[发明专利]钴基合金焊丝、应用该焊丝的钩爪、连杆及堆焊方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料领域，具体地，涉及一种钴基合金焊丝、应用该焊丝的钩爪、连杆及堆焊方法。

背景技术

钩爪和连杆是控制棒驱动机构动作主要的执行零件和磨损零件，作用是通过钩爪齿面与驱动杆环槽啮合后带动驱动杆上升和下降运动从而驱动反应堆控制棒上下运动以达到调节反应堆功率和紧急情况下停堆的目的。由于钩爪齿面在运行过程中不断磨损，与驱动杆环槽的接触面会越来越少，当磨损达到极限情况时，钩爪与驱动杆不能有效啮合就会产生失步或打滑现象，驱动机构的寿命即达到了极限。加上钩爪和连杆的两个φ9.5的小孔在工况条件下与销轴存在较大的摩擦力和冲击力，在工作过程中小孔会发生变形，导致钩爪的定位不准确从而加剧了钩爪齿面的磨损，大大的缩短钩爪和连杆的寿命。因此就对钩爪和连杆的质量提出了更高的要求。

基于以上要求，通常在小孔和齿面位置堆焊钴基合金以增加其配合面的硬度和耐磨性。

对于控制棒驱动机构钩爪和连杆的堆焊，十多年来国内一些相关单位进行了多次技术攻关立项，也能制作出合格品，但都因工艺稳定性差、成品率太低而没有实际工程应用价值，主要存在以下问题：硬度及无损检测不合格。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种使钩爪和连杆堆焊面的硬度及无损检测合格的钴基合金焊丝。

此外，本发明还有必要提供一种应用上述钴基合金焊丝堆焊的钩爪和连杆。

另，本发明还有必要提供一种应用上述钴基合金焊丝的堆焊方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：提供一种钴基合金焊丝，其化学成分及质量百分含量为：

C：0.94-1.05%、Cr：26.0-32.0%、W：3.0-6.0%、Ni：≤3.0%、Mo：≤1.0%、Mn：≤1.0%、Si：≤2.0%、Fe：≤3.0%  、余量为Co。

其中，所述C的质量百分含量优选0.95-1.0%。

其中，所述Cr的质量百分含量优选28.0-30.0%。

其中，所述W的质量百分含量优选4.0-6.0%。

本发明中控制C的含量主要是保证焊缝的强度，并且使得堆焊面的硬度及无损检测均能合格。现有技术中采用的钴基合金焊丝中C的质量百分数为0.9-1.4%，使用该焊丝堆焊的制品（如钩爪、连杆等）的硬度及无损检测不可控，主要是：1.该焊丝中C的含量分布较宽，易造成熔敷金属中C元素含量的不稳定，不同的区域因为C含量的不同造成了硬度的不均匀，局部区域因为C含量高而造成硬度偏高；2.C含量高除了能够提高熔敷金属的硬度之外，焊丝中C与Co在高温下生成碳与钴的化合物（如Co₃C、Co₂C等）的几率也提高了，而这种碳与钴的化合物随碳含量的不同，硬度变化明显，造成硬度不均匀，且所述碳与钴的化合物也不利于熔渣的上浮，易导致出现夹渣从而影响堆焊制品的无损检测不合格。而采用本发明所述C含量的焊丝则能显著地解决上述问题。

本发明所述钴基合金焊丝能将熔敷金属的硬度有效控制在HRC39-HRC47。

一种应用上述钴基合金焊丝堆焊的制品。更具体地，如应用上述钴基合金焊丝堆焊的钩爪、连杆等。

一种应用上述钴基合金焊丝的堆焊方法，包括以下步骤：

预处理步骤：对堆焊前的制品进行预处理；

预热步骤：对预处理后的制品进行预热；

堆焊步骤：采用氧乙炔焰焊，并调节气焊火焰为碳化焰，对制品的待堆焊面进行加热；当所述制品的待堆焊面出现润湿现象时，将所述钴基合金焊丝插入所述气焊火焰中，熔化后滴入呈润湿状态的待堆焊面上；

后处理步骤：对经过上述堆焊步骤的制品进行后处理。

其中，所述制品为钩爪或者是连杆。

其中，所述连杆为00Cr18Ni10N奥氏体型不锈钢，并且所述连杆的销孔部位加工成所述连杆的待堆焊面。

其中，所述钩爪为00Cr18Ni10N奥氏体不锈钢锻棒，并且所述钩爪的齿面部位及销孔部位加工成所述钩爪的待堆焊面。

其中，所述预热步骤中，所述钩爪或者所述连杆的预热温度高于260℃。

其中，所述钴基合金焊丝的直径为2.7mm。

其中，所述碳化焰中的内焰长度为焰芯长度的2-2.5倍。