除作业。
[0035]采用本实施方式的电熔成形方法，原料丝利用率接近100% ;相比现有的加工技术(锻造、铸造等)，制造工序少(不需要复杂的热处理)，周期短，效率高，金属构件的机械加工余量非常小，同时减少了精加工时间及节约了大量的材料。
[0036]【实施例】
[0037]本实例描述通过卧式电熔成形方法制作核电压力容器筒体的整体成形过程，传统工艺中该筒体内壁堆焊厚度约8mm的308不锈钢层，压力容器筒体壁厚约200mm，所使用的设备包括:
[0038](I)回转支撑台；
[0039](2)电恪电源；
[0040](3)电熔头；
[0041](4)自动送丝装置；
[0042](5)辅料自动输送与辅料自动回收装置；
[0043](6)加热装置；
[0044](7)冷却装置；
[0045](8)基材；
[0046](9)中央控制装置。
[0047]图2为用于表示本实施例的电熔成形方法的示意性说明图，图中省略了电源、自动送丝装置等装置。材料电源参数如下:
[0048]I)原料丝材 101 (C:0.10-0.12%，其它元素与 SA508-3 一致)、直径 5mm ；
[0049]2)特殊研制的辅料 301，成分为 29.5 % CaO+MgO ；30 % Al203+Mn0 ；20.5 %Si02+Ti0 ；20% CaF2;
[0050]3)电熔头数量:19个电熔头601，电熔电源为直流电源，采用电熔头601接电源正极，基材201接电源负极；
[0051]4)电熔工艺参数为:电熔电流900A，电熔电压42V，电熔头601与基材201相对移动速度600?700mm/min (熔池移动速度)。
[0052]采用金属构件电熔成形方法制作环形金属构件，其实施步骤如下:
[0053](I)将圆筒形的基材201的轴线水平配置，并支撑在回转支撑台上，将19个电熔头以约350mm的间距(中央控制装置确定精确位置和移动)平均横向布置在基材201的上方，且调整好每个电熔头与基材201表面(外周面)的距离，并选取电熔的起点；
[0054](2)将原料丝材101与辅料送至基材201表面，启动电源，导入高能热源，熔化原料丝材及辅料，同时转动基材201，开始每个电熔头第一层第一道(每一层由轴向排列的多道构成)的电熔沉积；
[0055](3)当电熔头601与电熔起点之间形成一段距离后，开始启动辅料回收装置将其未熔化的辅料收回，露出渣壳并将其清除，以便于下一道的电熔沉积(堆积)；随后启动冷却装置或加热装置对电熔沉积金属进行冷却或加热，将其基体(第一层时是指基材201，其他层时是指前一层堆积金属)的温度控制在200?300°C ;
[0056](4)当基材201转动一圈完成第一道电熔沉积时，在控制装置的控制下，所有电熔头201同时往左直线移动3/4熔道宽度距离，同时调整各电熔头601尤其是通过中央控制调整编号18-22五个电熔头与基材201的表面之间的距离，以保证电熔的稳定性，之后开始第一层第二道的电熔沉积成形，此过程中要保证其左右圈道间搭接良好；
[0057](5)当第二道完成后，重复步骤⑷再完成其它的电熔沉积道的成形，当达到最后一道时，其相邻电熔头的最后一道结束点与第一道起点要搭接良好，以至完成第一层的电熔沉积；
[0058](6)当完成第一层的电熔沉积后，所有电熔头自动提升一层沉积厚度(即层后)之高度，开始第二层的第一道电熔沉积，第一层电熔头的结束点即为第二层第一道的开始点，连续沉积；
[0059](7)当第二层第一道电熔沉积完成后，所有电熔头同时往右直线移动3/4熔道距离，同时各电熔头自动调整其与基材之间的距离，以保证电熔的稳定性，开始第二层第二道的电熔沉积，使其左右圈道间搭接良好；
[0060](8)当完成第二层第二道电熔沉积完成时，重复步骤(7)，再完成其它的电熔沉积道，当达到最后一道时，其相邻电熔头的最后一道结束点与第一道起点要搭接良好，以至完成第二层的电熔沉积；
