核電設備典型鎳基合金焊接接頭力學性能評定及焊縫金屬熱裂紋敏感性分析.pdf

1、本文以秦山二期核電站600Mw反應堆壓力容器接管一安全端異種金屬鎳基合金接頭焊接為背景。秦山二期核電站600Mw反應堆壓力容器，是我國制造的首臺600Mw級的反應堆壓力容器，其中的鎳基合金部件及有關的鎳基合金焊接材料均采用了INCONEL 690合金系統(tǒng)，INCONEL690合金系統(tǒng)材料應用于反應堆壓力容器在國內(nèi)是首次。其接管一安全端異種金屬鎳基合金焊接，即帶有不銹鋼堆焊層的低合金鋼和不銹鋼之間的焊接，一直是反應堆壓力容器焊接中最大難點

2、之一，主要問題依然是微裂紋和力學性能(塑性)下降。本課題結(jié)合秦山二期核電站反應堆壓力容器 的制造，在產(chǎn)品接管——全端異種金屬接頭實施焊接前，通過試驗分析研究以明確INCONEL 690焊縫金屬中產(chǎn)生裂紋和塑性下降的原因和影響因素，以優(yōu)化焊接工藝參數(shù)。 本文主要進行了如下幾方面工作：(1)討論了鎳基合金焊接的幾個主要問題，即焊接熱裂紋、焊縫中氣孔和焊縫金屬塑性下降等，對熱裂紋產(chǎn) 生的機理、鎳基合金熱裂敏感性較強、易產(chǎn)生氣孔和塑

3、性下降的原因作了初步的討論。(2)進行了焊縫金屬性能試驗，就所選用的焊接材料和確定的自動脈沖氬弧焊工藝進行堆焊、板對接和管子對接焊接對比試驗，對焊 縫金屬的金相和力學試驗結(jié)果進行分析討論。對出現(xiàn)的問題：焊縫中的微裂紋、氣孔和焊縫金屬塑性不足就其產(chǎn)生的原因進行分析，探討焊接材料化學成分和焊接工藝參數(shù)等條件對其的影響程度。對INCONEL690合金焊接熱裂紋敏感性進行了分析和評價。(3)進行了驗證試驗，完全模擬600Mw反應堆壓力容器接管

4、一安全端異種金屬接頭的結(jié)構特征和焊接條件，制備和焊接試件。在焊縫金屬性能試驗和分析的基礎上，為降低熱裂紋、氣孔敏感性，減少焊縫金屬塑性下降量，提出優(yōu)化的焊接工藝參數(shù)和輔助工藝措施。對焊接完成后的試件焊接接頭、焊縫金屬的理化和力學性能按600Mw反應堆壓力容器技術條件的相應要求進行全面的評定。 通過試驗和分析，本文對焊接材料化學成分、工藝參數(shù)和輔助工藝措施等因素對工NCONEL 690合金焊接性的影響程度作了初步的分析研究。對 6