课题来源 黑龙江省科研机构创新能力提升专项计划专项 课题的背景及研究意义 国务院发布的《中国制造业发展纲要（2015-2025）》（简称《中国制造 2025》），制定了我国“三步走”实现制造强国的战略目标。焊接是制造业的基础工艺，焊接材料是重要的基础材料，急需通过创新能力的提升，解决关键材料的落后局面。我国早已成为世界焊接材料生产、消费第一大国，但至今尚未成为焊接材料的强国，大部分高端焊接材料依然依赖进口，尚未实现国产化，其中包括安全性和产品质量要求最高的核级焊接材料。 “一带一路”是中国首倡、高层推动的国家战略，它的提出，契合沿线国家的共同需求，为沿线国家优势互补、开放发展开启了新的机遇之窗，是国际合作的新平台。核电出口是一带一路发展规划中的优先发展内容。为保证我国核电装备顺利地走出去，就必须实现核电装备设计、制造的国产化与自主创新。掌握核电装备制造的核心技术，应该解决核级焊接材料国产化的技术难题。 依托高效优质焊接新技术国家工程研究中心和先进焊接技术与装备创新能力平台等国家级创新平台，开展核级焊接材料关键技术研究，完成核级焊接材料国产化研制与应用的成套研究成果，形成一个国内领先、国际一流的焊接材料研究与开发的科技创新团队，解决我国三代核电自主创新中焊接材料国产化的技术难题。 本任务的实施，将为我省装备制造业的快速发展和发展水平的提升奠定基础，为我省产业技术发展蓄力。本任务的实施，将提升哈焊所核级焊接材料创新团队的技术水平，夯实其国内领先的技术基础，帮助其成为国际一流的核电焊接材料科研团队。本任务的实施，还将完善哈焊所核级焊接材料产业化示范基地建设，建立有效的核级焊接材料质量管理体系，提升高端焊接材料产业化水平，使核电焊接材料成为哈焊所科技产业的新增长点，为黑龙江省装备制造产业、我国核电装备自主创新提供国产化焊接材料，解决长期依赖进口焊接材料带来的订货周期长、技术支持滞后、产品价格高等工程问题，打破发达国家对我国形成的核电焊材的垄断。 解决的关键技术 1）镍基合金焊接微裂纹防止技术。690 焊丝 TIG 焊焊接微裂纹是世界公认的核电焊接材料研制的技术难题，目前只有美国 SMC 公司的产品解决了熔敷金属正常工艺下的焊接微裂纹，在工程上仍然不能完全避免。本项目通过焊丝微量元素、制备技术和焊接工艺的控制，解决了微裂纹问题。 2）A508-III 钢焊接材料强韧匹配技术。A508-III 钢是反应堆压力容器壳体材料，不仅要经受高温、动载，还要经受辐照引起的脆化，需要较高的低温韧性。本项目通过采用高纯材料与微量元素控制相结合的原则，提高熔敷金属低温韧性，增加辐照脆化的韧性储备。 3）不锈钢、镍基合金焊接材料高温强度提高技术。CAP1400 等核岛主设备对不锈钢、镍基合金熔敷金属高温强度提出了更高的要求，现有进口产品不能稳定达到，需要通过攻关解决。本项目通过采用控制熔敷金属化学成分的方法得到解决。 4）高纯合金冶炼技术。为保证高性能，核级低合金钢、不锈钢和镍基合金对杂质含量的控制要求都很高且不同，本项目通过改进冶炼工艺和原材料品质控制两方面入手，降低盘圆、铸锭的杂质含量。 5）焊条、焊剂制备技术。核级焊条、焊剂不仅质量要求高、而且产品稳定性要求也高。本项目通过采取改进焊条、焊剂生产设备、严格焊条、焊剂生产工艺等措施，严格控制生产过程，从而提高产品质量和稳定。 6）焊丝制备技术。通过研究焊丝制备工艺，提高还焊丝制备过程的清洁度，从而提高送丝稳定性。 创新性 1）690 合金微裂纹防止技术：研究微量元素对焊接微裂纹影响机理和规律，掌握防止焊接微裂纹措施。 2）A508-III 钢焊接材料微量元素控制技术：采用高纯材料与微量元素控制相结合的原则，提高熔敷金属低温韧性，增加辐照脆化的韧性储备。 3）不锈钢高温强度提升技术：研究影响不锈钢、镍基合金高温强度的因素，掌握控制技术，满足新一代核电机组对高温强度的更高要求。 4）精密拉丝技术：研究自动焊送丝性能影响因素，提出控制判据，开发拔丝工艺。 社会经济效益 创先团队完成开发新产品21种；编写标准 10 个，其中企业标准 4 个，行业标准 5 个，国家标准 1 个；申报国家发明专利 14项，授权专利5项；发表专著 2 篇，公开发表学术论文 12 篇。 本项目研制的核一级焊接材料，多项技术达到国际先进水平，产品首次在军工项目核岛主设备上实现国产化，同时，在多个核电项目上获得应用，销售焊材749吨，实现销售收入5992万元，新增就业15人。 获奖情况 1.2018年，中国核能行业协会，三代核电焊接材料国产化研究，二等奖； 2.2018年，国家电力投资集团有限公司，三代核电焊接材料国产化应用，二等奖； 3.2016年，机械科学研究总院集团有限公司，核级焊接材料应用研究，一等奖。

哈尔滨焊接研究院有限公司

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