[发明专利]核主泵定心块激光熔敷钴基合金粉末焊接方法

说明书

本发明为一种核主泵定心块激光熔敷钴基合金粉末焊接方法，定心块基材为马氏体不锈钢欧标牌号EN10088‑3 1.4313+QT780，该马氏体经过淬火、回火调质，激光熔敷前需将堆焊层表面使用丙酮或酒精进行擦拭、去油去锈；采用的激光熔敷钴基合金粉末满足AWS A5.21 ERCoCr‑A标准要求，除此之外，Fe含量应满足0~2.5%。本发明有效的实现了定心块钴基合金粉末堆焊，有效的克服了传统手工钨极惰性气体保护电弧焊堆焊时效率低、稀释率大、热输入量大、焊接质量稳定性差、容易出现气孔等焊接缺陷。本发明整个堆焊过程焊接操作者只需观察熔池即可，极大改善了焊接操作者的工作环境，同时也很容易实现自动化焊接。激光熔敷在满足同样的性能要求条件下，减少熔敷厚度，节约成本，提高堆焊效率。

技术领域：

本发明涉及一种核主泵定心块激光熔敷钴基合金粉末焊接方法。

背景技术：

核反应堆冷却剂泵(简称主泵)是核电站反应堆的“心脏”设备，也是反应堆冷却系统中唯一的回转机械设备，对其基本要求之一是：能够长期在无人维护条件下安全可靠地工作。而定心块作为主泵的关键部件，又是下导轴承和轴承导环的连接部件，需要定心块具有良好的耐磨、抗疲劳等性能要求，所以对定心块的堆焊质量有很高的要求。故激光熔敷钴基合金粉末堆焊定心块是一项非常必要且极具实践意义的技术。

定心块基材为马氏体不锈钢欧标牌号EN10088-31.4313+QT780，该马氏体经过淬火、回火调质，具有较高强度、较好耐磨性，但焊接时容易产生冷裂纹。

目前国际上堆焊定心块通常使用手工钨极惰性气体保护电弧焊，该方法焊接效率低、熔深浅、稀释率大、热输入量大、工件变形量大、焊接质量稳定性差、容易出现气孔等焊接缺陷，同时焊工操作环境比较恶劣等缺点，所以对定心块堆焊焊接方法的改进具有重大意义。

激光熔敷具有热输入低、变形小，效率高、焊接质量好等技术特点。如使用激光熔敷钴基合金粉末堆焊定心块，形成具有自主制造能力的激光熔敷工艺技术，将极大提高定心块的质量，使得激光熔敷在轴封主泵项目领域得到应用，提高我国核电行业核心部件的焊接质量和技术革新。

发明内容：

本发明的目的是提供一种核主泵定心块激光熔敷钴基合金粉末焊接方法，采用激光熔敷热输入低、变形小，效率高、焊接质量好，提高定心块的焊接质量和成品率，使得定心块在服役过程中，能够长期在无人维护条件下更加安全可靠地工作。

本发明的技术方案为：一种核主泵定心块激光熔敷钴基合金粉末焊接方法：

(1)定心块基材为马氏体不锈钢欧标牌号EN10088-31.4313+QT780，该马氏体经过淬火、回火调质，进行激光熔敷前需将堆焊层表面使用丙酮或酒精进行擦拭、去油去锈；

(2)采用的激光熔敷钴基合金粉末满足AWS 5.21ERCoCr-A标准要求，除此之外，Fe含量应满足0～2.5％；

(3)采用激光熔敷堆焊基材表面：堆焊厚度：1.5mm～2.5mm，焊接参数如下：定心块预热温度：310℃，碟片式激光器设备功率：2.3KW～3.0KW，光斑直径：35mm～40mm，堆焊速度：580mm/min～630mm/min，保护气体流量(Ar)：5L/min～7L/min，送粉气流量(He)：3L/min～5L/min，搭接量：1mm～2mm，堆焊层数：1～2层，堆焊位置为定心块中相平行的两个平面；在激光熔敷过程中，使用小转台夹持定心块，并根据程序设定，在堆焊过程中每堆焊完一层，通过小转台翻面，配合激光熔敷焊机机头灵活、精准地堆焊定心块；

(4)堆焊完成后，堆焊件放入电阻加热炉，在460℃时保温1h，然后随炉冷却至室温，冷却速率：30℃/h；

(5)焊接完成后，对焊缝进行目视检查：表面无裂纹、无弧坑、无气孔有害缺陷；加工堆焊面后进行液体渗透检测探伤：不得有大于2mm的圆形显示，不得有3个或3个以上排成一条直线的显示且其间距边到边小于3mm；