钛合金管板电子束焊接熔深控制工艺研究

针对(37)8 mm×1.5 mm的钛合金管板密排结构,采用电子束焊接方法进行焊接。通过采用高、低速对比焊接钛合金试板,解决了焊缝深宽比控制技术难题。通过采用电子束重复高速偏转圆扫描,解决了焊缝熔深大于2倍管壁厚的技术难题。试件按专用技术要求进行金相检测、超声波检测熔深、拉伸试验、晶间腐蚀试验、硬度测试等,各项性能均满足专用技术条件要求。     

铝合金局部真空电子束焊接工艺研究

阐述了铝合金法兰环缝典型结构样件局部真空电子束焊接工艺试验的情况。分析了铝合金焊接气孔的产生原因及采取相应的工艺措施。研究出铝合金局部真空电子束焊接工艺。     

核电站燃料棒制造中的电子束焊接

欧美等国在燃料棒制造中大都采用TIG法,而我国则采用了电子束焊接方法。电子束焊是一种在高真空中进行的机械熔化焊方法,特别适用于燃料棒的焊接。目前生产中使用了两种专用真空电子束焊机。ES1-2型焊机,它采用自动焊接夹具,在真空中完成上料—焊接—冷却—下料,每次100根。HD-60型焊机,它仅将焊接处局部密封在真空室中,该机的动作和参数均由计算机控制。燃料棒电子束焊接中出现的成形差是由电子束焦点畸变,飞溅,灯丝老化等造成,采用对中电子枪,电子束扫描,选择合理规范来解决;未焊透是由焦点功率密度变化所致,采用调整焦点大小及位置,或改进接头结构,提高加速电压来消除;气孔产生的原因较特殊,可能是飞溅,表面清洁度,配合间隙中残留气体等引起,一般采用严格清洗工件,电子束扫描或改进端塞结构等措施来避免。     

核电站燃料棒制造中的电子束焊接

欧美等国在燃料棒制造中大都采用TIG法,而我国则采用了电子束焊接方法。电子束焊是一种在高真空中进行的机械熔化焊方法,特别适用于燃料棒的焊接。目前生产中使用了两种专用真空电子束焊机。ES1-2型焊机,它采用自动焊接夹具,在真空中完成上料—焊接—冷却—下料,每次100根。HD-60型焊机,它仅将焊接处局部密封在真空室中,该机的动作和参数均由计算机控制。燃料棒电子束焊接中出现的成形差是由电子束焦点畸变,飞溅,灯丝老化等造成,采用对中电子枪,电子束扫描,选择合理规范来解决;未焊透是由焦点功率密度变化所致,采用调整焦点大小及位置,或改进接头结构,提高加速电压来消除;气孔产生的原因较特殊,可能是飞溅,表面清洁度,配合间隙中残留气体等引起,一般采用严格清洗工件,电子束扫描或改进端塞结构等措施来避免。     

Zr-4合金定位格架电子束焊接工艺研究

介绍了应用真空电子束焊接方法对Zr-4合金定位格架进行的焊接工艺研究。通过焊接工艺试验,焊缝组织的金相检验,X射线探伤对焊缝缺陷的检验,选出了满足设计要求的焊接工艺。结果表明Zr-4合金定位格架应用真空电子束焊接是可行的。     

Zr-4合金定位格架电子束焊接工艺研究

介绍了应用真空电子束焊接方法对Zr-4合金定位格架进行的焊接工艺研究。通过焊接工艺试验,焊缝组织的金相检验,X射线探伤对焊缝缺陷的检验,选出了满足设计要求的焊接工艺。结果表明Zr-4合金定位格架应用真空电子束焊接是可行的。     

低锡Zr—4包壳管电子束焊接时发生的合金元素蒸发现象

采用电子探针的波谱分析方法,对国产低锡Ｚｒ－４包壳管的环焊缝试样进行表面成份分析。分析结果表明,从焊缝的外边到内边缘,Ｓｎ,Ｃｒ,Ｆｅ元素的化学成份在统计上呈增大趋势,腐蚀后出现了白色产物的试样表层,其Ｓｎ,Ｃｒ,Ｆｅ元素含量相当程度地降低。这一事实表明,国产低锡Ｚｒ－４包壳管采用电子束焊接时,在一定的焊接规范环焊缝的合金元素存在严重蒸发现象,特别是合金中锡元素的蒸发使其锡元素含量低于０．５％,导     

SiC颗粒增强铝基复合材料的真空电子束焊接

针对SiCp/6061Al型复合材料进行了真空电子束焊接的初步探讨.试验结果表明:电子束电流越大,熔深越深;焊接速度越快,熔深越小;焊接过程中SiC颗粒会与液态铝发生界面反应,生成脆相Al4C3;镁元素的气化易导致焊缝气孔的生成.     

