當前世界范圍(wei)內(nei)的(de)能源緊缺(que)問題引起了(le)各國的(de)高度重視，核聚變能源以其(qi)原料(liao)(liao)豐富、無污(wu)染的(de)優(you)勢被(bei)公(gong)認(ren)為(wei)是人(ren)類今后發展(zhan)(zhan)的(de)主要(yao)能源。目(mu)(mu)前國際上通過合(he)作(zuo)(zuo)以對(dui)核聚變能源使用展(zhan)(zhan)開了(le)長足的(de)研究并研制(zhi)了(le)聚變實驗反應堆。用于制(zhi)造(zao)(zao)熱(re)核聚變實驗堆第一固(gu)態包(bao)層(ceng)的(de)結構材(cai)(cai)料(liao)(liao)結構巨(ju)大(da)，內(nei)部冷卻氣體(ti)流道(dao)復雜(za)，需要(yao)接(jie)受常(chang)年(nian)中子輻照，高溫(wen)液態鋰鉛(qian)腐蝕，以及各種(zhong)應力(li)等(deng)作(zuo)(zuo)用等(deng)，決(jue)定(ding)了(le)其(qi)制(zhi)造(zao)(zao)結構材(cai)(cai)料(liao)(liao)必須具備優(you)良的(de)物理、化(hua)學(xue)性(xing)能。目(mu)(mu)前低活化(hua)馬氏體(ti)鐵(tie)素體(ti)鋼(gang)(RAFM鋼(gang))被(bei)公(gong)認(ren)為(wei)是最為(wei)合(he)適的(de)第一包(bao)壁的(de)結構材(cai)(cai)料(liao)(liao)。作(zuo)(zuo)為(wei)中國國產化(hua)RAFM鋼(gang)(CLAM鋼(gang))，國內(nei)對(dui)CLAM鋼(gang)開展(zhan)(zhan)了(le)材(cai)(cai)料(liao)(liao)制(zhi)備、輻照性(xing)能、高溫(wen)液態鋰鉛(qian)相容性(xing)和焊接(jie)性(xing)能等(deng)研究。第一壁結構的(de)復雜(za)性(xing)決(jue)定(ding)了(le)焊接(jie)是其(qi)制(zhi)造(zao)(zao)成型的(de)必需技(ji)術。

　　目前，RAFM鋼(gang)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)式主要有(you)擴(kuo)散(san)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)和熔化焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)兩大(da)(da)類(lei)。擴(kuo)散(san)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)可(ke)用(yong)于復雜形(xing)狀的(de)大(da)(da)面積焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)，無熱(re)影響區(qu)存(cun)在，不需相關(guan)的(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)恢復工序(xu)，但(dan)是(shi)其接(jie)(jie)頭沖擊性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)不理想。RAFM鋼(gang)的(de)熔化焊(han)(han)(han)(han)所選用(yong)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法有(you)鎢級氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)、激光焊(han)(han)(han)(han)、等離子(zi)焊(han)(han)(han)(han)和電(dian)弧(hu)超聲TIG焊(han)(han)(han)(han)等。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)過(guo)程是(shi)一個受熱(re)的(de)過(guo)程，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭處尤其是(shi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭粗(cu)晶區(qu)(CGHAZ)晶粒(li)長(chang)大(da)(da)嚴重，力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)差，是(shi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)改善研究的(de)主要區(qu)域。本文結(jie)合焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)熱(re)模(mo)擬技術，利用(yong)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)熱(re)模(mo)擬試驗機，對焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭綜合性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)較(jiao)差的(de)粗(cu)晶區(qu)進(jin)行了模(mo)擬研究。分(fen)析了不同(tong)熱(re)循環(huan)條(tiao)件下，CLAM鋼(gang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)過(guo)熱(re)區(qu)(CGHAZ)熱(re)處理后的(de)組織(zhi)與性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。

　　本實(shi)(shi)驗選(xuan)(xuan)CLAM鋼鑄件(jian)(jian)，去除(chu)表面氧化層，在(zai)1200℃熱(re)(re)軋(ya)加工至15mm厚，進行980℃×30min奧氏體化處理后水淬，后經760℃×90min回火(huo)(huo)處理。其化學(xue)成(cheng)分為(wei)(wei)（質量(liang)分數(shu)，%）：8.72Cr，1.55W，0.20V，0.23Ta，0.67Mn，0.14C，余量(liang)Fe。實(shi)(shi)驗利用熱(re)(re)模(mo)擬(ni)試(shi)驗機模(mo)擬(ni)焊(han)(han)接(jie)條件(jian)(jian)下CGHAZ的焊(han)(han)接(jie)熱(re)(re)循環。模(mo)擬(ni)參數(shu)為(wei)(wei):峰值溫(wen)度(du)1320℃，峰值停留時間(jian)1s，回火(huo)(huo)溫(wen)度(du)在(zai)710~810℃。試(shi)樣模(mo)擬(ni)5mm厚CLAM鋼TIG對接(jie)焊(han)(han)，TIG焊(han)(han)開60°V型(xing)坡口，焊(han)(han)接(jie)電壓10V，焊(han)(han)接(jie)速度(du)3cm/min。焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭系數(shu)選(xuan)(xuan)擇(ze)為(wei)(wei)1，焊(han)(han)接(jie)熱(re)(re)效率選(xuan)(xuan)擇(ze)為(wei)(wei)0.7。

　　CLAM鋼(gang)熱(re)(re)模擬(ni)試樣(yang)經回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)處(chu)理(li)，碳化物彌散析出，在(zai)(zai)相(xiang)同的(de)熱(re)(re)循環條件下，較(jiao)高(gao)(gao)的(de)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)會(hui)引起晶(jing)粒的(de)顯著長(chang)大。隨回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)的(de)繼(ji)續升高(gao)(gao)，試樣(yang)硬(ying)度(du)(du)(du)值隨之降(jiang)低至200HV左(zuo)右，硬(ying)度(du)(du)(du)趨于穩定，熱(re)(re)模擬(ni)試樣(yang)在(zai)(zai)較(jiao)高(gao)(gao)的(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)下回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)，可以更(geng)(geng)為有效地改善CGHAZ區(qu)域硬(ying)度(du)(du)(du)；同樣(yang)的(de)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)工藝條件下，CLAM鋼(gang)顯微(wei)組織差異不明顯，回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)前(qian)較(jiao)高(gao)(gao)的(de)熱(re)(re)量輸入在(zai)(zai)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)后可以獲得更(geng)(geng)低的(de)硬(ying)度(du)(du)(du)值。綜合考慮回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)工藝對CALM鋼(gang)硬(ying)度(du)(du)(du)值以及晶(jing)粒度(du)(du)(du)的(de)影響，推薦回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)為760～810℃。