反应堆压力容器环形试件对焊接头力学不均匀性测试研究

为实现反应堆紧凑布置,反应堆压力容器内设计了多个复合功能的复杂环形构件,此类结构形式首次出现在反应堆压力容器设计中,属于大厚度、高拘束度焊缝结构形式,使得环形构件与反应堆压力容器内壁焊接接头残余应力呈现高幅值和分布复杂的特点;而此类结构长期在高温、高压、强辐照环境下服役并承受交变载荷作用,对结构安全性、可靠性等要求很高,因此有必要对反应堆压力容器内环形件与容器内壁大厚度焊接结构焊接残余应力的不均匀性进行仔细研究和分析,以便为反应堆压力容器环形试件对焊接头性能评估奠定技术基础。采用微冲剪和显微硬度方法测试了反应堆压力容器16MND5低合金钢环形试件对焊接头的力学分布规律。结果表明:对焊接头抗拉强度横向分布不均,呈M型,峰值强度出现在热影响区;对焊接头抗拉强度厚度方向分布不均,母材区波幅35 MPa、焊缝区波幅77 MPa、热影响区波幅80 MPa;对焊接头维氏硬度分布趋势与微冲剪测试结果一致,印证了微冲剪测试结果的合理性。