铍环电子束焊接温度场和应力场的有限元分析

采用ADINA/ADINAT对铍环电子束焊接过程的温度场和应力场进行了有限元分析 ,结果表明 :铍环焊接过程中焊缝外表面最高温度达 2 73 4℃ ,内表面最高温度仅 3 78℃ ,位于外止口铍钚一侧 ;铍环电子束焊接后 ,在焊缝附近 2 0mm范围内焊接残余应力较大 ,焊缝处于复杂的三维应力状态 ,焊缝根部的残余应力达到最大 ;内外止口铍环由于结构差异 ,焊接残余应力分布并不完全相同。     

反应堆控制棒驱动机构管座焊接坡口及密封焊焊缝三维设计

通过分析反应堆控制棒驱动机构管座焊接坡口及密封焊焊缝的平面和空间形状,定义了4条空间的相贯线,提出了管座焊接坡口及密封焊焊缝的三维设计思路与要点;利用UG软件实现了管座焊接坡口及密封焊焊缝的参数化设计,分析了影响管座密封焊焊缝截面积的主要因素.测量结果表明,使用样条法建立的管座焊接截面积误差均控制在0.8%以内.     

不锈钢端头环焊缝的超声波探伤

本文介绍了采用高频(20MHz)、高阻尼、水浸聚焦探头及窄脉冲技术对奥氏体不锈钢端头环焊缝进行的探伤。文章指出:窄脉冲技术可以克服晶界的干扰,提高信噪比;脉冲回波法能避免端头边界的干扰,用于圆周轴向和周向的探防。金相结果表明本法能比较满意地探测到小焊缝中的夹渣、气孔等缺陷。该方法也同样适用于其它材料的小焊缝探伤。     

Design of Electron Beam Welding Vacuum Chamber for Collar Rings in CFETR Windows

China Fusion Engineering Test Reactor window collar has a very complex three-dimensional structure, because of its large size, in the window and collar welding cannot be completed after the overall processing, therefore, requires that the welding ring has deformation of small, high precision welding, and reliable welding quality. As a kind of high-energy beam welding method, vacuum electron beam welding can ensure the welding quality of the collar of the vacuum chamber. Therefore, a vacuum electron beam welding system will be used to weld the window collar of the vacuum chamber. The vacuum electron beam welding system consists of vacuum chamber, electron beam welding gun, movement system, pumping system and other major components. Because the size of the vacuum chamber is 7200 × 3550 × 2600 mm, its working stability is very important. Therefore, the structure of the vacuum chamber is designed and its working state is simulated and analyzed by ANSYS finite element analysis. The structure of the vacuum chamber is optimized. And the pumping time of this vacuum pumping system is calculated in detail. The design provides a reference.     

Dose and Temperature Dependence of Void Swelling in Electron Irradiated Stainless Steel

In a high voltage electron microscope, solution treated Type 316 stainless steel was electron-irradiated at temperatures in the range of 370–630°C to a dose of about 30 dpa. The swelling (ΔV/V) induced by the irradiation beyond about 5 dpa is well described by an empirical equation, ΔV/V=A(dpa) ⁿ , under constant void and dislocation densities. With increasing irradiation temperature, the fluence exponent n increases and the pre-exponent term A decreases. At 550°C irradiation, the fluence exponent takes the value of 1.5 due to the diffusion-limited void growth. The value of n larger than 1.5 at higher temperature (>550°C) is attributable to the surface reaction-limited void growth. The smaller value of n for the low temperature (?500°C) irradiation appears to arise from the dislocation assisted vacancy diffusion. The peak swelling temperature of the specimen irradiated to 30 dpa is about 570°C, which shifts to a higher temperature with increase in electron dose.     

