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俄罗斯普罗米修斯所突破特种焊接工艺,提升核动力装备水平

2025-11-08 10:53     来源:库尔恰托夫研究所     激光焊接 俄罗斯船舶产业

俄罗斯库尔恰托夫研究所国家研究中心——“普罗米修斯”中央结构材料研究所的两位代表参加了由SPMBM“孔雀石”组织的年度青年科技创新会议“青年创新-2025”。

俄罗斯普罗米修斯所突破特种焊接工艺,提升核动力装备水平

工程师尤利娅·博伊琴科报告的主题是“用于船舶制造的铝材激光焊接技术开发”。激光焊接在现代高科技行业中应用日益广泛。其优势在于高生产效率和材料的热变形极小,这使得激光焊接可用于制造轻质高强度的结构。在俄罗斯船舶制造行业,激光焊接技术的研究、开发与应用对于高速船舶制造商而言尤为重要。

在该船舶制造领域最常用的是铝镁合金系列,例如1561和1565ч。镁作为主要合金元素,能够提供高耐腐蚀性和强度,但同时也增加了合金在激光焊接过程中产生气孔的倾向。

现有数据表明,通过调整焊接模式及其他技术解决方案(如控制焊接速度和光束振荡过程中的功率、伴随预热、改变坡口角度),可以减少气孔的产生。

“普罗米修斯”进行的实验研究旨在改变上述参数及其组合。研究确定了最优参数组合,并将其作为新型激光焊接技术的基础,同时还制定了对于焊接电源及辅助设备的要求。

研究结果将用于开发新型焊接电源,该电源能够在焊接过程中调节功率水平,并应用负责焊缝区域伴随预热功能的附加电源。该技术可用于焊接大型轻质面板的横向构件组装,面板厚度为2至6毫米,此类面板的生产已由库尔恰托夫研究所国家研究中心——“普罗米修斯”中央结构材料研究所掌握。这项创新是对现有搅拌摩擦焊技术体系的重要补充,并将用于制造新型高完整度的产品——大型平面分段。

工程师格列布·福明在会议上发表了报告“脉冲氩弧堆焊防腐涂层技术在制造水冷式特种船舶动力装置设备中的应用前景”。

对于VVER型反应堆核电站壳体的防腐涂层堆焊,大面积表面采用高效自动化设备进行,而在自动化设备无法触及的区域则采用手工电弧焊方法。传统的氩弧焊技术由于母材在堆焊金属中占比较高,未得到广泛应用,仅用于防腐涂层金属的修复。

为了对任意形状的零部件实现堆焊过程机械化,替代手工电弧堆焊,开发并应用了脉冲熔化极半自动氩弧堆焊技术,该技术可确保熔滴细小过渡,并降低母材的混合比例。

报告人比较了采用实心焊丝脉冲氩弧堆焊技术与相同成分焊条手工电弧堆焊所获堆焊层的机械性能和耐腐蚀性。

两种情况下,堆焊金属的化学成分、铁素体相含量、机械性能及耐腐蚀性均符合规范文件的要求。报告还介绍了堆焊模式对熔合区硬度、组织及相组成影响的研究结果,涵盖了防腐涂层与反应堆钢在原始状态及热处理后的情况。此外,脉冲氩弧堆焊技术将劳动强度降低了1.5至2倍,这是一个显著的成果。毕竟,在保证产品质量的同时提高生产效率,是现代工业面临的最紧迫任务之一。


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