[发明专利]一种核电站超大型整体式不锈钢堆芯围筒构件的制备方法

权利要求书

1.一种核电站整体式不锈钢堆芯围筒构件的制备方法，其特征在于，包括：

步骤S1，建立核电站整体式不锈钢堆芯围筒结构的三维模型，并将该模型在轴向上进行分段，将每一段在圆周方向上均匀分块，将每块在厚度方向进行切片分层；

步骤S2，采用激光熔覆成形技术逐层加工不锈钢堆芯围筒结构，完成一块不锈钢堆芯围筒结构加工；

步骤S3，按照步骤S2逐块加工不锈钢堆芯围筒结构，完成一段不锈钢堆芯围筒结构加工；

步骤S4，按照步骤S3逐段加工不锈钢堆芯围筒结构，完成一侧不锈钢堆芯围筒结构加工；

步骤S5，按照步骤S4在形成一侧不锈钢堆芯围筒结构的基板的对称面加工第二侧不锈钢堆芯围筒结构，最终形成核电站整体式不锈钢堆芯围筒结构；

所述步骤S5具体包括：

在加工形成一侧不锈钢堆芯围筒结构后，翻转基板，采用所述步骤S4的方法在基板的对称面加工第二侧不锈钢堆芯围筒结构，从而形成核电站整体式不锈钢堆芯围筒结构。

2.根据权利要求1所述的一种核电站整体式不锈钢堆芯围筒构件的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

将所述不锈钢堆芯围筒结构的三维模型在轴向上按50～70mm分段；

将每段在圆周方向分为4块，相邻两块之间的搭接面角度为20～45°；

将每块在厚度方向按0.8～1.2mm层厚切片分层。

3.根据权利要求1所述的一种核电站整体式不锈钢堆芯围筒构件的制备方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

步骤S21，将所述核电站整体式不锈钢堆芯围筒结构的每层三维形状数据转换为一系列二维扫描数据，然后根据每层的二维扫描数据确定激光束扫描的轨迹；

步骤S22，通过筛分得到粒径为75～150μm的Z2CN19-10不锈钢粉末；

步骤S23，利用送粉器及熔覆头的送粉喷嘴将该不锈钢粉末喷射并汇聚于不锈钢基板表面一点，激光器发射的激光束经熔覆头的光学头汇聚于该点熔化不锈钢粉末形成熔池，机器人带动熔覆头按照确定的扫描轨迹运动；

步骤S24，机器人带动熔覆头提升一个层厚距离，该提升距离符合分层的厚度要求，在形成的一层不锈钢堆芯围筒结构上，粉末及激光束经熔覆头汇聚形成熔池，机器人带动熔覆头按照确定的扫描轨迹运动；

步骤S25，重复步骤S24，直到完成一块不锈钢堆芯围筒结构加工。

4.根据权利要求3所述的一种核电站整体式不锈钢堆芯围筒构件的制备方法，其特征在于，所述步骤S23和步骤S24加工过程中采用的激光功率范围为4000～5000W、光斑直径为4～6mm、扫描速度20～30mm/min、送粉速率50～60g/min。

5.根据权利要求1所述的一种核电站整体式不锈钢堆芯围筒构件的制备方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

步骤S31，在完成一块不锈钢堆芯围筒结构后，转台带动基板转动工位，其转动角度满足对称加工要求，按照所述步骤S2的方法，机器人带动熔覆头完成下一块不锈钢堆芯围筒结构加工；

步骤S32，重复步骤S31，直到完成一段不锈钢堆芯围筒结构加工。

6.根据权利要求1所述的一种核电站整体式不锈钢堆芯围筒构件的制备方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

步骤S41，在形成的一段不锈钢堆芯围筒结构上，熔覆头抬升分段厚度，采用所述步骤S3的方法进行相邻段不锈钢堆芯围筒结构加工；

步骤S42，重复步骤S41，直到完成一侧不锈钢堆芯围筒结构加工。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种核电站整体式不锈钢堆芯围筒构件的制备方法，其特征在于，在步骤S2进行层加工时，熔覆头采用蛇形扫描方法，且相邻两层扫描方向相互垂直。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种核电站整体式不锈钢堆芯围筒构件的制备方法，其特征在于，该方法在激光熔覆成形时采用液氩作为保护气体。

9.根据权利要求1-6任一项所述的一种核电站整体式不锈钢堆芯围筒构件的制备方法，其特征在于，该方法采用的激光器为光纤激光器，激光束通过光纤传输经准直聚焦镜射出至不锈钢粉末上。