Welding Process of 12Cr13 and 304L Dissimilar Stainless Steel

Xiaoping ZOU; Tiankuo SHEN; Xuelai YUE; Baochao GUO

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2022.03.07

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Welding Process of 12Cr13 and 304L Dissimilar Stainless Steel
Vol. 52, Issue 3, Pages: 53-58(2022)
Received：27 September 2021，

Revised：2022-02-23，

Published：30 March 2022
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.03.07
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邹小平，沈天阔，乐学来，等.12Cr13与304L异种不锈钢焊接工艺研究［J］.电焊机，2022，52（3）：53-58. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.03.07.

ZOU Xiaoping, SHEN Tiankuo, YUE Xuelai, et al.Welding Process of 12Cr13 and 304L Dissimilar Stainless Steel[J].Electric Welding Machine, 2022, 52(3): 53-58. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.03.07.

摘要

核反应堆控制棒驱动机构用材料12Cr13与304L异种不锈钢的焊接质量对驱动机构的安全性有重要影响。为了得到综合性能较好的焊接接头，根据不同的热处理制度和接头设计确定两个不同的实验方案，均选用ERNiCrFe-7A镍基焊丝，采用钨极氩弧焊工艺，通过在12Cr13上堆焊不同厚度的隔离层、经不同热处理后再坡口对接。采用光学显微镜观察焊接接头的显微组织并进行拉伸试验、弯曲试验以及硬度试验，对12Cr13热影响区进行0 ℃冲击试验。结果表明，采用堆焊4 mm隔离层+调质处理的方案能获得质量较好的焊接接头，足够的隔离层厚度能减少最终焊接热循环对焊接性较差的母材的影响，调质处理有效降低了12Cr13热影响区的硬度，对接焊缝与304L母材硬度较为均匀，热影响区为均匀回火索氏体组织，0 ℃冲击功达到了平均152 J。

Abstract

The welding quality of 12Cr13 and 304L dissimilar stainless steel for nuclear reactor control rod driving mechanism has an important effect on the safety of the mechanism. In order to obtain a welded joint with better comprehensive performance

nickel-based welding wire ERNiCrFe-7A and the method GTAW are used in this research. After welding of isolation layer on 12Cr13 side and heat treatment

the 12Cr13 and 304L are welded together. The microstructure of the welded joint is observed with an optical microscope

and the tensile test

bending test and hardness test are carried out. Welding joint impact test is carried out at 0 ℃. The results show that the scheme tempered sorbite structure is uniform and the hardness of the HAZ is uniform with 4 mm isolation layer by quenching and tempering. The impact energy at 0 ℃ reaches an average of 152 J. The quenching and tempering treatment effectively reduces the hardness of the 12Cr13 HAZ . The welded joint has a uniform weld structure and good mechanical properties.

关键词

Keywords

references

张扬健，陈德胜，我国核电现状及发展趋势分析［J］. 节能与环保， 2017 （ 01 ）： 52 - 55 .

Zhang Yangjian ， Chen Desheng . Analysis of current situation and development trend of Nuclear power in China ［J］. Energy Engineering and Environmental Protection ， 2017 （ 01 ）： 52 - 55 .

周诗光 . 秦山一期CRDM关键部件失效机理及可靠性分析［D］. 上海：上海交通大学， 2008 .

Zhou Shiguang . On analysis of fault mechanism & reliability about key parts of CRDM for QNPC-1，Thesis ［D］. Shanghai Jiao Tong University ， 2008 .

李延葆，郭宝超，金伟芳，堆内构件钴基合金堆焊工艺研究［J］. 动力工程学报， 2016 （ 03 ）： 247 - 251 .

Li Yanbao ， Guo Baochao ， Jin Weifang . Study on hardfacing process of reactor vessel internals with cobalt alloys ［J］. Journal of Chinese Society of Power Engineering ， 2016 （ 03 ）： 247 - 251 .

