[發明專利]一種單焊縫焊接制造多流道直板的制造方法

有效

• 申請號: 201811360276.5
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN111185721B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 王曉宇;廖洪彬;武興華;胡志強;秦超;王學芹
• 申請（專利權）人: 核工業西南物理研究院
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 劉昕宇

本發明屬于制造方法，具體涉及一種單焊縫焊接制造多流道直板的制造方法。它包括步驟：(1)與產品等厚度的弧形板材加工，流道方向平行于弧形的軸線；(2)在弧形板等直徑弧線上采用線切割加工出流道形狀；(3)對板坯進行清洗，去除油污和氧化層；(4)將板坯放置在平面模具上，用壓條將板坯壓平，置入真空或保護氣氛爐中進行熱處理；(5)采用激光焊接封焊流道。本發明的顯著效果是：弧形板坯加工時能夠進行激光/電子束焊接；減少加工量和壓平難度；消除板坯內部應力，保證去掉模具后板坯的平面度；保證待焊接表面無氧化；用激光焊接減少焊接變形。

技術領域

本發明屬于制造方法，具體涉及聚變堆固態增殖劑包層內部含流道部件的一種單焊縫焊接制造多流道直板的制造方法。

背景技術

國際熱核實驗反應堆(ITER)是用來驗證聚變能源科學技術可行性的一個國際合作研究計劃項目。ITER的一個重要功能就是測試產氚包層實驗模塊，其主要目標就是為了實驗驗證和獲取氚增殖的相關技術，這對將來發展聚變試驗示范堆非常重要。國際上包括歐盟、日本、韓國以及印度在內的各個國家都在積極發展各自的ITER產氚包層實驗模塊。而我國經過科學的技術篩選后決定發展中國固態產氚包層實驗模塊(HCCBTBM)作為ITER項目的一個測試模塊。

HCCBTBM中的U形冷卻隔板是試驗模塊中的一個重要部件，起到冷卻氚增殖區和中子倍增區的作用。U形冷卻隔板結構如附圖1，具有52個2.5mm×4.5mm的貫穿方孔形流道，直板加工的長度大于600mm。該部件流道內部流通高溫高壓冷卻介質，失效后對系統危害極大，是關系安全的關鍵部件，對其制備過程的質量穩定性要求高，要求100％無損探傷。同時，該部件采用新開發的低活化鐵素體/馬氏體鋼(RAFM鋼)制造，該鋼種的各種制造和焊接工藝還不成熟，各種制造工藝還需研究。

由于冷卻隔板流道尺寸小，深度長，流道間距小，常規鉆孔、穿孔等機械加工方法不能實現制造；現有制備方案為通過平板開槽后用裝配封條，采用激光或電子束焊接封焊流道，每個流道需進行兩次焊接(如附圖2所示)，裝配要求高，焊縫數量多，焊縫間隔小，焊接后檢測難以實施，不能滿足標準和設計要求。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種弧形板坯加工后焊接，從而單次焊縫實現細長流道封焊的工藝方法，減少50％的焊縫數量，減少制造時間和成本，減小焊接變形，提高了質量的穩定性；增大焊縫間距，使焊縫設計滿足標準要求。

發明內容：一種單焊縫焊接制造多流道直板的制造方法，包括下述步驟：

(1)與產品等厚度的弧形板材加工，流道方向平行于弧形的軸線；

(2)在弧形板等直徑弧線上采用線切割加工出流道形狀；

(3)對板坯進行清洗，去除油污和氧化層；

(4)將板坯放置在平面模具上，用壓條將板坯壓平，置入真空或保護氣氛爐中進行熱處理；

(5)采用激光焊接封焊流道。

如上所述的一種單焊縫焊接制造多流道直板的制造方法，其中，所述(1)中，弧形板坯的內半徑R按以下公式設定：

R＝bh/an

式中，b為產品最終板材寬度；h為板材厚度；a為加工流道的切口寬度；n為流道數量，上述參數由外部輸入。

如上所述的一種單焊縫焊接制造多流道直板的制造方法，其中，a值的取值范圍為，大于0，小于等于實際切口寬度。

如上所述的一種單焊縫焊接制造多流道直板的制造方法，其中，a值的取值范圍為，大于0，小于等于實際切口寬度再減去0.1mm。

如上所述的一種單焊縫焊接制造多流道直板的制造方法，其中，所述(2)中，用線切割加工流道形狀，線切割從流道中部開始加工。