AP堆型核电站CV贯穿件插入板专用自动焊接装备研发

李竹渊; 王世培; 汤昊; 吴晔华; 屈晗玮; 姚舒扬; 唐春云; 王金明; 赵泽栋; 王晓娜; 徐松辉

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2026.04.15

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专辑

AP堆型核电站CV贯穿件插入板专用自动焊接装备研发
Research and Development of Special Automatic Welding Equipment for CV Penetration Insert Plates in AP Nuclear Power Plants
2026年56卷第4期页码：119-127
收稿：2026-01-29，

修回：2026-02-24，

纸质出版：2026-04-20
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.04.15
稿件说明：

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李竹渊，王世培，汤昊，等.AP堆型核电站CV贯穿件插入板专用自动焊接装备研发［J］.电焊机，2026，56（4）：119-127. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.04.15.

LI Zhuyuan, WANG Shipei, TANG Hao, et al.Research and Development of Special Automatic Welding Equipment for CV Penetration Insert Plates in AP Nuclear Power Plants[J].Electric Welding Machine, 2026, 56(4): 119-127. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.04.15.

摘要

AP堆型核电站安全壳（CV）贯穿件插入板为核级厚板结构，其焊接质量直接决定第三道安全屏障的密封性与结构完整性。目前国内施工普遍采用焊条电弧焊，存在劳动强度大、质量一致性差、对高技能焊工依赖度高等问题，严重制约核电建造效率与质量稳定性。为解决上述工程痛点，研制了一套AP堆型CV贯穿件插入板专用自动化焊接装备。该装备以四轴联动焊接小车为核心执行机构，集成一体化涨紧定位机构、弧压自动跟踪系统及熔池远程监控系统，创新设计三档式离合器与180°可翻转监控相机，实现快速装夹、精准定位、全姿态稳定焊接与实时可视化监控。针对焊枪晃动问题，将原光轴铜套传动优化为直线导轨传动，使焊枪末端间隙控制在1 mm以内。采用 SA-738Gr.B 核级钢开展模拟件焊接验证，结果表明，装备运行平稳，焊枪末端晃动间隙≤1 mm，焊接效率较手工焊提升1倍以上。模拟件焊接验证表明，焊缝无损检测及理化性能均满足ASME标准，核心部件100%国产化，填补国内技术空白，为核电焊接提供高效可靠的自动化解决方案。

Abstract

The penetration insert plate of the containment vessel (CV) in AP nuclear power plants is a nuclear-grade thick plate structure

whose welding quality directly determines the sealing performance and structural integrity of the third safety barrier. At present

manual metal arc welding is widely adopted in domestic construction

which is featured with high labor intensity

poor quality consistency

and high dependence on highly skilled welders

seriously restricting the efficiency and quality stability of nuclear power construction. To solve the above engineering problems

a set of special automatic welding equipment for CV penetration insert plates in AP nuclear power plants was developed. Taking the four-axis linkage welding trolley as the core executing mechanism

the equipment integrates an integrated tensioning positioning mechanism

automatic arc voltage tracking system and remote molten pool monitoring system. The innovative three-speed clutch and 180° reversible monitoring camera are designed to realize rapid clamping

precise positioning

full-attitude stable welding and real-time visual monitoring. Aiming at the problem of welding torch shaking

the original optical axis copper sleeve transmission was optimized into linear guide rail transmission

so that the shaking clearance of the welding torch end is controlled within 1 mm. The simulation test was carried out with SA-738Gr.B nuclear-grade steel. The results show that the equipment runs stably with the shaking clearance of the welding torch end ≤ 1 mm

and the welding efficiency is more than doubled compared with manual welding. The simulation welding verification proves that the non-destructive testing and physical and chemical properties of the welds meet the ASME standards. The core components are 100% domestic

which fills the domestic technical gap and provides an efficient and reliable automatic solution for nuclear power welding.

关键词

Keywords

references

李璐，邓克剑，曾庆威，等 . CV自动焊工艺对SA738 Gr.B钢板焊接接头性能的影响［J］. 焊接技术， 2019 ， 48 （ S2 ）： 12 - 16 .

LI L ， DENG K J ， ZENG Q W ， et al . Influence of CV Automatic Welding Process on Welding Joint Properties of SA738Gr.B Steel Plate ［J］. Welding Technology ， 2019 ， 48 （ S2 ）： 12 - 16 .

李会永，王军涛 . AP1000核电站钢制安全壳底封头组装焊接质量控制［J］. 广东化工， 2012 ， 39 （ 8 ）： 183 - 184 .

LI H Y ， WANG J T . Quality Control of Assembly and Welding for Bottom Head of AP1000 Nuclear Power Plant Steel Containment Vessel ［J］. Guangdong Chemical Industry ， 2012 ， 39 （ 8 ）： 183 - 184 .

