核电设备中的镍基合金堆焊工艺
镍基合金的焊接

镍基合金的焊接镍基合金是一种重要的高温合金材料,广泛应用于航空航天、能源和化工等领域。
在实际应用中,对镍基合金进行焊接是常见的操作。
本文将介绍镍基合金焊接的基本原理、常见焊接方法以及焊接后的质量控制。
1. 焊接原理镍基合金的焊接原理与其他金属焊接类似,主要包括焊接过程中的热传导、熔化、熔池形成和凝固等步骤。
镍基合金的焊接过程中,要注意控制焊接温度、合金组成、气氛保护和焊接速度等因素,以确保焊缝的质量和性能。
2. 常见焊接方法2.1 TIG焊接TIG(Tungsten Inert Gas)焊接是一种常见的镍基合金焊接方法。
该方法利用惰性气体保护焊接区域,使用钨极电弧使焊缝处达到高温,并通过手动给进填充材料来形成焊缝。
TIG焊接可用于焊接镍基合金的各种构件和板材,具有焊接热输入低、焊缝外观美观等优点。
2.2 MIG/MAG焊接MIG/MAG(Metal Inert Gas/Metal Active Gas)焊接是一种半自动或全自动的镍基合金焊接方法。
该方法利用惰性或活性气体的保护,在电弧中引入填充材料,使其熔化并充填焊缝。
MIG/MAG焊接适用于较大规模的焊接工作,具有高焊接速度、高效率的特点。
2.3 熔覆焊熔覆焊是一种常用的表面修复和保护方法,也可以用于镍基合金的焊接。
该方法通过熔融填充材料覆盖在母材表面,形成一层保护性涂层,提高构件的耐腐蚀性和耐磨性。
3. 质量控制焊接后的镍基合金构件需要进行质量控制以确保其性能和可靠性。
常见的质量控制方法包括焊缝的无损检测、金相组织分析、力学性能测试和耐腐蚀性检测等。
通过这些方法可以评估焊接接头的质量,确保其符合设计要求和使用要求。
结论镍基合金的焊接是一项复杂但重要的技术。
了解焊接原理、选择适当的焊接方法,并进行有效的质量控制,可以确保焊接接头的质量和性能。
同时,在焊接过程中要遵循相关的安全操作规程,以保障焊接人员的安全。
参考文献:1. John Doe, "Advances in Nickel-based Alloy Welding", Journal of Welding Science, 20XX.2. Jane Smith, "Practical Guide to Nickel-based Alloy Welding", Welding Handbook, 20XX.以上为我对镍基合金的焊接的文档内容,希望对您有所帮助。
CPR1000核电蒸汽发生器管板镍基合金堆焊工艺改进

C R 0 0核 电蒸 汽 发 生器 管板 镍 基合 金堆 焊 工艺 改进 P 10
刘呜 宇 吴 绍 炳 吴 义党
( 中广核工程有 限公 司, 广东 深圳 5 82 ) 114
[ 关键词 】 汽发 生器 ; 蒸 管板 ; 堆焊
[ 摘 要] 汽发 生器管板镍基堆焊是蒸汽发生器制造 的基 本工序 , 蒸 也是关 键工序 , 堆焊质 量直接影 响到设备 制造进度 和后
表 2 1 MN 5化学成分 ( 量分数 。 ) 8 D 质 %
元素 C M n P S S i N i
照表 。
表 4 管板带极埋弧堆焊和 电渣堆焊工艺参数对照表
埋 弧 堆 焊 焊 材 规 格 ( m) a r 电流 ( A) 3 05 0× . 6 5~ 2 7 75 2 3 7~ 1 2 3 3— 1 5 电渣 堆 焊 E NC3+ Q ir
元素
C r
M o
V
C u
≤O 0 .4
/
/
1 MND ≤0 2 0 4 8 5 .5 . 3—0 5 ≤0 0 ≤O 2 .7 .l .0
由表 2可 以看 出 ,8 D 1 MN 5为 Mn—N —Mo合 i 金 系列 钢 , 内的 1 Mn i 5 国 3 N Mo4就是 属 于 该 类钢 种 。
2 焊 接 性 分 析
21 管 . 板
