90～110A，以达到良好的焊缝成形及焊缝熔合。

进一步地，基值时间/峰值时间均为250～400ms，优选为280～350ms，更优选为300ms；叠加时间为90～110ms。

较好地，焊接电压为17～20V，

焊接速度对焊接质量同样非常重要，过快的焊接速度会使正面保护气体的氛围破坏，焊缝容易产生未焊透和气孔；焊接速度太慢时，焊缝容易烧穿和咬边。本发明选定焊接速度55～60mm/min，以满足焊接要求。

特别地，本发明选用两组保护气，在焊接区域管外部以及管内部分别进行焊接保护。

优选地，正面保护气体为氦气，更优选为纯度≥99.999％的氦气。氦气的电离能较高，热导率大，在相同焊接电流和电弧长度下，氦弧焊的电弧电压高，电弧能量密度高，弧柱细而集中，氦弧具有更大的熔透性，故本发明中采用氦气作为正面保护气体。

进一步地，背面保护气体为氩气，优选为纯度≥99.999％的氩气。氩气密度大，使用时不易漂浮散失，氩气流出后，可以形成稳定的气流层，同时其热容量和热导率很小，在保护焊接部位时可避免焊接热量的损失，故选用氩气作为通入管内部的背面保护气体。

研究发现，保护气体流量过小，气流挺度差，排除周围空气的能力弱，轻微的侧向风也能使其偏离和散乱，保护效果不好。流量过大，喷出的气流层流很薄，甚至形成紊流，保护效果也不好。

优选地，正面保护气体流量为10～35L/min，更优选为12～30L/min。

进一步地，背面保护气体流量为10～45L/min，优选为15～40L/min。

通过对焊接参数的严格设定，可以起到对熔池或液态金属的控制作用，使得液态金属流动对焊缝尺寸的影响可控，确保熔池与管熔合良好。通过电弧力、熔池自身重力、表面张力达到平衡，使得焊接过程平稳、焊接质量高，避免了焊接过程中可能出现的缺陷。而具有上述参数的电弧刚好可以有效控制熔池的形态及与管的熔合效果，使得套管1和连接件3的侧壁熔合良好，可以获得良好的焊缝成形和焊接质量，使不锈钢管套管1和连接件3的对接达到了良好的焊接效果。

实施管对接焊前，优选安装、调试焊接设备，对焊接设备进行检查，保证各线路连接正确、各功能正常，焊接用气体等满足需求。

本发明提供的焊接方法对于不锈钢管套管1和连接件3的对接焊接，能达到良好的焊缝成形及焊缝熔合，满足稳压器产品电加热器焊接的如下质量要求。

所述不锈钢管焊接后检测结果如下：

目视检测：焊后焊缝均匀，无肉眼可见缺陷。

液体渗透：表面无任何显示。

射线检测：无裂纹、咬边、未熔合、未焊透；无最大尺寸大于0.75mm的任何单个气孔；无任何累计尺寸大于1.6mm的线状或密集气孔。无最大尺寸大于1mm的任何单个夹渣或夹渣组；焊缝区未出现几何结构不连续。

室温拉伸：抗拉强度≥520MPa。

面弯、背弯试验：弯曲角度180°，在拉伸面上任何方向无单条长度大于3mm的裂纹或缺陷。

金相试验：对接焊缝及热影响区无任何裂纹、未焊透、未熔合、气孔等缺陷，外壁凹陷不超过0.5mm，内壁凸起不超过1.5mm。

晶间腐蚀：焊接接头在焊态及敏化状态下均无晶间腐蚀倾向。

本发明提供的焊接方法可以焊接不开坡口的不锈钢管的对接焊缝，焊接过程稳定，焊缝成形美观，能够获得满足核电站产品要求的焊接质量。还实现了S含量很低的不锈钢管材料的自动TIG焊接，其焊接过程稳定，能有效控制焊缝质量和焊缝成形。

本发明还提供了一种不锈钢管对接自动叠加脉冲单道焊系统，所述系统包括不锈钢对接管、熔化环2和TIG焊机。

其中，所述不锈钢对接管包括对接装配和焊接的套管1和连接件3，熔化环2夹设于套管1和连接件3之间。

优选地，套管1和连接件3的端部内壁周向凹陷，优选圆滑凹陷以提高内径，使得套管1和连接件3的端部内径为Φ_内24～28mm，优选为Φ_内25～27mm，最优选为26mm。

