电弧摆动对管堆焊温度场及微观组织的影响

为掌握电弧摆动对管堆焊过程的影响,采用焊接仿真与工艺试验两种方式对比电弧摆动和不摆动操作的温度场、残余应力及焊接变形并进行了金相分析。首先,基于有限元分析软件Abaqus,采用热弹塑性有限元法建立焊接过程有限元模型,对摆动焊与常规无摆动焊的温度场进行模拟,并分析熔池的演变过程及温度场分布、热循环曲线等特征。结果表明:摆动焊温度分布云图呈拉长状态,其熔池形状相较于不摆动焊的椭圆形更接近波浪形,摆动焊的温度场更均匀、残余应力更低,可提高焊缝等轴晶比例,细化晶粒,改善焊缝显微硬度。其次,通过金相分析对比了摆动焊与不摆动焊的显微组织,结果表明,摆动焊能够提高焊缝等轴晶的比例和焊缝显微硬度。

核压力容器密封结构修复方案

结合M310压水堆核电站压力容器结构尺寸、特征材料和设计标准,分析不同类型缺陷的修复方案,修复技术的风险及措施,为修复技术研发及工程应用提供技术保障,也为其他核反应堆特种维修研发项目提供借鉴和参考。

SA508-3低合金钢窄间隙室温自动回火焊道工艺技术研究

针对核电厂SA508-3低合金钢窄间隙室温自动回火焊接工艺开发技术难题,本文通过单道焊工艺试验,获得了组织劣化区范围及组织分布,通过ABAQUS温度场仿真计算,确定了250℃~650℃有效回火区域范围,并以此为输入,采用数学方法建立了回火焊道工艺参数设计方法。在宽度仅为16.5mm的窄间隙试验件上开展工艺验证,结果表明,采用设计的4层回火焊接工艺参数可将劣化区组织完全改善为回火马氏体、回火屈氏体和回火索氏体,热影响区显微硬度均低于350HV。本文研究表明,仅采用单道焊试验与温度场仿真计算相结合的方式,就能可靠高效的进行室温回火焊道工艺开发。

凸面异形结构ERNiCrFe-7A堆焊层裂纹控制

以M310核电机组CRDM上部Ω密封结构为研究对象,开展了凸面异形结构ERNiCrFe-7A堆焊层裂纹控制的研究,研究了收弧电压、收弧衰减时间对弧坑裂纹的影响,研究了焊接电流、电弧电压、焊接速度等焊接工艺参数对高温失塑裂纹(DDC)的影响。结果表明,弧坑裂纹和DDC是主要的裂纹形式;增强焊接保护效果、控制衰减时间及采取合理焊接顺序可以防止弧坑裂纹;采用合适焊接热输入,可以避免ERNiCrFe-7A在凸面异形结构堆焊过程中产生DDC。

镍基合金与不锈钢异种金属电子束深熔焊工艺研究

针对第三代压水堆核电站中密封壳体(奥氏体不锈钢)与贯穿件(Inconel 690镍基合金)的异种金属焊接,采用真空电子束焊开展了焊接工艺研发,通过外观检测、射线检测等确定了焊接工艺。结果表明,在镍基合金和不锈钢电子束深熔焊中,主要缺陷形式为冷隔和钉尖缺陷。焊缝中出现冷隔的主要原因在于厚壁试件焊接时金属蒸汽逸出受阻,在较快的冷却速度下留在焊缝中所致。当工作距离增加时,焊缝熔深减小,金属蒸汽逸出的行程减小,焊缝中出现冷隔缺陷的尺寸和数量也减小,当工作距离与焊接热输入搭配合适时,焊缝中的冷隔缺陷将消失。

S271低合金钢堆焊镍基合金稀释率影响因素研究

针对核电站用S271低合金钢上堆焊690镍基合金,研究焊接速度、送丝速度和焊接电流对单层单道焊稀释率的影响。结果表明,焊缝稀释率与其均有关。当焊接电流与焊接速度一定时,稀释率随送丝速度增大而降低;当焊接电流和送丝速度一定时,稀释率随焊接速度的增加而增加;当焊接速度和送丝速度一定时,稀释率随焊接电流的增大而增大。但是在热输入一定和焊接电流电压保持不变的情况下,改变送丝速度与焊接速度几乎不影响焊缝稀释率。

核级支管座焊缝结构堆焊修复数值模拟及分析

为优化核级支管座焊缝结构的OVERLAY堆焊修复工艺,基于有限元分析软件Abaqus建立三维有限元模型,结合双椭球热源、生死单元技术,采用热-力顺序耦合计算方式对堆焊修复过程进行数值模拟,研究了结构在堆焊修复过程中温度场、焊接变形及残余应力的分布特性。基于计算结果开展了堆焊影响因素的分析,结果表明在原焊缝结构内侧形成了压应力,从焊缝结构内侧逐渐向外到堆焊层表面,压应力逐渐转变为拉应力,且残余应力随着焊接速度的增大而减小,逆-顺交替的焊接顺序可以有效降低残余应力,为优化堆焊工艺提供了重要的参考。

等离子弧喷焊Mo涂层微观组织结构及摩擦磨损性能研究

本文采用等离子弧喷焊技术,在45钢板材表面喷焊制备了Mo涂层,通过XRD对涂层物相组成进行了检测,利用SEM观察了涂层微观组织形貌,并对涂层的显微硬度和摩擦磨损性能进行了检测。研究结果表明,所制备的Mo涂层组织均匀致密,无明显孔洞、裂纹等缺陷,并与45钢基体实现了冶金结合;涂层主要物相为!-Fe固溶体,金属间化合物R-Fe_(63)Mo_3和μ-Fe_7Mo_6相;涂层硬度相对于基体提高了4倍;Mo涂层的相对耐磨性是45钢基体的15倍且摩擦系数降低了19%,磨损表面生成的MoO_3起到了润滑作用。