Sedat Kolukisa . The effect of the welding temperature on the welding ability in diffusion welding of martensite（AISI 420） stainless steel with ductile cast iron ［J］. Journal of Materials Processing Technology ， 2007 （ 186 ）：

33 - 36 .

刘国亮，杨善武，周鲁军，等 . 异种不锈钢电子束焊接接头的组织与性能［J］. 材料热处理学报， 2020 ， 41 （ 05 ）： 194 - 203 .

Liu Guolaing ， Yang Shanwu ， Zhou Lujun ， et al . Microstructure and mechanical properties of electron beam welded joints of dissimilar stainless steel ［J］. Transactions of materials and heat treatment ， 2020 ， 41 （ 05 ）： 194 - 203 .

冯毅，李亚虎，贾金龙，等 . 304与430异种不锈钢CMT焊接工艺研究［J］. 热加工工艺， 2021 ， 50 （ 23 ）： 51 - 54 .

Feng Yi ， Li Yahu ， Jia Jinlong ， et al . CMT Welding Process of 304 and 430 Dissimilar Stainless Steels ［J］. Hot Working Technology ， 2021 ， 50 （ 23 ）： 51 - 54 .

李友谊，王成伟，尹忠阳，等 . 马氏体沉淀硬化不锈钢与奥氏体不锈钢焊接工艺研究［J］. 焊接技术， 2019 ， 48 （ 07 ）： 50 - 54 .

Li Youyi ， Wang Chengwei ， Yin Zhongyang ， et al . Study on welding process of Martensitic precipitation-hardening stainless steel and austenitic stainless steel ［J］. Welding Technology ， 2019 ， 48 （ 07 ）： 50 - 54 .

Da C J E J ， Franzini O D ， Caliliari ， et al . Effects of Nickel Addition on the Microstructure of Laser-Welded UNS S32750 Duplex Stainless Steel ［J］. Metallurgical and Materials Transactions A ， 2019 ， 50 （ 4 ）： 1616 - 1618 .

Lai R ， Cai Y ， WU Y ， et al . Influence of absorbed nitrogen on microstructure and corrosion resistance of 2205 duplex stainless steel joint processed by fiber laser welding ［J］. Journal of Materials Processing Technology ， 2016 ， 231 ： 397 - 405 .

Choudhury B ， Chandrasekaran M . Microstructural Investigation and Integrated Optimization of Weld Bead Characteristics in Electron Beam Welding of Inconel 825 ［J］. Transactions of the Indian Institute of Metals ， 2021 ， 74 （ 11 ）： 2681 - 2701 .

李国平，柳阳，王立新，等 . 热输入对S32750超级双相不锈钢TIG焊接接头腐蚀性能的影响［J］. 焊接， 2018 （ 09 ）： 43 - 46，67 .

Li Guoping ， Liu Yang ， Wang Lixin ， et al . Effect of heat input on corrosion properties of TIG welded of S32750 super duplex stainless steel joints ［J］. Welding & Joining ， 2018 （ 09 ）： 43 - 46，67 .

冯家玮，江来珠，徐锴，等 . 低镍含氮奥氏体不锈钢脉冲TIG焊接接头组织性能研究［J］. 电焊机， 2022 ， 52 （ 01 ）： 68 - 76 .

Feng Jiwei ， Jiang Laizhu ， Xu Kai ， et al . Study on Microstructure and Properties of Pulsed TIG Welded Joints of Austenitic Stainless Steel with Nitrogen and Low Nickel ［J］. Electric Welding Machine ， 2022 ， 52 （ 01 ）： 68 - 76 .

李子晗，忻建文，吴东升，等 . 不锈钢薄板等离子弧搭接焊间隙对焊缝表面成形的影响［J］. 电焊机， 2021 ， 51 （ 12 ）：28-33， 127 - 128 .

Li Zihan ， Xin Jianwen ， Wu Dongsheng ， et al . Influence of gap on weld appearance in lap plasma arc welding of thin stainless steel plates ［J］. Electric Welding Machine ， 2021 ， 51 （ 12 ）： 28 - 33 .

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