Page 77 - 核能协会奖励公报2023（终版20240607）

中国核能行业协会科学技术奖励公报 2023

三代核电核岛主设备承压边界关键结构

形性调控焊接技术开发及应用 [2023HNJ11]

核岛主设备具有吨
位重、尺寸精度高、材
料类别多、加工工艺复
杂和质量要求高等特点，
产品制造难度大，是三
代核电国产化进程中最
难攻克的部分。焊接是
实现零件到产品的关键
工艺，也是产品质量问
题的工艺“短板”，因
此，高质量焊接成为核
岛主设备研制的重点攻 二
等
关技术。本项目针对核
奖
岛主设备实际应用产品，
开展了焊接微裂纹跨尺
度评价与控制方法、大
面积不锈钢或镍基合金
堆焊层界面剥离控制技术和大型厚壁复杂结构 中间热处理措施及工艺，攻克了不锈钢或镍基
焊接变形控制方法等技术开发。主要创新成果 合金堆焊层界面剥离难题。
如下： 3、开发了面向核岛主设备大型厚壁复杂焊
1、发明了焊接微裂纹评价方法，界定了焊 接结构的热应变 - 热弹塑混合数值模拟方法，
接微裂纹临界条件，建立了拘束条件下的跨尺 实现了压力容器贯穿件 J 型接头关键结构焊接
度开裂模型，揭示了接管安全端焊接开裂微观 应力和变形的高精度、敏捷计算，厘清了影响
机理；通过采用脉冲电弧、热丝 TIG、超声辅 应力和变形的关键因素，提出了强制拘束、排
助等技术，实现了焊缝微观组织及有害晶界的 道优化和精确热控等焊接应力与变形控制方法，
调控，优化了焊接工艺，有效控制了核岛主设 攻克了压力容器贯穿件 J 型接头焊接变形控制
备关键结构的焊接失延裂纹。 难题。
2、揭示了不锈钢堆焊层异种金属界面微观 项目获授权国家发明专利 12 项、实用新型
组织形成与演化机制，厘清了焊接热循环、拘 2 项，发表论文 38 篇。形成了专用于核岛主设
束度、稀释率、元素偏析等影响焊接界面剥离 备研制的焊接工艺规程，并应用于华龙一号和
的关键因素及规律，发展了异质界面应变损伤 国和一号等核岛主设备关键部件的研制。
模型，提出了基于应力缓冲的焊道排布优化及

完成单位：上海交通大学
通信地址：上海市闵行区东川路 800 号材料学院 F309 室
联.系.人：陆皓..电话：021-34202548..传真：021-34202548
电子邮箱：luhao@sjtu.edu.cn

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