[发明专利]核电站控制棒驱动机构钩爪的钴基合金堆焊方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接工艺，更具体地说，涉及用于核电站控制棒驱动机构钩爪的钴基合金堆焊方法。

背景技术

控制棒驱动机构是核电站反应堆一回路系统的关键设备之一，是反应堆本体上唯一的动设备，钩爪组件作为其动作部件，依靠两组钩爪按时序运动的摆进摆出，从而完成驱动杆带动堆芯控制棒提升、下插动作，实现反应堆启动、功率调节、功率保持、正常停堆和事故停堆等功能。

钩爪耐磨、耐热、耐蚀等特性直接决定整个控制棒驱动机构的使用寿命。目前的驱动机构的钩爪表面和销孔等，国内还未有公开的钩爪销孔堆焊相关技术，使得钩爪的耐磨、耐热、耐蚀等特性表现并不突出，从而影响了整个控制棒驱动机构的使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种对钩爪进行合金堆焊、提高钩爪耐磨、耐热、耐蚀等性能的核电站控制棒驱动机构钩爪的合金堆焊方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种核电站控制棒驱动机构钩爪的钴基合金堆焊方法，包括以下步骤：

S1:堆焊前预处理；

S2:对堆焊前的所述钩爪进行预热；

S3:采用氧乙炔焰焊，并调节气焊火焰为碳化焰来对所述钩爪的待堆焊表面进行加热；当所述钩爪的待堆焊表面出现润湿现象时，将钴基合金焊丝插入所述气焊火焰中，熔化后滴入呈润湿状态的待堆焊表面上；

S4:对经过所述步骤S3处理的所述钩爪进行后处理。

在本发明的合金堆焊方法中，所述钩爪为奥氏体不锈钢锻棒，并且，所述钩爪的齿面部位及销孔部位加工成所述待堆焊表面；

所述合金焊丝为钴基合金焊丝。

在本发明的合金堆焊方法中，所述钩爪为Z2CN19-10+N₂奥氏体不锈钢锻棒；所述合金焊丝为Stellite-6钴基合金焊丝。

在本发明的合金堆焊方法中，所述待堆焊表面为所述钩爪的销孔内壁面，在所述步骤S3操作过程中，保持所述销孔形成一个通气孔。

在本发明的合金堆焊方法的所述步骤S1中，包括以下步骤：

S1-1:加工所述钩爪的待堆焊表面，消除气孔、去除毛刺，并清洁所述待堆焊表面；

S1-2:对所述待堆焊表面及靠近所述待堆焊表面的位置进行液体渗透检查；

S1-3:选择所述待堆焊表面处于平焊位置，或者，通过转动装置带动所述钩爪转动而使所述待堆焊表面处于平焊位置。

在本发明的合金堆焊方法的所述步骤S2中，将所述钩爪放入加热炉中，并逐渐升温，均匀对所述钩爪进行预热处理，预热温度高于200℃。

在本发明的合金堆焊方法的所述步骤S3中，包括以下步骤：

S3-1：选用氧乙炔焰焊，调节所述氧乙炔焰焊的火焰为碳化焰，保持火焰的外焰长为焰心长的1.5-3.5倍，利用焰心对准所述钩爪的待堆焊表面进行加热；

S3-2:当所述待堆焊表面加热至润湿状态的瞬间，将火焰的焰心提高与所述待堆焊表面保持一定距离，并将所述合金焊丝插入火焰的焰心与内焰的交接处，使熔化后的合金焊丝的金属熔滴进入呈现润湿状态的待堆焊表面上，同时使之均匀扩展。

在本发明的合金堆焊方法的步骤S3-2中，当熔化后的合金焊丝熔滴均匀分布到润湿状态的待堆焊表面时，开始旋转所述钩爪使火焰一分为二，一部分保护熔池，一部分加热所述钩爪的相邻待堆焊表面，使之呈现润湿状态实施连续堆焊。

在本发明的合金堆焊方法的所述步骤S3中，还包括步骤S3-3：当所述待堆焊表面完成堆焊时，移动所述火焰在熔池上方划圆圈或者继续向前移动一段距离，使得火焰逐渐缓慢离开熔池。

在本发明的合金堆焊方法的所述步骤S4中，将经步骤S3处理的所述钩爪放入热处理炉内缓慢冷却，并保持在与步骤S2的预热温度相同的温度下一段时间。

实施本发明具有以下有益效果：本发明通过堆焊前的预热处理，并采用碳化焰进行合金堆焊，从而在钩爪的待堆焊表面形成合金堆焊层，显著地提高了钩爪的耐磨、耐热、耐蚀等性能，制造出适合核电站使用的钩爪，提升了核电站控制棒驱动机构的使用寿命。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明合金堆焊方法应用的一个实施例的钩爪的结构示意图；

图2是图1中A-A剖视示意图；

图3是图1中B-B剖视示意图。

具体实施方式