真空电子束焊接对锆合金耐腐蚀性能的影响

用真空电子束焊接方法将Zr-4板对接焊后，焊缝的耐腐蚀性能很差，在400℃过热水蒸汽中腐蚀3—14天后，焊接熔化区的表面形成了白色的氧化膜。用电子探针研究了熔区中合金成分的变化和耐腐蚀性能间的关系，锆果表明：熔区中Sn、Fe和Cr合金元素的挥发损耗是造成耐腐蚀性能变差的主要原因，当采用合金成分高于Zr-4的锆合金板与Zr-4板对接焊后，可以补偿熔区中合金元素因挥发而造成的损耗，明显改善焊缝熔区的耐腐蚀性能；若在锆合金中添加0．4％—0．5％的Nb，使熔区中形成新的锆合金，特有益于改善焊缝的耐腐蚀性能．但焊接后的样品应在500—600℃进行退火处理，使添加Nb后形成的βZr分解为稳定的αZr βNb，以进一步改善焊缝的耐腐蚀性能。     

316NG焊接接头在含氯离子的高温高压水中应力腐蚀开裂研究

通过慢应变速率拉伸(SSRT)试验和高温电化学相结合的方法,研究外加电位对奥氏体不锈钢316NG焊接接头在含氯离子的高温高压水中应力腐蚀开裂(SCC)倾向的影响。试验结果表明:退火态316NG焊接接头SCC敏感性随外加电极电位升高而增大,且存在一个介于+50~+100 mV[相对标准氢电极(vs.SHE)]之间的SCC临界电位;低于该电位时,SCC敏感性较小,无明显沿晶开裂,仅断口边缘处存在少量穿晶开裂,随电极电位变化不明显;高于该临界电位时,SCC敏感性急剧增加,并出现明显的沿晶开裂。此外,高温Ar和腐蚀性低(电极电位≤50 mV)的环境中,焊接接头的断裂为力学主导的塑形开裂,其与焊接接头的硬度分布密切相关,硬度越低,越容易断裂;强腐蚀性(电极电位50 mV)环境中,焊接接头的断裂为腐蚀主导的脆性开裂;显然,焊缝及热影响区的SCC敏感性高于母材。     

核电站钢制安全壳焊后热处理仿真技术研究

利用SYSWELD软件模拟安全壳筒体第1大环和第2大环之间环焊缝的焊后热处理过程,分析局部整圈和局部分段热处理后安全壳的残余应力及变形情况;通过实测残余应力与数值模拟残余应力结果的对比,证明数值模拟结果的正确性和可靠性,同时结合工程实际情况,证明局部分段热处理方法的合理性,并确定了合理且经济的局部热处理分段方案。研究结果为大壁厚、大体积的钢制安全壳热处理提供了一种有效的途径。      

核电厂不锈钢覆面焊接模拟件腐蚀行为研究

对3种核电厂乏燃料水池不锈钢覆面材料S32205、S32101和S30403的焊接模拟件,在H₃BO₃浓度2500 mg/L、SO₄2?浓度1500 mg/L、Cl?浓度5%、pH值5.0、温度80℃、饱和氧的条件下浸泡6个月,对比研究其腐蚀行为。结果发现:S30403焊接模拟件在焊接节点和缝隙附近出现了大量的氯致应力腐蚀裂纹;S32101焊接模拟件出现了腐蚀坑,在焊接节点和缝隙附近腐蚀尤其严重;S32205焊接模拟件腐蚀最轻,试件表面未发现腐蚀坑及裂纹。研究表明:3种材料模拟件的耐腐蚀性规律为:S32205>S32101>S30403。S32205具有良好的综合力学性能和耐腐蚀性能,是一种理想的改进型水池覆面材料。      

316不锈钢激光焊接中离焦量对热裂纹的影响

采用最大平均功率为500 W的脉冲激光焊机开展了316不锈钢焊接试验,通过测试表面形貌、微观组织、显微硬度及能谱（EDS）等,分析了离焦量对焊缝组织和热裂纹的影响。研究结果表明,在其他焊接参数不变的条件下,离焦量增大时焊缝组织逐渐细化和致密,热裂纹倾向性逐渐减小。焊缝熔深和熔宽均随离焦量的增大而减小,但宽深比增大,当宽深比大于7.5时焊接热裂纹彻底消失。增大离焦量改变了激光能量的分布状态,导致焊缝凝固过程中S、P等元素向熔池表面偏析,消除了焊缝凝固后期液膜及低熔点组织的不利影响,有效控制了脉冲激光焊接316不锈钢热裂纹的产生。