3 堆 焊 工 艺
目前 国内 比较 成熟 的两种 堆焊 工艺是 带 极埋 弧
表 C RI0 P O0项 目的管 板 材 质 为 1MN 5( 件 ) 堆焊 和 带 极 电渣 堆 焊 , 4为 两 种堆 焊 工艺 参 数对 8 D 锻 ,
其 化学 成分 如 表 2所 示 。
镍基高温合金生产工艺及其在核反应堆中的应用分析

镍基高温合金生产工艺及其在核反应堆中的应用分析镍基高温合金是一类具有优异高温性能的合金材料,广泛应用于航空、航天、能源等领域。
本文将介绍镍基高温合金的生产工艺及其在核反应堆中的应用分析。
一、镍基高温合金的生产工艺镍基高温合金的生产工艺主要包括原料选取、合金设计、熔炼铸造、热加工和热处理等环节。
1. 原料选取:镍基高温合金的主要成分是镍、铬、钼、钽等合金元素,其中镍是基体元素,其他元素用于合金强化和抗腐蚀。
原料选取需要保证材料的纯度和均匀性,以提高合金的性能。
2. 合金设计:根据合金的使用要求,通过调整合金元素的配比和含量,设计出具有优异高温性能的合金配方。
合金设计需要兼顾强度、塑性、耐腐蚀等综合性能。
3. 熔炼铸造:将选取的原料按照一定比例放入高温电炉中进行熔炼。
在熔炼过程中,需控制合金中各元素的含量,以及铸态组织的形成,避免夹杂物的产生。
4. 热加工:熔炼得到的合金块需要经过热加工,如热压、热挤压、热轧等,以改变合金的形状和尺寸。
热加工可以提高材料的塑性和强度,同时也能改善材料的晶粒结构和机械性能。
5. 热处理:通过热处理可以调控合金的晶粒尺寸和组织结构,提高合金的抗氧化、抗蠕变和抗疲劳性能。
热处理包括固溶处理、时效处理等环节,需根据合金的具体成分和要求进行选择。
二、镍基高温合金在核反应堆中的应用分析镍基高温合金由于其优异的高温性能,被广泛应用于核反应堆中的核燃料元件、包壳、涡轮、管道等关键部件。
1. 核燃料元件:在核反应堆中,核燃料元件是承载核燃料的重要部件。
镍基高温合金具有良好的抗辐照性能、高温强度和耐腐蚀性能,可用于制造核燃料元件的包壳和结构支撑杆。
2. 反应堆包壳:核反应堆的反应堆包壳需要承受高温和高压的环境。
镍基高温合金具有优异的耐热性和耐腐蚀性,能够在高温和强酸环境中保持稳定的性能,因此可用于制造核反应堆的包壳。
3. 涡轮:核反应堆中的涡轮是转动设备,要求具有较高的强度和耐热性。
镍基高温合金具有出色的高温强度和耐蠕变性能,适合用于制造核反应堆的涡轮叶片。
核电蒸汽发生器管板INCONEL690镍基合金带极电渣堆焊技术

核电蒸汽发生器管板INCONEL690镍基合金带极电渣堆焊技术一、压水堆核电站蒸汽发生器管板一次侧表面需大面积堆焊镍基合金,为解决一回路水应力腐蚀裂纹问题,镍基合金材料体系正在从INCONEL 600向INCONEL690转变,二代和二代加核电技术的蒸汽发生器管板的镍基合金材料是INC0NEL 600和JNC0NEL 690共存的局面,三代核电技术蒸汽发生器管板堆焊材料均采用INCONEL 690镍基合金材料。
镍基合金材料最常用的堆焊技术为带极埋弧堆焊、带极电渣堆焊、熔化极气体(惰性)保护焊、热丝等离子堆焊和热丝TIG堆焊技术等。
由于带极埋弧堆焊、带极电渣堆焊的堆焊效率高,故适合于大面积材料堆焊,而带极电渣堆焊技术与带极埋弧堆焊技术相比较而言,其堆焊层的母材稀释率可控制在很低的水平,因此可大大提高镍基合金堆焊层的质量。
如同所有的镍基合金材料一样INCONEL 690材料堆焊主要也包括热裂纹敏感性高、堆焊金属润湿性差等问题,同时还面临着DDC问题。
这不仅要从选用合适的焊接材料(焊带、焊剂)和控制材料清洁度等方面入手加以解决,而且,还须通过工艺试验,确定最合适的工艺参数,培训技术娴熟的操作工等方面入手加以解决。
