核电作为我国能源发展的重要战略,其安全高效的发展有利于提升社会的环境与经济效应。但核电设备在生产制造过程中存在的焊接、材料、表面处理等方面问题,制约了其使用与发展。本文分别采用手工钨极氩弧焊和激光熔覆工艺堆焊压水堆核岛主设备堆内构件304奥氏体不锈钢表面硬质合金,并对其工艺与组织性能进行了研究。采用手工钨极氩弧焊的方法,通过改变焊接电流、预热、缓冷、焊后热处理等工艺参数,对304不锈钢表面进行大量堆焊试验,研究了不同试验参数下堆焊层表面的显微组织、物相组成、显微硬度、摩擦磨损等变化。确定了优选的工艺参数,使堆焊层与母材形成了良好的冶金结合,获得了最佳的堆焊组织及性能,同时也减少了堆焊中容易发生的裂纹、气孔、未熔合等问题,为产品的批量制造提供了保障。同时采用激光熔覆方法,设计正交试验,以熔覆表面成形质量、稀释率、表面硬度作为评价指标,获得优选的试验参数。对优化参数下的熔覆层的显微组织、物相组成、显微硬度、摩擦磨损等进行测试与分析,并与手工钨极氩弧堆焊层进行了对比。结果表明,当焊接参数为150℃焊前预热,第一道堆焊采用146A电流,第二至四层采用165A电流,采用云母粉缓冷,焊后无热处理时堆焊层与基体结合良好,且堆焊层中没有缺陷,综合力学性能最好。堆焊层中主要为富Cr、W、Fe等元素的α-Co与ε-Co固溶体,同时在晶间存在析出相与共晶组织。堆焊层的硬度在400HV-684.8HV范围,堆焊表面摩擦系数为0.24,磨损量为0.2986g,母材晶间腐蚀组织为阶梯组织。当激光熔覆工艺参数为5500W,扫描速度5mm/s,送粉速率10g/min时,熔覆层的成形良好,稀释率低,熔覆层中为富Cr、W、Fe等元素的α-Co固溶体及FeNi,且在晶间存在析出物与共晶相。平均维氏硬度411.5HV,硬度波动较小,满足工程技术要求,熔覆层摩擦系数为0.13,磨损量为0.3597g,首次将激光熔覆工艺技术应用到核岛堆内构件设备,探索了激光熔覆在核电设备制造领域的工程应用前景。