[0061](9)重复步骤(6)至步骤(8)，再完成其它电熔沉积层，此过程中，相邻电熔沉积层电熔头的移动方向可以相反，最终连续电熔沉积形成整个金属构件。
[0062]电熔成形后，不锈钢基材201成为了压力容器筒体的一部分，实现了异种材料直接连接成形，从而改变了传统工艺在锻造SA508-3筒体后再在其内壁堆焊308不锈钢的制造方式，减少了工艺工序，提高了工作效率和质量，也可用普通碳钢在后续机加工中去除。
[0063]本实施例由于是多个(19个)电熔头并排排布整体成形，极大的提高了成形效率；自然也可以根据客户要求调整电熔头数量和排布，分段成形。
【主权项】
1.一种核电站压力容器筒体电熔成形方法，其特征在于: 该方法是采用电弧热、电阻热、电渣热复合而成的高能热源，熔化连续输送的金属原料丝材，在基材上逐层凝固堆积成形制造金属构件； 将电熔头与基材接至电源两极，成形时金属原料丝材经由输送机构和电熔头送至基材表面，在颗粒状辅料的堆积保护下，原料丝材与基材间产生电弧，熔化部分堆敷辅料形成熔融渣池，电流流过原料丝材和熔融辅料渣池形成电阻热和电渣热，在电弧热、电阻热、电渣热三种热复合高能热源作用下使原料丝材熔化，在基材表面形成局部熔池，持续输送原料丝材与辅料，根据成形构件的分层切片数据，采用计算机控制电熔头与基材的相对移动，实现熔池在基材上快速冷却逐层凝固堆积，最终成形核电站压力容器筒体。
2.根据权利要求1所述的核电站压力容器筒体电熔成形方法，其特征在于: 根据核电机组类型不同，成形的压力容器筒体直径为3-6m，长度2-12m。
3.根据权利要求1所述的核电站压力容器筒体电熔成形方法，其特征在于: 原料丝材按照ASME中SA508Gr3Cll材料标准或RCC-M中16MnD5材料标准或其他对应标准制备，丝材直径3-10mm，C含量0.08-0.12%，成形后工件C含量0.04-0.08%，工件晶粒度9-10级。
4.根据权利要求1所述的核电站压力容器筒体电熔成形方法，其特征在于: 根据丝材直径不同，电源参数中的电流为200A?3000A，电压为20V?60V，电源可以是直流或交流电源，在使用直流电源时，电熔头可接正极或负极。
5.根据权利要求1所述的核电站压力容器筒体电熔成形方法，其特征在于: 根据压力容器筒体成形要求，对基材或堆积金属进行加热或冷却，控制基材或堆积金属层的表面温度为120?450°C。
6.根据权利要求1所述的核电站压力容器筒体电熔成形方法，其特征在于: 根据压力容器成形构件尺寸和效率要求，电熔头的数量设定为I?100个，多电熔头排布时，相邻电熔头间距为50?500mm。
7.根据权利要求1所述的核电站压力容器筒体电熔成形方法，其特征在于: 所述基材为压力容器筒体成形提供工装支撑，形状为圆筒状或圆柱状，壁厚不小于5mm。基材材料可以是308不锈钢或其它普通碳钢或合金钢，当为308不锈钢时，工件成形后基材作为成形工件一部分予以保留，当为其它普通碳钢或合金钢时，可在后续机加工中去除。
【专利摘要】本发明提供一种高效、低成本、具有良好力学性能的核电站压力容器筒体电熔成形方法。该方法为，将电熔头与基材接至电源两极，成形时金属原料丝材经由输送机构和电熔头送至基材表面，在颗粒状辅料的堆积保护下，原料丝材与基材间产生电弧，熔化部分堆敷辅料形成熔融渣池，电流流过原料丝材和熔融辅料渣池形成电阻热和电渣热，在电弧热、电阻热、电渣热三种热复合高能热源作用下使原料丝材熔化，在基材表面形成局部熔池，持续输送原料丝材与辅料，根据成形构件的分层切片数据，采用计算机控制电熔头与基材的相对移动，实现熔池在基材上快速冷却逐层凝固堆积，最终成形核电站压力容器筒体。
【IPC分类】B23K9-04, B23K28-02
【公开号】CN104526115
【申请号】CN201410617955
【发明人】不公告发明人
【申请人】南方增材科技有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月4日