林方强，王 建，罗绪珍，李红军，叶义海

（中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室，四川成都610041）

核电管道安全端异种金属焊接接头表面堆焊的有限元分析

林方强，王 建，罗绪珍，李红军，叶义海

（中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室，四川成都610041）

根据热弹塑性有限元分析原理，建立核电管道异种金属焊接接头表面堆焊修复的有限元模型。应用ANSYS软件模拟某核电厂稳压器安全端接管堆焊修复试验过程，计算分析焊接温度场和应力场及焊接残余应力。结果表明，焊接过程中的不均匀热过程直接引起了复杂的应力状态。焊接过程中，环向应力变化比轴向应力快，环向残余应力比轴向残余应力大。堆焊后，在原管道内表面原焊缝附近形成了压缩残余应力，沿半径方向残余应力由拉应力逐渐向压应力过渡。

管道堆焊；残余应力；有限元分析

0 前言

在核电一回路系统管道与容器连接中，多数情况下是采用不锈钢和镍基合金作为填充材料，焊接低合金铁素体壳体接管嘴和奥氏体不锈钢管道，从而形成典型的核电异种金属焊接接头[1]。由于长期处于热、力、辐照以及冷却剂腐蚀的交互作用工况下，这种异种金属焊接接头是一回路循环系统的薄弱部件，往往在设计寿期之前就产生了大量的缺陷。在内外环境的影响下，接头内缺陷随时可能发生开裂及扩展，严重时导致焊接接头永久失效[2]。针对这类管道应力腐蚀开裂，表面堆焊是一种行之有效的修复或预防手段：通过改善管道应力状态，加强结构强度，延长使用寿命。……