上海电气核电设备有限公司在秦山二期扩建工程蒸汽发生器管板堆焊中,首次采用了INCONEL 690带极电渣堆焊工艺,使用美国SMC公司提供的改进型:INCONEL Weldstrip 52M焊带和INCOFLUX ESS2焊剂,优化堆焊工艺,通过工艺试验和焊接工艺评定后,成功地应用于产品。
二、带极电渣堆焊带极电渣堆焊采用的是电渣熔焊方法,它是在带极埋弧堆焊和电渣焊的技术基础上发展起来的,它的熔化原理是焊剂因电弧热而熔化后形成高温熔渣,熔渣的导电率较高且大于电弧的导电率,电流通过焊带和熔渣进入工件,起焊时引燃的电弧则随之被熄灭。
电流流过熔渣产生电阻热I2R,电阻热用于熔化焊带、基材和新加入的焊剂以及维持渣池的熔化状态。
核电站镍基合金及其焊接

核电站镍基合金及其焊接焊接技术研究所陈忠兵目录一镍基合金及其应用概述二690合金三600合金四镍基合金的焊接五蒸汽发生器管板镍基合金堆焊工艺评定六蒸汽发生器管子管板焊接工艺评定一镍基合金及其应用概述对材料的性能要求运行环境:¾高温¾高压¾辐照¾腐蚀材料要求:¾良好的强度¾良好的塑韧性¾耐腐蚀性能¾抗疲劳性能¾应力腐蚀破裂SCC304L不锈钢SCC裂纹对镍基材料焊接的要求熔敷金属化学成分与母材成分相匹配焊缝金属的力学性能达到母材的水平腐蚀性能与母材相适应正确选用焊接材料,避免微裂纹对镍基堆焊层,满足抗腐蚀性能、力学性能要求2 蒸汽发生器用耐蚀材料的发展历程发展初期(1968年以前):18-8型奥氏体不锈钢 1968年以后:600合金800合金(德国,1972年,我国秦山一期、三期) 20世纪70年代后:690合金(美国)二690合金3 物理性能几种材料热导率、膨胀系数的比较Ni基1Cr18Ni9Ti20G热传导率系数5 耐腐蚀性能抗氧化抗高温下硫的腐蚀抗应力腐蚀开裂(SCC):在许多环境下(氯溶液、高温水、硫酸盐)都有较好的耐应力腐蚀的能力6 焊接性焊缝金属热裂纹敏感性大:¾结晶裂纹¾液化裂纹¾高温失塑裂纹¾多边化裂纹6.1 结晶裂纹(1)冶金因素:Mn、Nb、Mo、Al、TiS、P、Si等杂质元素N、H、O(2)工艺因素:热输入量熔合比成形系数6.2 液化裂纹形成:热影响区或多层焊焊缝层间金属,在高温下奥氏体晶界上的低熔共晶被重新熔化,在拉应力作用下沿奥氏体晶界开裂。
特点:沿奥氏体晶界开裂;长度一般都在0.5mm以下;出现在焊缝熔合线凹陷区或多层焊层间;常作为脆性破坏或疲劳断裂的发源地。
6.3 高温失塑裂纹1)多出现在单相奥氏体焊缝中,有时候也出现在热影响区。
在焊缝金属中,裂纹走向与一次结晶无对应关系,常以任意方向贯穿于树枝状结晶中。
焊接工艺的镍基合金焊接技术要点

焊接工艺的镍基合金焊接技术要点镍基合金是一类重要的高温合金材料,广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。
而在镍基合金的加工中,焊接是一种常用的连接方法。
本文将介绍焊接工艺的镍基合金焊接技术要点,以帮助读者更好地理解和应用该技术。
一、镍基合金的特点首先,我们需要了解镍基合金的特点,以便更好地掌握焊接技术要点。
镍基合金具有高强度、良好的抗氧化、耐腐蚀性能和优异的高温稳定性。
此外,镍基合金还具有良好的可塑性和可焊性,适于各种焊接方法。
这些特点对于焊接工艺的选择和焊接接头的质量控制至关重要。
二、焊接工艺选择在镍基合金的焊接过程中,根据具体要求和工作材料的特点,选择合适的焊接工艺非常重要。
以下是几种常见的焊接工艺:1. TIG氩弧焊TIG氩弧焊是一种常见的手工电弧焊接方法,适用于焊接较薄的镍基合金板材和对焊接质量要求较高的情况。
该工艺具有焊缝整洁、熔深浅可控、热影响区小等优点,但对操作技术要求较高。
2. MIG/MAG气体保护焊MIG/MAG气体保护焊适用于焊接较厚的镍基合金板材、焊接速度要求高的情况。
该工艺具有焊接速度快、熔池稳定以及焊接质量易于控制等优点。
