接管內壁堆焊界面剝離問題研究

，，

(上海電氣核電設備有限公司，上海 201306)

0 引言

接管安全端是反應堆壓力容器接管與一回路主管道連接的過渡部件，其中接管由18MND5低合金鋼鍛造而成。為提高與接管及主管道的可焊性，通常在內壁堆焊一定厚度的309L/308L不銹鋼[1]，這其中涉及低合金鋼與不銹鋼的異種合金焊接。關于異種合金焊接,國內外已開展大量研究[2]，但大多數聚焦于熔合線附近的組織[3]、腐蝕性能[4]、應力模擬[5]等，對于實際產品焊接過程中所遇到的界面剝離問題報道較少。在實際生產中，18MND5接管內壁堆焊309L/308L時的界面剝離問題始終是核電設備制造的難點之一。

本文以18MND5接管內壁309L/308L不銹鋼堆焊為研究對象，通過分析界面剝離試樣以及工藝試驗，從結構應力、組織應力角度研究界面剝離的機理,并結合生產實際，從擋渣環設計、焊道排布以及焊接線能量控制的角度提出改進措施。

1 試驗研究

1.1 材料及工藝

在核電設備制造過程中，帶極埋弧自動焊工藝常應用于低合金鋼表面不銹鋼耐蝕層堆焊，這主要是由于埋弧焊接具有較高的效率以及焊接過程中熔渣起到有效保護熔池和電弧區、提高焊縫質量的作用。不銹鋼與低合金鋼焊接時，母材會發生局部熔合，不銹鋼的合金元素被稀釋。相對于308L，309L的合金元素含量較高，其濃度降低后形成的焊縫金屬組織為奧氏體+鐵素體，是較為理想的過渡層焊接材料。因此，在實際的堆焊過程中，首先采用帶極埋弧焊在18MND5低合金鋼表面進行309L過渡層堆焊，然后堆焊若干層308L不銹鋼(見圖1)，圖2示出實際的施焊過程。……