[發明專利]一種用于核電安全殼的氣體保護焊絲及其制備與應用

有效

• 申請號: 202011589613.5
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112496595B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 蘇東東;公茂濤;張敏娟;吳寶鑫;林永祥
• 申請（專利權）人: 中國電建集團上海能源裝備有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/40
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 李新新

本發明涉及一種用于核電安全殼的氣體保護焊絲及其制備與應用，所述氣體保護焊絲包括以下質量百分比含量的元素：C:0.07～0.11％；Mn:1.65～1.85％；Si:0.55～0.75％；P:≤0.008％；S:≤0.010％；Ni:1.45～1.75％；Mo:0.25～0.40％；Cr:≤0.20％；Cu:≤0.20％；O:≤0.0080％；N:≤0.0080％，余量為Fe及雜質元素。制備方法依次為：確定冶煉焊絲成分范圍、焊絲冶煉、開坯軋制成盤圓、拉拔、鍍銅及繞線。與現有技術相比，本發明的氣體保護焊絲焊接后所得熔敷金屬及焊接接頭在焊態下具有良好的綜合力學性能，沖擊性能良好，具有極佳的韌性，有效地提高了焊縫整體性能，降低焊絲熔敷金屬產生結晶裂紋的可能性，解決了焊縫金屬低溫韌性不足的問題，能夠滿足核電工作中對氣體保護焊絲的需求，可廣泛用于核電工程中的鋼結構焊接。

技術領域

本發明涉及焊接材料領域，具體涉及一種用于核電安全殼的氣體保護焊絲及其制備與應用。

背景技術

從20世紀70年代至今，我國核電大致經歷了起步發展、適度發展、積極發展和安全高效發展等四個階段，未來我國經濟總量將持續擴大，我國人均能源消費將不斷提高，終端消費將由一次能源更多向以電力為主的二次能源轉變，我國電力需求還將經過較長的增長期，隨著我國未來能源向綠色低碳轉型，電力結構將呈低碳、清潔的發展趨勢。

在未來相當長一段時間內，AP1000、CAP1000、CAP1400及其后續的CAP1700作為大型先進壓水堆，將是我國國內建設的主要機型。同時CAP1400核電機型作為具有自主知識產權的重要成果，在安全性、經濟性、環境友好性等方面處于世界領先地位。

鋼制安全殼(CV)是AP1000、CAP1400等核電機組獨有的、非能動安全系統中的重要設備，是AP1000型核電站反應堆廠房的內層屏蔽結構。整個鋼制安全殼由中間的圓柱形筒體及上下兩個橢圓型封頭(分別稱“底封頭”、“上封頭”)組成。AP1000核電站的鋼制安全殼最大直徑為39.624米，總高度為65.633米，厚度為4.4厘米、體積約7萬立方米，總重量約3600噸。鋼制安全殼受力復雜、服役溫差大、設計壽命長，因此要求安全殼用焊接材料不僅具有較高的強度，而且具有良好的沖擊韌性。

2017年國家重點研發計劃重點基礎材料技術提升與產業化專項下設“新一代壓水堆核島用鋼及臨氫化工大單重特厚板”項目，項目計劃開發核反應堆安全殼用鋼，并將鋼板的強度下限提高到655MPa，與原有的585MPa強度下限相比，強度提高使得原有的焊接材料強度不足或不能穩定滿足該技術要求，而強度提升的同時低溫韌性要求并未降低，這給焊材研發帶來較大的難度，需要技術攻關。

目前公開的用于核電安全殼鋼焊接的氣體保護焊絲，如中國專利CN104128715B公開的一種用于核電用鋼安全殼的氣體保護焊絲，該焊絲熔敷金屬的室溫抗拉強度下限按照620MPa控制，針對室溫抗拉強度下限655MPa的安全殼鋼板用氣體保護焊絲，未見相關的研究報道。

發明內容

本發明的目的就是提供一種用于核電安全殼的氣體保護焊絲及其制備與應用，氣體保護焊絲焊接后所得熔敷金屬及焊接接頭在焊態下具有良好的綜合力學性能，沖擊性能良好，具有極佳的韌性，有效地提高了焊縫整體性能，降低焊絲熔敷金屬產生結晶裂紋的可能性，解決了焊縫金屬低溫韌性不足的問題，能夠滿足核電工作中對氣體保護焊絲的需求，可廣泛用于核電工程中的鋼結構焊接。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種用于核電安全殼的氣體保護焊絲，包括以下質量百分比含量的元素：C:0.07～0.11％；Mn:1.65～1.85％；Si:0.55～0.75％；P:≤0.008％；S:≤0.010％；Ni:1.45～1.75％；Mo:0.25～0.40％；Cr:≤0.20％；Cu:≤0.20％；O:≤0.0080％；N:≤0.0080％；余量為Fe及雜質元素。氣體保護焊絲中余量含量最大的元素為Fe，除了Fe之外，其他為煉鋼過程中不可避免的雜質元素。