S271低合金鋼堆焊鎳基合金稀釋率影響因素研究

黃衛(wèi)東 柏忠煉 葉義海 王建 羅緒珍 王飛 潘曉東 李紅軍

摘要：針對核電站用S271低合金鋼上堆焊690鎳基合金，研究焊接速度、送絲速度和焊接電流對單層單道焊稀釋率的影響。結(jié)果表明，焊縫稀釋率與其均有關(guān)。當焊接電流與焊接速度一定時，稀釋率隨送絲速度增大而降低;當焊接電流和送絲速度一定時，稀釋率隨焊接速度的增加而增加;當焊接速度和送絲速度一定時，稀釋率隨焊接電流的增大而增大。但是在熱輸入一定和焊接電流電壓保持不變的情況下，改變送絲速度與焊接速度幾乎不影響焊縫稀釋率。

關(guān)鍵詞：堆焊;稀釋率;低合金鋼;鎳基合金;焊接工藝

0 前言

核級S271低合金鋼是在18MnMoNb基礎(chǔ)上增加0.6%～0.9%的Ni制備而成，其基本成分與SA508-3鋼類似，主要作為壓水堆核電廠壓力容器用材料，如蒸汽發(fā)生器殼體、穩(wěn)壓器底部下封頭[1-2]。S271低合金鋼長期處于高溫、高壓、輻照環(huán)境中以及一回路腐蝕介質(zhì)中，極易在焊縫處發(fā)生腐蝕泄露[3]。根據(jù)國內(nèi)外核電廠運維經(jīng)驗，針對S271低合金鋼部件焊后熱處理困難的問題，主要通過回火堆焊的維修方式在原密封焊縫處堆焊一層耐蝕性更強的鎳基合金予以修復(fù)[4-5]。

采用室溫回火焊道焊接方法，參照美國ASME CodeCase卷的技術(shù)要求，考慮到焊縫的耐腐蝕性能，在低合金鋼堆焊鎳基合金時，若將第一層焊道作為設(shè)計層厚度，則堆焊首層Cr元素含量應(yīng)至少大于24%，否則第一層不計入堆焊結(jié)構(gòu)計算厚度。一方面核電廠的管道、容器密布，維修空間受限，堆焊層厚度受到嚴格控制;另一方面基于降低停堆維修時間，提高電站經(jīng)濟效益，堆焊首層稀釋率是一個關(guān)鍵工藝控制指標?！?br>