于立学，宋聚海 . SA738Gr .B焊接工艺研究［J］. 电焊机， 2014 ， 44 （ 3 ）： 1 - 4 .

YU L X ， SONG J H . Research on Welding Process of SA738Gr.B ［J］. Electric Welding Machine ， 2014 ， 44 （ 3 ）： 1 - 4 .

唐识，张俊宝，朱跃德，等 . 核电站钢制安全壳SA-738Gr.B的焊接工艺［J］. 电焊机， 2016 ， 46 （ 7 ）： 72 - 78 .

TANG S ， ZHANG J B ， ZHU Y D ， et al . Welding Process of SA-738Gr.B for Nuclear Power Plant Steel Containment Vessel ［J］. Electric Welding Machine ， 2016 ， 46 （ 7 ）： 72 - 78 .

高宪鹏，李少南，龚磊 . CV焊接自动化在现场拼装过程中应用的研究［J］. 中国电业（技术版）， 2015 （ 11 ）： 93 - 96 .

GAO X P ， LI S N ， GONG L . Research on the Application of CV Welding Automation in On-site Assembly Process ［J］. China Electric Power （Technology Edition）， 2015 ，（ 11 ）： 93 - 96 .

刘伟，宋聚海，刘秀荣，等 . 钢安全壳插入板与贯穿件套筒的焊接质量［J］. 焊接技术， 2016 ， 45 （ 09 ）： 44 - 46 .

LIU W ， SONG J H ， LIU X R ， et al . Welding Quality of Insert Plate and Penetration Sleeve of Steel Containment Vessel ［J］. Welding Technology ， 2016 ， 45 （ 09 ）： 44 - 46 .

赵震，于志强 . CAP1400钢制安全壳贯穿件套筒和插入板组件角焊缝超声波检测［J］. 无损探伤， 2020 ， 44 （ 06 ）： 46 - 48 .

ZHAO Z ， YU Z Q . Ultrasonic Testing of Fillet Welds between Penetration Sleeve and Insert Plate Assembly of CAP1400 Steel Containment Vessel ［J］. Nondestructive Testing ， 2020 ， 44 （ 06 ）： 46 - 48 .

刘非，唐识 . 熔化极气体保护自动焊工艺在核电站钢制安全壳中的应用［J］. 核动力工程， 2018 ， 39 （ 03 ）： 128 - 133 .

LIU F ， TANG S . Application of Gas Metal Arc Welding Automatic Welding Process in Nuclear Power Plant Steel Containment Vessel ［J］. Nuclear Power Engineering ， 2018 ， 39 （ 03 ）： 128 - 133 .

董国利，程传茂，廖平平，等 . CV插入板与贯穿件套筒焊接接头超声波检测［J］. 国防制造技术， 2016 （ 01 ）： 54 - 56 .

DONG G L ， CHENG C M ， LIAO P P ， et al . Ultrasonic Testing of Welding Joints between CV Insert Plate and Penetration Sleeve ［J］. National Defense Manufacturing Technology ， 2016 （ 01 ）： 54 - 56 .

伟明 . 自动焊在管道工厂化预制中的应用研究［J］. 化工建设工程， 2003 （ 03 ）： 12 - 13 .

WEI M . Research on the Application of Automatic Welding in Pipeline Factory Prefabrication ［J］. Chemical Engineering Construction ， 2003 （ 03 ）： 12 - 13 .

姚舒扬，王世培，屈晗玮，等 . 基于STM32的核电安全壳MAG自动焊控制系统设计［J］. 电焊机， 2025 ， 55 （ 06 ）： 81 - 87 .

YAO S Y ， WANG S P ， QU H W ， et al . Design of MAG Automatic Welding Control System for Nuclear Power Containment Vessel Based on STM32 ［J］. Electric Welding Machine ， 2025 ， 55 （ 06 ）： 81 - 87 .

陈鹏，刘一搏，王亚峰，等 . 核电CV厚板窄间隙摆动自动焊接工艺参数研究［J］. 电焊机， 2020 ， 50 （ 03 ）： 11 - 17 .

CHEN P ， LIU Y B ， WANG Y F ， et al . Research on Welding Process Parameters of Narrow Gap Oscillation Automatic Welding for Nuclear Power CV Thick Plate ［J］. Electric Welding Machine ， 2020 ， 50 （ 03 ）： 11 - 17 .

张荣俭 . AP1000钢制安全壳建造工艺及质量控制关键技术［D］. 山东：中国石油大学（华东）， 2018 .

ZHANG R J . Key Technologies of Construction Process and Quality Control for AP1000 Steel Containment Vessel ［D］. China University of Petroleum （East China）， 2018 .