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激光增材制造技术在堆内构件中的应用研究

王庆田 李浩 胡雪飞 王仲辉 朱明冬 赵伟

王庆田, 李浩, 胡雪飞, 王仲辉, 朱明冬, 赵伟. 激光增材制造技术在堆内构件中的应用研究[J]. 核动力工程, 2022, 43(5): 233-237. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.05.0233
引用本文: 王庆田, 李浩, 胡雪飞, 王仲辉, 朱明冬, 赵伟. 激光增材制造技术在堆内构件中的应用研究[J]. 核动力工程, 2022, 43(5): 233-237. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.05.0233
Wang Qingtian, Li Hao, Hu Xuefei, Wang Zhonghui, Zhu Mingdong, Zhao Wei. Research on the Application of Laser Additive Manufacturing in Reactor Internals[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(5): 233-237. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.05.0233
Citation: Wang Qingtian, Li Hao, Hu Xuefei, Wang Zhonghui, Zhu Mingdong, Zhao Wei. Research on the Application of Laser Additive Manufacturing in Reactor Internals[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(5): 233-237. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.05.0233

激光增材制造技术在堆内构件中的应用研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2022.05.0233
详细信息
    作者简介:

    王庆田(1982—),男,研究员级高级工程师,硕士,现从事核反应堆堆内构件的设计与研发工作,E-mail:wqtian@126.com

  • 中图分类号: TL341

Research on the Application of Laser Additive Manufacturing in Reactor Internals

  • 摘要: 针对钴基合金手工钨级氩弧焊(TIG)堆焊出现的质量问题,开展了钴基合金增材制造工艺研究,尤其是激光增材制造工艺参数的优化研究,然后对钴基合金增材制造层进行一系列的硬度、耐磨性能、耐腐蚀性能等试验研究,并与手工TIG堆焊层性能进行对比。对比结果表明,激光增材制造层的组织更加细化,硬度更加均匀,耐磨性与耐腐蚀性能均优于手工TIG堆焊层。

     

  • 图  1  粉末粒度

    Figure  1.  Powder Size

    图  2  粉末致密度检验

    Figure  2.  Powder Densification Test

    图  3  激光增材制造层微观组织图

    Figure  3.  Microstructure Diagram of Laser Additive Manufacturing Layer     

    图  4  手工TIG堆焊层微观组织图

    Figure  4.  Microstructure Diagram of Manual TIG Surfacing Layer      

    图  5  激光增材制造层碳化物形态图

    Figure  5.  Carbide Morphology Diagram of Laser Additive Manufacturing Layer        

    图  6  手工TIG堆焊层碳化物形态图

    Figure  6.  Carbide Morphology of Manual TIG Surfacing Layer

    图  7  表层显微硬度

    Figure  7.  Surface Microhardness

    图  8  手工TIG堆焊层磨损表面SEM形貌图

    Figure  8.  SEM Morphology of Worn Surface in Manual TIG Surfacing Layer

    图  9  激光增材制造层磨损表面SEM形貌图

    Figure  9.  SEM Morphology of Worn Surface in Laser Additive Manufacturing Layer

    图  10  腐蚀电位图谱

    Figure  10.  Corrosion Potential Map

    表  1  ERCoCr-A粉末主要化学成分

    Table  1.   Main Chemical Composition of ERCoCr-A Powder

    元素CCrWNiMoMnSiFeCo
    质量分数/%0.9728.913.922.050.310.050.901.85余量
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    表  2  单道工艺参数

    Table  2.   Single Pass Process Parameters

    功率/W扫描速度/
    (mm·s−1)
    送粉速率/
    (g·min−1)
    气氛
    30001010空气环境、氩气环境
    25001510
    20001010
    2000510
    1800610
    25001010
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    表  3  多道搭接工艺参数

    Table  3.   Multi Pass Overlapping Process Parameters

    功率/W扫描速度/
    (mm·s−1)
    送粉速率/
    (g·min−1)
    搭接率/%扫描方式
    2000101050长边往复
    2500101050长边往复
    3000101050长边往复
    200051050长边往复
    2000151050长边往复
    2500101060长边往复
    2500101040长边往复
    2500101450长边往复
    2500102050长边往复
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    表  4  钴基合金熔覆层化学元素含量

    Table  4.   Chemical Element Content of Cobalt-based Alloy Cladding Layer

    样品质量分数/%
    CoCrCFeWNiSiMoMnSP
    手工TIG堆焊层58.3028.101.302.104.102.301.400.200.100.200
    激光增材制造层58.6030.381.242.164.101.840.720.660.180.040.08
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  • [1] DAVIS J R, JOSEPH R. Nickel, cobalt, and their alloys[M]. Materials Park, OH: ASM International, 2000: 345-370.
    [2] DÍAZ E, AMADO J M, MONTERO J, et al. Comparative study of co-based alloys in repairing low Cr-Mo steel components by laser cladding[J]. Physics Procedia, 2012, 39: 368-375. doi: 10.1016/j.phpro.2012.10.050
    [3] GRAINGER S, BLUNT J. Engineering coatings: design and application[M]. 2nd ed. Cambridge: Abington Publish, 1998: 123-125.
    [4] 王庆田,蒋兴钧,郭宝超,等. “华龙一号”核电厂堆内构件钴基合金堆焊优化设计[J]. 中国核电,2020, 13(1): 17-22.
    [5] 王庆田,许斌,何大明,等. 秦山核电二期扩建工程反应堆堆内构件钴基合金堆焊工艺改进[J]. 电焊机,2010, 40(2): 42-46. doi: 10.3969/j.issn.1001-2303.2010.02.010
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-05-23
  • 修回日期:  2022-07-25
  • 刊出日期:  2022-10-12

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