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核电装备制造中的高品质焊接关键技术及应用

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登记号:G20200358

所属行业:制造业

学科分类:航空、航天金属材料;

关键词: 核电装备 焊接冶金 焊缝质量 服役性能 变形调控

绿色分类:核能;

  • 基本信息
成果名称: 核电装备制造中的高品质焊接关键技术及应用
成果登记号: G20200358 学科分类: 航空、航天金属材料;
绿色分类: 核能; 项目关键词: 核电装备  焊接冶金  焊缝质量  服役性能  变形调控
推荐单位:

上海交通大学

成果所处阶段: 成熟应用阶段
合作方式: 合资合作, 成果所属行业: 制造业
国家/地区: 中国 知识产权: 发明专利,其他
简介: 点击查看

本项目属于金属材料加工制造领域,涉及核电装备焊接制造技术。2004年,国务院明确,以岭澳二期为核电自主化依托项目,全面提升我国自主设计和建造百万千瓦核电站的能力。焊接是核电装备制造中的共性和关键技术。高可靠、高安全和长寿命的服役要求,对核电装备的焊接制造质量提出了严苛要求。立项之初,仅美、法、日等国掌握核电关键装备高品质焊接技术,且不属于技术转让范围。针对核电装备制造中的焊接难题,项目组围绕焊缝质量、接头性能和构件制造三个层次开展创新研发,历经10余年 “产学研用”协同攻关,突破了国外技术封锁,形成了具有自主知识产权的核电装备高品质焊接制造技术体系,推进了核电制造技术进步。主要体现在:1、构建了多因素耦合焊接熔池连续动态模型,揭示了镍基合金、不锈钢和超纯净钢等先进核电结构材料的焊接冶金行为与机理;率先揭示了焊接缺陷萌生与演化的时空路径规律,界定了焊接缺陷抑制的临界条件,为焊接工艺研发和焊缝质量控制提供理论支撑。2、发明了非均匀组织疲劳性能测试技术,构建了焊接接头组织微观演化与宏观疲劳失效的跨尺度关联,形成了焊接接头局部损伤与断裂的评定方法;基于此,提出了间隙约束激光、超高频U-TIG、窄间隙热丝H-TIG和弯钨极B-TIG等焊接新方法,攻克了长线程焊接组织—性能一体化控制难题。3、突破了大型复杂构件焊接变形高精度、高效率的计算难题,创建了关键几何精度、设备综合精度的大尺度激光测量方法;建立了“应力槽”阻隔、反变形拘束、工序优化和在线调控等焊接变形控制方法,形成了大型复杂构件焊接变形调控技术体系。4、基于焊缝质量、组织性能和大型构件焊接变形控制,自主创新关键工艺和工装,形成焊接制造技术规范,应用于核岛主设备控制棒驱动机构、堆内构件以及特大型汽轮机低压转子等核电关键装备的焊接生产,达到国际领先水平。项目获授权国家发明专利18项、实用新型5项;公开国家发明专利8项;形成国家行业标准2项;发表论文50篇(SCI收录38篇,EI收录42篇)。理论成果得到韩国两院院士Na SJ、日本激光加工学会会长Seiji K等国际权威专家引用和跟踪;技术规范应用于二代改进型、AP1000、CAP1400、华龙一号、高温气冷堆等多个先进堆型的控制棒驱动机构、堆内构件以及华龙一号特大型汽轮机低压转子的焊接制造,累计生产39台民用核电机组堆内构件、32台控制棒驱动机构和8根特大型汽轮机低压转子。自主焊接生产的三类国产化核电装备,技术参数、制造成本和焊接效率等关键指标优于国外同类产品,打破国外垄断完全取代进口,有力地支持了我国三代核电的自主研制和走向世界,获中央电视台东方时空和大国重器的特别报道。近三年,累计新增产值27.1亿元,新增利润3.0亿元。

姓名: 李铸国 性别:
出生日期: 2020-08-27 08:00:00.0 职务:
国籍(地区): 中国 联系地址: 上海市闵行区东川路800号
电子邮件: lfg119@sjtu.edu.cn
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