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0 前言
我公司承制的用于某核电站5、6号机组冷却水泵双面小叶轮，材质为Z6CNU17-04，采用铸造工艺制造，一旦发现铸造缺陷，将采用补焊的方法进行修复，根据客户技术条件及RCC-M M3208标准，补焊前需进行焊接工艺评定，来确定合理的补焊工艺规程。
1技术准备
（1）熟悉客户技术条件及RCC-M M3208材料标准要求；
（2）按照RCC-M S3570准备焊接工艺评定技术文件，明确焊评试件形式及母材厚度；
（3）确定焊接方法，采用焊条电弧焊，焊前预热及焊后热处理工艺。
2焊接工艺评定及检验
2.1母材及焊接材料
采用同材质母材Z6CNU17-04进行评定，母材状态为：固溶+调质+时效。制备1 200 mm×200 mm×30 mm的试板2块，对接焊缝，横焊位置，坡口角度 60°±5°，钝边 2±0.5 mm，根部间隙 2～4 mm。
焊接材料选择的原则是：所选焊材要与母材的膨胀系数尽量匹配；尽可能选择与母材化学成分相似的材质；尽可能选择与母材力学性能相近似材质；宜选择低氢型焊条，以减少扩散氢含量和降低冷裂纹敏感性。结合上述原则，选择AWS5.4 E630-15低氢型焊条，焊前经300～350℃烘焙1～1.5 h。
2.2焊前预热
Z6CNU17-04属于欧标牌号，含铜2.5%～3.5%的沉淀硬化马氏体不锈钢。此类马氏体钢热导率低，易过热，焊接时，焊缝金属和热影响区容易产生粗大组织，引起脆性提高，焊接性差。另外，在过热及冷却速度较小的情况下，焊接热影响区会出现粗大的铁素体及晶界碳化物，降低焊接接头的塑性、韧性和耐腐蚀性。因此，采用合适的焊接工艺来改善焊缝金属及热影响区的淬硬性尤为重要，如焊前预热、焊后热处理等可大大改善焊接接头的力学性能。
根据经验及相关资料，预热温度选择在250～300℃为宜。
2.3焊接工艺
试件焊接位置为横焊，焊接时，按照预焊接工艺规程p-WPS进行焊接，焊接工艺参数如表1所示。
24焊后热处理
根据马氏体钢Z6CNU17-04组织性能，选择了3种热处理工艺进行试验，分别是：（580±10）℃×6 h，（600±10）℃×6 h和（620±10）℃×6 h。
从焊接试件上切取3个试块，在三种热处理工艺下分别进行热处理，热处理后进行硬度测试，结果如表2所示。
2.5焊缝检验
（1）焊缝外观检查：焊接后按照RCCM S3300的要求，对焊缝内外表面进行了目视检验和尺寸检验。未发现有咬边、凹坑、表面气孔、裂纹及焊瘤等缺陷，满足RCCM S3300的要求。
（2）焊缝射线检验：满焊后按照RCCM MC3300的规定对焊缝进行射线探伤。探伤结果均为Ⅰ级，满足RCCM S7714.3的规定。
3组织及性能分析
3.1接头组织分析
按RCC-M S3300规定对宏观试样进行酸蚀，焊接区域无未焊透、气孔、夹渣、未熔合及裂纹等缺陷。在显微镜下观察焊缝根部、熔敷金属、熔合线等区域，结果如图1所示，微观组织为板条状回火马氏体组织，未见沉淀物。图1焊缝、热影响区微观组织图
3.2力学性能及化学成分分析
对熔敷金属进行常温纵向拉伸试验及焊缝横向全厚度拉伸试验（室温）、弯曲试验、冲击试验（焊缝、热影响区及母材），试验结果如表3所示。熔敷金属化学成分如表4所示。
使用该焊接工艺进行Z6CNU17-04叶轮补焊修复后，经无损检测，没有发现焊接缺陷，硬度测定结果符合客户双面小叶轮技术条件及标准要求。产品已交付使用3年，目前没有发现任何问题。
