“科学技术奖”二等奖项目   

　　项目名称：预埋件钢筋埋弧螺柱焊接关键技术 

　　主要完成单位：中国核工业二四建设有限公司 

　　主要完成人：邓克剑、戴伟科、李璐、武志华、曹杰、王南生、范金鑫、张宇、王梓桦、赵志伟 

　　二、项目背景 

　　“华龙一号”堆型核电是中国自主研发的最为先进的第三代核电技术，采用ACP1000和HPR1000堆型技术融合后形成新型技术，作为中国核电走出国门的品牌核电技术已在我国福清核电5、6号机组，巴基斯坦卡拉奇2、3号机组和福建漳州1、2号机组开展建设。核电及工业厂房分布有大量用于设备安装用预设埋件，压水堆核电厂土建施工合同1 个机组预埋件工程量大约3000吨，当前均采用的焊接方法是手工电弧焊和半自动CO2气体保护焊。焊工劳动强度大，施工环境差，焊接效率低，焊接质量稳定性差。随着技术的进步，出现了一系列新的预埋件焊接方法，如手工焊条绕圈堆焊和穿孔塞焊。这2种焊接方法虽然成熟，但是都有焊接效率低，工人劳动强度高等缺点，因此在核电钢筋预埋件焊接上迫切需要推广一种新型高效的焊接方法。 

图1 华龙一号漳州核电全景图

　　三、创新成果 

　　该成果采用新工艺、新设备，没有类似工程经验可以借鉴。该成果主要创新点和关键技术如下： 

　　（1）针对埋件规格种类多、型式复杂、夹持精度高等特点，自主设计研发了焊枪，实现了焊枪相对工件在X\Y\Z三个方向上的独立运动、气动手指自动夹紧，并结合专用V型槽确保了钢筋夹持精度。 

　　（2）自主研发了一套埋弧螺柱焊自动焊系统，实现了钢筋夹持、焊剂填充、回收以及焊接等过程自动化。 

　　（3）研制了双枪工装，有效解决了偏弧问题。 

　　（4）首次在核电预埋件工程实现了预埋件埋弧螺柱自动焊，适用于不同长度的弯头、直头、带锚固块钢筋和不同规格埋件的焊接，有效缩短预埋件工程施工周期，降低焊工劳动强度。 

图2 预埋件埋弧螺柱自动焊设备

　　四、推广应用 

　　埋弧螺柱焊系统一代产品已应用于福清核电I型预埋件焊接，二代产品于2021年01月开始陆续在漳州核电核岛及其BOP区域预埋件工程和海阳核电项目I型预埋件应用。截止目前，现场应用合格率达到99%，应用效果良好，焊接质量稳定，焊接效率高，为缩短总建设工期，提前创造运营效益提供了保障。 

图3 预埋件埋弧螺柱自动焊在车间应用

图4 焊接接头图片

　　采用核电站预埋件焊接机器人自动焊焊接技术，焊接成本是手工电弧焊的 50%～60%，以1台“华龙一号”核电机组为例，预埋件工程总量近3000吨，总额近2亿元，预计降低人工和材料成本约2000万元。该项技术适用领域广泛，实用性高，可针对不同单位需求定制设计差异化产品，将预埋件焊接转化为机械生产，颠覆了传统预埋件生产模式，这不仅能大幅度提高生产效率，推动核电建设的快速发展，还能实现核电建设的统一化、标准化，为助推中国第三代核电华龙一号自主化、批量化建设打下了坚实的基础。