在核級(jí)鋯材加工產(chǎn)業(yè)鏈中，鋯合金帶材作為三代核電機(jī)組燃料元件定位格架材料，是核反應(yīng)堆中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料。在加工生產(chǎn)過程中，需將鋯合金板材拼焊成卷后進(jìn)行軋制，因此對(duì)焊縫質(zhì)量提出了很高的要求。鋯及鋯合金本身對(duì)于氧、氮、氫等的氣體雜質(zhì)非常敏感，受熱很容易與空氣中的氫、氧、氮發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，為減少焊縫表面氧化以及焊縫變形等缺陷，選用便于進(jìn)行焊縫氣體保護(hù)的無填絲自動(dòng)鎢極氬弧焊，利用較大口徑的焊槍噴嘴和焊縫上表面保護(hù)托罩及下表面充氬氣的方式進(jìn)行空氣隔離。文章主要介紹了國(guó)核寶鈦鋯業(yè)股份公司改進(jìn)連續(xù)焊接機(jī)組的焊機(jī)氣體保護(hù)裝置，以達(dá)到焊縫不被氧化目的，為鋯合金帶材工業(yè)化生產(chǎn)提供了技術(shù)支持。
隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對(duì)能源的需求急劇增加，這就迫使核反應(yīng)堆技術(shù)朝著高燃耗燃料、高反應(yīng)堆熱效率以及安全可靠的方向發(fā)展，于是對(duì)燃料元件用鋯合金提出了更高的要求[1]。鋯合金帶材作為三代核電機(jī)組燃料元件定位格架材料，是核反應(yīng)堆中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料，是核電安全運(yùn)行的重要保證。核用鋯合金帶材生產(chǎn)過程中，需將板材拼焊成卷后進(jìn)行軋制，這對(duì)焊縫質(zhì)量提出了很高的要求。本文主要介紹了國(guó)核寶鈦鋯業(yè)股份公司通過改進(jìn)連續(xù)焊接機(jī)組的焊機(jī)氣體保護(hù)裝置，從而有效減少焊縫表面氧化以及焊縫變形等缺陷。
實(shí)驗(yàn)材料及方法
實(shí)驗(yàn)材料
本文選用的鋯合金化學(xué)成分如表1所示。采用真空自耗電爐冶煉成鑄錠，并經(jīng)鍛造、熱軋、冷軋成厚度約為1.0 mm的板材。
實(shí)驗(yàn)方法
選用某公司生產(chǎn)的便于進(jìn)行焊縫氣體保護(hù)的無填絲自動(dòng)鎢極氬弧焊進(jìn)行焊接；利用較大口徑的焊槍噴嘴和焊縫上表面保護(hù)托罩及下表面充氬氣的方式進(jìn)行空氣隔離，以達(dá)到焊縫不被氧化目的。焊接參數(shù)如表2所示。
原有裝置存在的缺點(diǎn)
焊縫表面氧化嚴(yán)重由于焊接機(jī)頭保護(hù)氣體裝置(結(jié)構(gòu)如圖1所示)的上拖罩與焊槍連接固定，在焊槍行走過程中，上拖罩距離母材焊縫距離過遠(yuǎn)，導(dǎo)致氬氣不能有效的保護(hù)焊縫周圍區(qū)域，且上拖罩內(nèi)表面形狀為方形，易出現(xiàn)氣體滯留在死角，不利于氣體完全有效的保護(hù)焊縫。下表面出現(xiàn)氧化則是由于下拖罩氣槽較窄，焊接連接處與下拖罩氣槽形成半封閉空間，導(dǎo)致焊接時(shí)氬氣只能沿帶材寬度方向運(yùn)動(dòng)，很難保護(hù)到焊縫周圍的區(qū)域。焊縫氧化照片如圖2所示。
