中子辐照后奥氏体不锈钢的焊接性研究进展

摘要

随着压水堆核电站服役时间的增加，奥氏体不锈钢作为反应堆堆芯结构材料，其可焊性因中子辐照损伤而逐渐劣化。中子辐照会导致材料内部产生空洞、He泡、位错环等微观结构缺陷，其中氦的生成源于硼（B）和镍（Ni）的核嬗变反应。氦在焊接过程中扩散并聚集于晶界，形成He泡，焊后冷却时的拉应力促使氦致裂纹（HeIC）的产生。本文综述了中子辐照后奥氏体不锈钢的辐照损伤机制，重点讨论了HeIC的形成机理及影响因素，分析了不同焊接方法下HeIC的含量阈值，指出焊接热输入与氦含量阈值之间存在显著关系，降低热输入可有效提高含量阈值。此外，总结了抑制HeIC的两种主要方法：减小焊接热输入和降低焊接拉应力，并介绍了辅助光束应力改善激光焊接技术等先进焊接工艺。最后，指出未来应重点开发高能量密度焊接设备和智能控制焊接技术，以应对核电机组堆内构件焊接修复的挑战。

关键词

中子辐照 / 氦致裂纹 / 奥氏体不锈钢 / 焊接性