《压水堆核电厂燃料和相关组件焊接规范-第8部分：镍基合金格架钎焊》

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团体标准

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压水堆核电厂燃料和相关组件焊接规范

第8部分：镍基合金格架钎焊

Weldingcodeforfuelassemblyandassociatedcorecomponentsinpressurizedwater

reactorsnuclearpowerplant-Part8:Brazingofnickelalloygrids

（征求意见稿）

（本稿完成日期：2021.7.15）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国核能行业协会发布

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目  次

前言................................................................................III

1范围................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语和定义..........................................................................1

4焊接设备............................................................................1

5焊接材料............................................................................1

6焊接工艺评定........................................................................2

7焊接................................................................................2

8焊接质量检验........................................................................3

9焊缝缺陷返修........................................................................3

10安全防护...........................................................................3

附录A（规范性）钎焊料膏自持性验收标准...........................................5

II

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前  言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起

草。

本文件是T/CNEAXXX《压水堆核电厂燃料和相关组件焊接规范》的第8部分。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国核能行业协会提出并归口，技术支持单位为上海核工程研究设计院有限公司、核工业

标准化研究所、苏州热工研究院有限公司。

本文件起草单位：上海核工程研究设计院有限公司、中核北方核燃料元件有限公司、中核建中核燃

料元件有限公司。

本文件主要起草人：陈芙梁、陈向阳、陈小强、卢俊强、崔严光、尤、马春英、李莎。

本文件为首次发布。

III

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1范围

本文件规定了压水堆核电厂燃料镍基合金格架钎焊的设备、材料、焊接工艺、焊接质量检验等方面

的技术要求。

本文件适用于压水堆核电厂燃料镍基合金格架的钎焊。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T1482金属粉末流动性的测定标准漏斗法（霍尔流速计）