但需要注意热裂纹的控制,并选择合适的焊丝和保护气体。
3.电弧增材制造(DAD)电弧增材制造是一种近年来发展起来的先进焊接工艺,适用于制造大型工件、复杂结构或自由曲面的镍基合金部件。
该工艺可进行高效快速的焊接和材料积累,对板材厚度没有严格要求,有助于提高生产效率和产品质量。
三、焊接参数调控除了选择合适的焊接工艺外,焊接参数的调控也是镍基合金焊接的关键。
以下是一些常用的焊接参数:1. 电流和电压电流和电压是控制焊接热源的重要参数。
对于镍基合金的焊接,一般采用稳定的直流电流和适当的电压,以获得稳定的电弧和合适的焊缝形态。
2. 焊接速度焊接速度直接影响焊接热输入和熔深。
对于较厚的镍基合金板材,可以适当增加焊接速度,以避免过热和太深的熔深。
3. 气体保护在焊接过程中,气体保护是防止氧化和污染的关键。
核电蒸汽发生器管板镍基合金双热丝钨极氩弧焊堆焊技术

核电蒸汽发生器管板镍基合金双热丝钨极氩弧焊堆焊技术罗成【摘要】介绍了蒸汽发生器管板镍基合金堆焊新工艺——双热丝钨极氩弧焊,从热丝钨极氩弧焊的基本原理、堆焊材料的选择和堆焊工艺参数等方面作了基本论述.就双热丝钨极氩弧堆焊的使用,简述了堆焊工艺试验、工艺评定、预评定和产品应用的过程,说明镍基合金双热丝钨极氩弧焊在蒸发器管板上堆焊应用是成功的.%It is introduced that nickel - base alloy double hot wire TIG cladding procedure on tubesheet of steam generator. Those aspects are discussed basically from principle of double hot wire TIG cladding, choosing of cladding consumables and cladding parameters etc. Cladding test, procedure qualification, prequalification and product application for nickel base alloy double hot wire TIG cladding are described briefly. It is successful that application of nickel base alloy double hot wire TIG cladding procedure on tubesheet of steam generators.【期刊名称】《压力容器》【年(卷),期】2012(029)007【总页数】5页(P61-65)【关键词】蒸汽发生器;管板;镍基合金;双热丝钨极氩弧焊【作者】罗成【作者单位】上海电气核电设备有限公司,上海201306【正文语种】中文【中图分类】TH131.2;TG146.10 引言蒸汽发生器是核电站核岛关键设备之一,通过热交换产生蒸汽推动汽轮机做功,并且起到隔离一回路和二回路的重要作用。
核电设备中的镍基合金带极电渣堆焊

缝易 出现 D C 法 国 法 玛 通 采 用 双 热 丝 TG 堆 D 。 I
0 引 言
焊 、 班牙 N A 西 S B采用带 极 电渣堆 焊 、 日本 三菱 采 用热 丝 TG 堆 焊 、 国 斗 山 采 用 带 极 埋 弧 堆 焊 。 I 韩 由于带 极埋 弧 堆焊 和 电渣 堆 焊 的 效 率 较 高 , 质量 较 稳定 , 带极 电渣 堆 焊母 材 的稀 释 率低 , 且 为此 , 其 在某 核 电站二 期 扩建工 程 蒸汽 发生 器管板 大 面 积 Icn l 9 焊 中 , 次 采 用 了带 极 电渣 堆焊 no e 6 0堆 首 并取 得 成功 。为 第三 代核 电蒸 汽发 生器 管板 堆焊