其中，所述熔化环2的外径与套管1和连接件3的外径相同，熔化环2的内径大于套管1和连接件3的内径。优选地，所述熔化环2的内径为Φ_内27.5～28mm；更优选外径为Φ_外32.5mm。

为了保证焊缝的熔透效果，所述熔化环2的厚度为0.4～0.6mm，优选为0.5mm。

本发明提供的焊接系统中，通过采用特定尺寸的熔化环作为管对接填充材料，使S含量很低的套管1和连接件3在适用的焊接条件下保证了焊缝成形和良好的焊接质量。

所述TIG焊机包括钨极，所述钨极包括钨极杆4、钨极端部圆锥5和设置在钨极端部圆锥5上的尖端平台6。

其中，所述钨极杆4的直径为2～2.8mm，优选为2.2～2.6mm，更优选为2.3～2.5mm，最优选为2.4mm；

较好地，所述钨极端部圆锥5的圆锥角为25°～40°，优选为28°～38°，更优选为30°～35°；

所述尖端平台6的直径为0.1～0.5mm，优选为0.2～0.4mm，更优选为0.2～0.3mm。

所述钨极可以保证套管1和连接件3的焊缝成形及熔合，且钨极损耗小。采用叠加脉冲自动TIG焊接工艺，在正常TIG焊的基础上再叠加脉冲，产生压缩和挺直度好的电弧，在保证焊缝的熔深的情况下还可避免工件和钨极长时处于过热的状态下，焊接过程稳定，可以获得良好的焊缝成形与焊接质量。

进一步地，所述不锈钢管对接自动叠加脉冲单道焊系统中还包括定位工装。

本发明提供的焊接系统和方法对套管和连接件进行对接焊，能达到良好的焊缝成形及焊缝熔合，满足稳压器产品电加热器的焊接质量要求。

实施例

实施例1

Z2CND18-12NS钢制成的套管和连接件的内径为26mm，Z01CD26-01钢制成的内径为28mm、厚度为0.5mm的熔化环，对接后，使用图3及图4中所示定位工装固定，点焊。

定位工装包括带凸缘U形结构的底座14，一侧凸缘与支架13的两条支腿铰链接；支架13为两面形框架，在另一端与L形的挂钩15铰链接，挂钩15与底座14另一侧凸缘钩挂连接。在支架13与底座14相对一面通过锁紧螺钉11与呈U形槽的压板12连接，对套管、连接件和熔化环进行固定。

点焊后，拆除定位工装，TIG焊机进行自动焊。其中，钨极杆4的直径为2.4mm；钨极端部圆锥5的圆锥角为33°；尖端平台6的直径为0.3mm。

焊接参数如下：

钨极尖至焊接区域管外壁的距离为1.5mm；

基值电流为40～45A，峰值电流为70～75A，叠加电流为90～110A；基值时间/峰值时间均为300ms；叠加时间为90～110ms；焊接电压为17～20V。

正面保护气体为氦气，流量为12～30L/min；背面保护气体为氩气，流量为15～40L/min。

焊接后对焊缝的检测结果如下：

目视检测：焊后焊缝均匀，无肉眼可见缺陷；

液体渗透：表面无任何显示；

射线检测：无裂纹、咬边、未熔合、未焊透；无最大尺寸大于0.75mm的任何单个气孔；无任何累计尺寸大于1.6mm的线状或密集气孔。无最大尺寸大于1mm的任何单个夹渣或夹渣组；焊缝区未出现几何结构不连续。

室温拉伸：抗拉强度633MPa；

高温360℃拉伸：抗拉强度446MPa；

面弯、背弯试验：弯曲角度180°，在拉伸面上任何方向无缺陷；

金相试验：对接焊缝及热影响区未发现裂纹、未焊透、未熔合、气孔等缺陷，外壁凹陷0.40mm，内壁凸起0.52mm。

晶间腐蚀：焊接接头在焊态及敏化状态下均无晶间腐蚀倾向。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。