我公司承制的用于某核电站5、6号机组冷却水泵双面小叶轮，材质为Z6CNU17-04，采用铸造工艺制造，一旦发现铸造缺陷，将采用补焊的方法进行修复，根据客户技术条件及RCC-M M3208标准，补焊前需进行焊接工艺评定，来确定合理的补焊工艺规程。
1技术准备
（1）熟悉客户技术条件及RCC-M M3208材料标准要求；
（2）按照RCC-M S3570准备焊接工艺评定技术文件，明确焊评试件形式及母材厚度；
（3）确定焊接方法，采用焊条电弧焊，焊前预热及焊后热处理工艺。
2焊接工艺评定及检验
2.1母材及焊接材料
采用同材质母材Z6CNU17-04进行评定，母材状态为：固溶+调质+时效。制备1 200 mm×200 mm×30 mm的试板2块，对接焊缝，横焊位置，坡口角度 60°±5°，钝边 2±0.5 mm，根部间隙 2～4 mm。
焊接材料选择的原则是：所选焊材要与母材的膨胀系数尽量匹配；尽可能选择与母材化学成分相似的材质；尽可能选择与母材力学性能相近似材质；宜选择低氢型焊条，以减少扩散氢含量和降低冷裂纹敏感性。结合上述原则，选择AWS5.4 E630-15低氢型焊条，焊前经300～350℃烘焙1～1.5 h。
2.2焊前预热
Z6CNU17-04属于欧标牌号，含铜2.5%～3.5%的沉淀硬化马氏体不锈钢。此类马氏体钢热导率低，易过热，焊接时，焊缝金属和热影响区容易产生粗大组织，引起脆性提高，焊接性差。另外，在过热及冷却速度较小的情况下，焊接热影响区会出现粗大的铁素体及晶界碳化物，降低焊接接头的塑性、韧性和耐腐蚀性。因此，采用合适的焊接工艺来改善焊缝金属及热影响区的淬硬性尤为重要，如焊前预热、焊后热处理等可大大改善焊接接头的力学性能。
根据经验及相关资料，预热温度选择在250～300℃为宜。
2.3焊接工艺
试件焊接位置为横焊，焊接时，按照预焊接工艺规程p-WPS进行焊接，焊接工艺参数如表1所示。
24焊后热处理
根据马氏体钢Z6CNU17-04组织性能，选择了3种热处理工艺进行试验，分别是：（580±10）℃×6 h，（600±10）℃×6 h和（620±10）℃×6 h。
从焊接试件上切取3个试块，在三种热处理工艺下分别进行热处理，热处理后进行硬度测试，结果如表2所示。
2.5焊缝检验
（1）焊缝外观检查：焊接后按照RCCM S3300的要求，对焊缝内外表面进行了目视检验和尺寸检验。未发现有咬边、凹坑、表面气孔、裂纹及焊瘤等缺陷，满足RCCM S3300的要求。
（2）焊缝射线检验：满焊后按照RCCM MC3300的规定对焊缝进行射线探伤。探伤结果均为Ⅰ级，满足RCCM S7714.3的规定。
3组织及性能分析
3.1接头组织分析
按RCC-M S3300规定对宏观试样进行酸蚀，焊接区域无未焊透、气孔、夹渣、未熔合及裂纹等缺陷。在显微镜下观察焊缝根部、熔敷金属、熔合线等区域，结果如图1所示，微观组织为板条状回火马氏体组织，未见沉淀物。图1焊缝、热影响区微观组织图
3.2力学性能及化学成分分析
对熔敷金属进行常温纵向拉伸试验及焊缝横向全厚度拉伸试验（室温）、弯曲试验、冲击试验（焊缝、热影响区及母材），试验结果如表3所示。熔敷金属化学成分如表4所示。
使用该焊接工艺进行Z6CNU17-04叶轮补焊修复后，经无损检测，没有发现焊接缺陷，硬度测定结果符合客户双面小叶轮技术条件及标准要求。产品已交付使用3年，目前没有发现任何问题。