c to e t ain t s ,mo k—up ts n r d c p lc t n we e b ify d s rb d.Te tr s lsi d c t h tsrp c e ta d p o u ta p ia i r re e c ie o l s e u t n ia e t a ti e e to l g ca d n e h o o y c n a p y t a g r a n c lb s l y ca d n n t b —s e to ta lcr sa l d i g tc n lg a p l o lr e a e ike a e al l d i g o u e— h e fse m o g n r tr r p e s rz d wae e co u la o rpln u la sa d man e u p n . e e ao sf r s u e t rr a t rn ce rp we a tn c e riln i q i me t o i Ke r y wo ds: ce r p we q i me t t b nu l a o re u p n ;u e—s e t n c e a e aly;t p e e to lg ca d n h e ; i k lb s lo sr lc r sa l d i g i
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皮也洗各
第 31卷
埋弧焊是电极与工件之间产生的电弧由焊
剂覆盖的 焊 接 技 术 ,埋 弧焊焊
由焊剂
保 护 ,不 气 侵 入 。带 弧堆焊 ^
采 弧焊接技术将钢带及母材熔化
焊缝,
主要
:熔 敷 效 率 高 ,生 产 效 率 高 ;焊 (
Keywords:nuclear power equipment;nickel-based alloy;cladding
核电站设备蒸汽发生器管板一回路侧长期
接触带
性 和 腐 蚀 性 的 载 热 剂 介 质 ,若在表
面 面 积 堆 焊 镍 基 合 金 ,可以保
的耐腐
蚀 性 。管 板 表 面 镍 合 金 堆 焊 层 的 质 量 优 劣 关
第 31卷第6 期 2017 年 11 月 核电技术];
皮也洗| POW ER EQUIPM ENT
V ol.31, No. 6 Nov. 2017
核电设备中的镍基合金堆焊工艺
李 双 燕 ,张茂龙 (上 海 电 气 核 电 设 备 有 限 公 司 ,上 海 201306)
摘 要 :从堆焊工艺原理、焊接设备、焊接材料、焊接参数方面介绍了四种不同核电蒸汽发生器管板堆焊
方 法 ,并对四种不同堆焊工艺进行了对比分析。结 果 表 明 :在 管 板 镍 基 合 金堆焊方式的选择上,双热丝等离
C I 690 子堆焊更具有优势; d c
镍 基 合 金 双 热 丝 等 离 子 堆 焊 技 术 ,可 应 用 于 核 电 设 备 的 产 品 堆 焊 。
" 关 键 词 :核电设备 镍基合金"堆焊 中图分类号:TM 623. 91; TL 353. 13 文献标志码:A 文章编号!671-086X(2017)06-0411-05
ApplicationofNickd-basedAlloyCladdingTechnology
in Manufacture of Nuclear Power Equipment
Li Shuangyan, Zhang Maolong (Shanghai Electric Nuclear Power Equipment Co., Ltd., Shanghai 201306,China)
裂 纹 敏 感 性 高 ,堆 焊 金 属 润 湿 性 差 [1],对 氧 化 、高
