一种聚变堆包层附钨U型含流道第一壁部件的制造工艺

摘要

本发明公开一种适用于聚变堆包层的附钨U型含流道第一壁部件的制造工艺方法，采用热等静压扩散焊技术将钨与U型含流道钢复合在一起，进而实现功能化。主要工艺步骤要点如下：1）按照设计加工制备U型钢管材；2）加工制备带涂层钨片；3）加工制备外包套工装；4）热等静压焊接；5）去包套，加工成所需尺寸的第一壁部件。本发明通过U型钢管材和带涂层钨片制备以及一次整体热等静压工艺，实现了异种材料、结构复杂、多个界面的复合焊接，而且该工艺加工出来的部件没有熔化焊接焊缝的性能弱化区，整体结构致密可靠，特别适合聚变堆包层模块附钨第一壁部件的制备。

主权项

一种聚变堆包层附钨U型含流道第一壁部件的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：a)、按照设计要求加工出各个元件，所述的元件包括多个U型管材钢工件和衬板，多个U型管材钢工件可以堆叠组成的U型工件组，衬板为用于该工件组上下内外的一定厚度的衬板，每个衬板的形状和该U型工件组的形状一致，均为U型，其中，U型外侧衬板圆弧段外侧需要加工成连续分布的具有一定宽度的平直竖条，保证钨片和U型工件组外侧衬板外侧圆弧段的密切接触，各元件的表面还需进行精加工，机加工后的表面粗糙度Ra小于1.6μm，以利于后续的热等静压焊接；b)、制备多个带涂层钨片：钨片宽度和U型外侧衬板圆弧段外侧加工成的连续的具有一定宽度的平直竖条的宽度对应相同，同时，在钨片的一面用电镀或者物理气相沉积（PVD）方法涂镀介质过渡层作为待焊接面，提高涂层钨片与U型外衬板钢工件的界面连接性能；c)、加工制备外包套工装：把多个U型管材钢工件堆叠装入包套中形成U型工件组，将上下内外U型衬板按位置放置到U型工件组周围，并将多个带涂层钨片对应外衬板外侧平直段及圆弧段连续的一定宽度的竖直平条形状依次放置到包套中，其中，镀层面相对外衬板放置，完成各元件在包套中的放置形成一个整体，然后对该整体进行封焊加热除气获得密封的包套工装件，要求包套内真空度要小于1Pa，防止气体进入氧化工件；d)、热等静压机焊接：将步骤（c）包套工装件整体放入热等静压机中焊接，热等静压参数如下：温度750‑980℃，压力100‑300Mpa，保温时间1.5‑6h；e)、去包套，按照设计尺寸加工。