压水堆核电厂燃料和相关组件焊接规范 第1部分：锆合金零部件激光焊（征求意见稿）

ICSFORMTEXTFORMTEXT点击此处添加中国标准文献分类号T/CNEAFORMTEXTXXXXX—FORMTEXTXXXXFORMTEXTFORMTEXT压水堆核电厂燃料和相关组件焊接规范第1部分：锆合金零部件激光焊Weldingcodeforfuelassemblyandassociatedcorecomponentsinpressurizedwaterreactorsnuclearpowerplant-Part1:LaserweldingofzirconiumalloypartsFORMDROPDOWNFORMTEXT2021.7.15FORMTEXTXXXX-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX发布FORMTEXTXXXX-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX实施FORMTEXT中国核能行业协会发布T/CNEAXXXXX—XXXX前言 III1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14工艺要求 15工艺合格性鉴定 16产品检测 37人员和设备 48返工 5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1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：张杰、范华彬、李波、侯雪、刘波、程禹敏。本标准为首次发布。范围本文件规定了压水堆核电厂燃料用锆合金零部件激光焊接要求。本文件适用于压水堆核电厂燃料组件格架条带、套管等锆合金零部件激光焊接。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/T19867.4激光焊接工艺规程GB/T4842氩GB/T37623金属和合金的腐蚀核反应堆用锆合金水溶液腐蚀试验GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。工艺要求所有锆合金零部件都应进行清洗，满足激光焊接要求。锆合金零部件在清洗之后和焊接之前，如有必要可进行真空退火处理。锆合金零部件从清洗结束到焊接结束的过程中，应使用手套进行搬运。夹具表面不允许有油、污垢以及其他可见污染物。焊接应在惰性气体环境中进行。应选用惰性气体作为保护气，推荐使用氩气。氩气应符合GB/T4842要求。焊接环境的湿度不超过100ppm，氧含量不超过7ppm。焊接之前应使用校准过的仪器对环境进行测量，并且制备工艺控制试样按6.2中进行腐蚀试验，以确保焊接环境未受到污染。工艺合格性鉴定总体要求除定位焊接外，每种焊缝组合和焊接设备都应进行工艺合格性鉴定。工艺合格性鉴定通过对5.3中工艺参数组合的最小和最大值进行验证，建立5.2中所列工艺参数的可用范围。重新焊接的工艺合格性鉴定应在正常焊接最大参数组合和重新焊接最大参数组合条件条件下进行。焊接返工的合格性鉴定应采用正常焊接最大能量参数组合和重焊最大能量参数组合进行重新焊接。同一台设备典型焊接室的鉴定结果适用于此设备的所有焊接室。同类设计和同类光路的所有焊接设备，可只对一台设备进行鉴定。工艺参数平均功率P等于脉冲间隔时间内激光功率的平均值，该值可以从测量仪表读取。脉冲频率f指激光电源闪光频率，应由经鉴定合格的软件控制。脉冲宽度T指单个激光脉冲的持续时间，与激光光源的闪光时间相关，应由经鉴定合格的软件控制。聚焦和离焦聚焦焊点指通过调节对焦镜头与工件之间的相对距离得到一系列焊点。激光束聚焦所能达到的深度范围称为“焦点深度”，其中心点定义为焦点。聚焦控制通过设备坐标系和焦点定位装置控制。