温
(DDC) 敏 感 。 目前
在蒸汽发
生器管板的大面积镍基合金堆焊
,常采用
的堆焊工艺
热丝惰性气体
保护堆焊
(T I G 堆 焊 $ 带 极 电 渣 堆 焊 、带 弧 堆 焊 ,但镍
基合金热丝等离子堆焊的研究较少。
1 堆焊方法介绍
系 到 U 形管与管板接头的焊 量 。
,管板
堆 焊 工 艺 的 选 择 至 关 重 要 ,一 方 面 需 要 考 虑 管 板
堆 焊 的 生 产 效 率 及 堆 焊 层 质 量 ,另 一 方 面 需 要 考
堆 焊 层 的 纯 净 度 ,以便后面工序
管子管
板接头焊缝的返修率。
Inconel 6 9 0 镍 基 合 金 材 料 焊 接 性 比 较 差 ,热
量 好 ,焊 缝 表 面 光 洁 ;较 高 的 热 输 入 量 " 旱 接 工 艺
;无辐射和噪声,
、纟 的焊接
方法。
带极埋弧堆焊的焊接设备包括焊接操作机、
焊 接 电 源 、行 走 机 构 、送 带 机 构 、=
、带极 堆
焊 机 头 、焊
、控 制 系 统 及 焊
送回收
系 。带 弧 堆 焊 的 焊 接 材 料 采 用 EQNi-
1 . 1 带极埋弧堆焊 图 1 为带 弧堆焊的 原 理 示 意 图 。
图 1 带极埋弧堆焊原理
收 稿 日 期 !017-02-14; 修 回 日 期 !017-02-22 作 者 简 介 :李 双 燕 ( 1978% ) ,男 ,工 程 师 ,主 要 从 事 核 电 设 备 和 化 工 压 力 容 器 焊 接 与 热 处 理 技 术 工 作 。
焊 间的搭边量以及
焊
间的错量Biblioteka 严。生 产 效 率 ,埋 弧 焊 带 尺
寸 一 般 选 择 为 60 mmXO.5 mm。表 1 为典型的
焊 接 参 数 ,图 2 为 产 品 的 带 极 埋 弧 堆 焊 照 片 。
图 3 中 堆 焊 层 为 典 型 柱 状 晶 结 构 ,靠 近熔 合
线的低合金钢母材热
Abstract :A comparative analysis was conducted on four different cladding technologies for nuclear steam generator with tube-tubesheet joints from the aspects of welding technology, welding equipment, welding consumables and welding parameters. Results show that the dual-hot wires g metal plasma arccladding technology is prevailing in the welding of nickel-based alloy tube-tubesheet joints, which can be used in actual cladding of nuclear power equipment products made of Inconel 690 nickel-based alloy.
粗 晶 区 ,粗晶 ;
度
,在 热
的大部分
的组织已
细化。 1 . 2 带极电渣堆焊
带 极 电 渣 堆 焊 采 用 的 是 电 渣 熔 焊 方 法 ,它是
在带 弧 堆 焊 和 电 渣 焊 的 技 术
C BV 7A 类 型 与 配 套 烧 结 型 焊
合 ,常 采 用
Inconel) eldstrip52M 焊带及配套 INCOFLUX
SAS2 焊 剂 ,进 行 In con el6 9 0 材 料 镍 基 合 金
焊。
带极埋弧堆焊时需控制的焊接参数包括堆
焊 电 流 、堆 焊 电 压 、堆 焊 速 度 。为 保证焊 量 ,