受能源短缺和环境恶化的影响,核电正以诸多优势受到各国的重视。我国正着力开发具有我国自主知识产权非能动大型先进压水堆核电机组CAP1400。相比AP1000,CAP1400机组装机功率更大,安全性和可靠性要求更高,其屏蔽套材料为Hastelloy C-276,板厚为0.3~0.7 mm,长度甚至大于4000 mm,直径大于600 mm,直径精度要求较高,屏蔽套的焊接成形质量要求较高。激光焊接具有能量密度集中,焊接变形小,接头性能优良等特点,可替代氩弧焊接工艺作为屏蔽套焊接成形的重要技术手段。由于激光自熔焊接过程装夹精度要求高,间隙容错能力差,焊缝易产生负余高,从而影响屏蔽套整体使用性能。为此,针对长程大径厚比屏蔽套的高可靠性焊接要求,本文提出采用脉冲激光填丝焊接技术对Hastelloy C-276薄板进行焊接成形,揭示薄板激光填丝焊接焊缝宏观形貌成形机理,研究激光填丝焊接过程对材料微观结构、拉伸及电化学腐蚀性能的影响规律,为核主泵屏蔽套高可靠性制造提供理论及技术指导。主要研究内容如下:(1)激光填丝焊接实验平台搭建。针对选用的0.5 mm直径焊丝,改进现有送丝设备,设计十字滑块送丝嘴调整机构,满足送丝嘴在Y/Z方向及一定送丝角度范围内精密调节,为激光填丝焊接实验提供技术基础。(2)焊缝形貌成形规律研究。利用单因素实验,研究脉冲激光参数和相对填丝量对焊缝宏观形貌的影响规律;提出工艺参数优选原则,获得良好焊缝成形激光参数和相对送丝量匹配关系。(3)焊缝微观结构特征分析。结合Hastelloy C-276材料微观结构特征,研究激光填丝焊接后焊缝显微组织特征、元素分布特征及显微硬度分布特征,并与激光自熔焊结果对比,研究焊丝填充对材料微观结构的影响规律。(4)接头拉伸性能和电化学腐蚀性能分析。对母材及填丝焊接接头进行拉伸试验,分析激光填丝焊接过程对材料拉伸性能的影响规律;结合极化曲线,研究母材及填丝焊缝在中性和酸性环境中的电化学耐腐蚀特性,并借助激光共聚焦显微镜和能谱分析仪,研究母材及焊缝的腐蚀机制。