YS/T539（所有部分）镍基合金粉化学分析方法

3术语和定义

本文件没有需要界定的术语和定义。

4焊接设备

4.1热处理炉内应当能够达到并保持规定的温度，并且将工作区域内的温度差异控制在±20℃内。

4.2真空热处理炉在钎焊和时效硬化处理中应当能够达到并保持优于0.02Pa的真空度。

5焊接材料

5.1焊接性能

本文件中镍基合金格架钎焊可采用满足5.2要求的钎焊料。若选择其他材料，应按设计图样上的要

求通过焊接性能工艺评定确定。

5.2钎焊料要求

5.2.1制造要求

镍基钎焊料应先在真空或惰性气氛中熔炼而成，然后采用高压惰性气体进行雾化制粉。

对于膏状镍基钎焊料，粉末应与胶状粘结剂充分混合，所用粘结剂应经设计方认可。

5.2.2化学成分

镍基钎焊料的化学成分应满足表1的要求。对于膏状钎焊料，应在化学成分分析前完全去除粘结剂。

化学元素的分析按YS/T539（所有部分）的规定进行或由制造方和采购方协商确定的分析方法进行。

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表1镍基钎焊料的化学成分

单位为质量百分比

元素最小值最大值元素最小值最大值元素最小值最大值

Cr11.015.0S--0.015Zr--0.03

Si--0.10P9.011.0Co--0.04

Fe--0.20B--0.02O--0.05

Mn--0.04Al--0.03N--0.08

C--0.08Ti--0.03Ni余量

5.2.3流动性

5.2.3.1对于镍基合金钎焊料粉末，应按GB/T1482进试验，50克的粉末试样应能完全通过标准的霍

尔流量计。

5.2.3.2对于膏状镍基合金钎焊料，应能在200kPa的压力下均匀通过长约80mm，内径1.2mm的细管。

钎焊料膏的自持性可通过以下方法评估：在上述压力用细管在一干净的不锈钢薄板上涂上长150mm的长

链，将不锈钢板置于垂直位置，而钎焊料膏形成的长链置于水平位置。根据长链的形状评估其自持性，

如附录A所示。

6焊接工艺评定

6.1针对镍基合金格架的钎焊及时效硬化工艺，应在焊前进行焊接工艺评定。

6.2评定方法由制造方根据产品结构的特点及技术要求自行制定，并应取得燃料组件采购方和设计方

的认可。

7焊接

7.1焊前准备

7.1.1钎焊之前，镍基合金零部件可按设计图样要求进行镀镍。

7.1.2所有要钎焊的区域都应清洗干净，以确保相应零部件的焊接效果。

7.1.3钎焊前，按照设计图样尺寸要求，将各钎焊零部件进行装夹固定。

7.1.4应使用足够多的钎焊料，以确保每个焊接位置处焊牢。

7.1.5除钎焊缝外的其余零部件区域不应有钎焊料。

7.2钎焊

7.2.1GH4169合金格架的最佳钎焊温度应控制在950～1000℃之间。不同钎焊温度下的最大钎焊时间

应是累加的。具体钎焊温度及保温时间应符合焊接工艺评定确定的工艺参数。

7.2.2允许将钎焊与时效硬化合并为一个周期。在合并后的周期内，炉温冷却到7.3中规定的时效硬

化温度后，时效硬化处理即可开始。

7.2.3钎焊后，所有零部件在冷却至200℃之前，不应直接暴露到厂内环境中。

7.3时效硬化

2

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7.3.1时效硬化前的预处理称为固溶退火。时效硬化处理包括将GH4169合金加热到所需温度并保持所

需时间，通过沉淀相强化以获得高强度。具体时效硬化温度及保温时间应符合焊接工艺评定确定的工艺

参数。

7.3.2允许对钎焊镍基合金格架重新进行时效硬化处理，但应在重新钎焊之后进行。

7.3.3如果时效硬化周期内发生了中断（如断电、真空泵故障等），可以通过一个补充的周期来完成

整个时效硬化周期。

8焊接质量检验

8.1通用要求

每批进行钎焊和时效的炉料至少应包含两个拉伸试样。试样应放在炉架上有效加热区内且具有代表

性的不同位置（如炉内最冷区域和炉内最热区域），确保试样在炉内不同区域。试样放置区域应可以通

过可追溯性系统进行追溯。拉伸试样不要求与产品零部件具有相同炉号，但试样需要取自合格炉次，并

且厚度名义值能够代表炉内装载的最薄材料，或者更薄。

8.2屈服强度

拉伸试样的屈服强度至少要达到1034MPa。

8.3显微硬度

可以使用显微硬度试验来代替拉伸试验或者作为拉伸试验的补充来验证炉料中的格架是否合格。需

要对每个时效之后的拉伸试样进行显微硬度试验，试验一共做3组，每组做3次。硬度试验应在没有钎料

的区域进行，并且硬度试验不应在拉伸试验导致的冷变形区域进行。显微硬度试验结束之后，每组试验

的3个数值取平均值，3组试验分别得到的平均值都应至少要达到维氏硬度382（或Rc39）。如无法进行

试样的硬度试验，可以对产品进行试验来证明产品是否合格。

8.4宏观硬度

试样偶尔会由于表面缺陷（如钎料飞溅、缩紧区域裂缝等）导致过早失效。当采用拉伸试验方法验

证产品是否合格，并且有证据表明过早失效是因为试样存在缺陷，那么可以使用宏观硬度试验来验证炉

料是否合格。需要对炉料加热后随机抽取两个零部件，每个零部件至少要进行有3次宏观硬度试验，或

是3组（每组3次）微观硬度试验。宏观硬度试验完成后，所有数据都必须符合8.3中指定的硬度要求。

对于宏观硬度，3次试验中任何1次试验结果不满足要求，需要对试样重新进行3次试验。如果重新做的3

次试验中，还有试验结果不满足要求，那么该炉料是不合格的。与8.3相同，硬度试验应在没有钎料的

区域进行，并且硬度试验不应在拉伸试验导致的冷变形区域进行。

9焊缝缺陷返修

不符合要求的零部件可以重新处理，重新处理应是固溶退火（钎焊）加时效处理。固溶退火（钎焊）

加时效处理时，必须采用新的试样进行试验。

10安全防护

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本文件中要求的部分材料和（或）操作工序具有一定危险性。要求配备一个合格的安全/工业卫生

工程师为必要的预防措施提供咨询。

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附录A