焊接前，应通过试样或标尺对设置进行确认。离焦焊点指偏离工件表面超过3.175毫米而形成的焊点。离焦量和方向应作为鉴定参数记录。离焦焊点需谨慎使用。脉冲数目n、焊点间距X和进给速度F点焊焊点由固定位置的激光头发出一定数目的脉冲激光产生。一系列重叠的点焊焊点形成线性焊缝。一般有两种焊接方式：单独完成每个焊点，控制相邻焊点的间距。发出激光脉冲的同时移动激光头，脉冲间距是由脉冲频率和进给速度（即激光相对工件的移动速度）确定的。脉冲数目、焊点间距和进给速度应由经鉴定合格的软件控制。工艺参数组合激光入射角一般情况下，激光束与焊缝正交，但在某些特殊条件下很难达到，例如格架套管与内条带间的焊缝。当无法正交时，激光能量分布在椭圆形光斑上。椭圆形光斑的长轴是入射角函数，当入射角越偏离正交，单位面积上的能量越少，最小能量参数应选用最小的入射角。脉冲能量采用以下公式计算脉冲能量： (SEQ标准自动公式\*ARABIC1)热输入采用以下公式计算点焊（J）热输入： (SEQ标准自动公式\*ARABIC2)采用以下公式计算移动线性焊（J/长度单位）热输入： (SEQ标准自动公式\*ARABIC3)采用以下公式计算定位线性焊（J/长度单位）热输入： (SEQ标准自动公式\*ARABIC4)峰值功率采用以下公式计算峰值功率： (SEQ标准自动公式\*ARABIC5)取样和检测要求所有焊缝应进行6.1中目视检查。其他检测取样数量，可参考表1。试样检测要求与第6章中产品检测相同。若产品设计对焊缝熔深有要求，并且对载荷无要求，无需进行载荷试验，但金相检查试验数量参照载荷试验要求。试样取样参考方案焊缝类型腐蚀试验金相检查载荷试验格架内条带与内条带2个最大参数组合2个最大参数组合2个最小参数组合10个最大参数组合10个最小参数组合格架内条带与外条带2个最大参数组合2个最大参数组合2个最小参数组合10个最大参数组合10个最小参数组合格架外条带边角处2个最大参数组合2个最大参数组合2个最小参数组合4个最大参数组合4个最小参数组合格架套管与内条带2个最大参数组合2个最大参数组合2个最小参数组合10个最大参数组合10个最小参数组合重新焊接2个最大参数组合2个最大参数组合不适用产品检测目视检查所有焊缝应进行目视检查，一般放大3~5倍检查。焊缝处有裂纹或掺杂异物应判废。焊缝熔融区域褪色应判废。除以下豁免情况外，焊缝处出现孔隙或未熔合应判废：满足设计要求的最小长度，并且孔隙出现在线性焊缝的两端；满足设计要求的最小长度，每个格架焊缝最多允许存在1个直径为0.5mm的孔隙。焊接飞溅可使用擦布、碳化硅磨料、300系列不锈钢工具或者金刚石锉刀进行移除。当飞溅与其他零部件发生干涉且无法去除时，应判废。腐蚀试验腐蚀试验方法应符合GB/T37623的要求。焊缝若存在不符合外观标样的白色或棕色的腐蚀产物应判废。焊接熔融区附近若存在符合复验外观标样的白色或棕色的腐蚀产物，可以使用400#或更细的碳化硅砂纸抛光去除后重复试验。重复试验的试样表面至多只能去除0.025mm厚度。重复试验后若再次出现腐蚀产物，该试样判废。金相检查至少放大40倍，焊缝熔深应满足设计要求。焊缝有裂纹应判废。焊缝横断面上存在直径超过0.5mm的夹杂物或孔隙应判废。线性焊缝应沿着焊缝的横断面方向切割试样，避开熔池末端。熔池末端通常会出现收缩裂缝，在切割之前应进行观察，裂缝尺寸小于0.5mm可以接受。格架内条带交叉焊点应与平行开槽方向切割。试样应进行固定，以确保能对切割面进行抛光、腐蚀。载荷试验一般情况下，载荷试验方法应符合GB/T228.1的要求。拉伸速率不超过1.27mm/min。试样应满足极限拉伸载荷设计要求，一般情况下，对于内条带十字交叉末端焊接接头，破断力应大于600N；对于内条带榫头和外条带榫槽焊接接头及内条带端部与2条外条带端部间的“T”型焊接接头，破断力应大于1500N。。如对焊缝熔深有设计要求，可不进行载荷试验。人员和设备人员资质由于激光焊