核電閥門市場前景非常廣闊，但目前國內閥門制造技術落后，核閥等高參數閥門主要靠進口，隨著中國核電建設漸漸駛入快車道，核電“國產化情結”變得越來越強烈。世界上核電站因閥門裝置密封面出故障而造成的事故約占核電站事故的25%。因此對核閥材料和制造工藝提出了十分嚴格的要求。

核閥密封面一般采用堆焊工藝熔焊，閥門密封面堆焊質量和生產效率，不僅取決于堆焊材料，而且很大程度上還取決于先進的堆焊工藝方法和自動化設備。我國閥門密封面堆焊技術的研究工作始于20世紀60年代初，歷經40多年的發展歷程，閥門堆焊方法從以手工電弧焊和氧-乙烘火焰堆焊等非自動化、低效率的堆焊方法，發展到廣泛采用高效、自動化的堆焊方法，如火焰堆焊、等離子弧堆焊以及激光熔覆等。先進的堆焊技術是當前各國競相研究的熱點，其中最具應用前景的當屬激光熔覆技術。該技術興起于20世紀80年代,它是利用具有高能密度的激光束使某種特殊性能的材料快速熔凝在基體材料表面并與基體形成冶金結合，構成與基體成分和性能完全不同的高性能合金熔覆層。

激光熔覆工藝因具有熱輸入準確控制，焊接速度高，冷卻速度快,熱畸變小,厚度、成分和稀釋率可控性好的特點，可以獲得組織致密、高性能(如耐磨性、耐腐蝕性能、抗氧化性能、熱障性能、熱氣蝕和沖蝕磨損等)的合金堆焊層，具有傳統堆焊方法所不具備的優勢，因此，將激光熔覆技術應用于密封面的強化受到了國內外廣泛的重視，并已在眾多領域獲得應用。

因核電的迅猛發展，國家政策的支持和市場經濟的需求，掌握研制高參數核電閥門技術迫在眉睫,激光熔覆在表面強化技術中突出的優勢和在實際應用中良好的效果,使得許多學者正致力于將其應用到核電閥門密封面強化的研究中。

有學者在核閥閥瓣密封面奧氏體基體上采用激光堆焊工藝熔覆Co基合金，并與等離子噴焊層和電弧堆焊層進行對比，試驗結果表明激光熔覆獲得的強化層表面光滑平整，一次激光熔覆層能達到3mm。熔層組織與其它傳統堆焊工藝相比，廢品率小于5%,晶粒顯著細化，稀釋率小，成品率高，在強酸、強堿介質中腐蝕率最低頁。而且還測試了涂層的硬度和耐磨性,激光熔覆層的平均硬度達到HV740?860,而等離子弧堆焊層平均硬度只有HV520?560。兩種強化工藝下的堆焊層經過3000次沖擊，磨損量分別為1. 2mg和2. 53mg。

至目前為止，核閥密封面堆焊材料一般為含鉆合金，如Stellite6或Stellite21等。但是鉆基合金存在兩個突出的問題: 一是我國是鉆資源十分缺乏的國家，鉆礦儲量小于2%的世界儲量，所需鉆資源主要靠進口鉆精礦和回收利用含鉆廢料；二是鉆基合金磨損和腐蝕碎片中的Cow受激發將形成Co60同位素，這會延長核輻射的半衰期，在停堆檢修時造成檢修時間的延長和對維修人員的威脅，也會大大增加核燃料屏蔽的難度和成本。因此,國家第三代大型壓水堆核電站，包括美國的AP1000和法國核級閥門的密封面都要求采用無鉆合金。20世紀90年代以來國內使用的代鉆合金有NDG-2 # 鐮基合金.TDG-5鐵基合金焊絲以及SF-6鐵基鋸猛堆焊焊條，但這些代鉆材料還沒有像鉆基材料那樣得到用戶的認可。國外使用的代鉆合金有410、440C、616和Norem02/02A 等。采用較多的是616和Norem02/02A類不銹鋼合金，但它們的耐高溫能力仍然受限。因此代鉆材料的使用、研制及推廣任重道遠。

綜上可見，激光熔覆技術是一種有前景的先進表面處理技術，是提高閥門密封面質量的有效途徑,并已成功進入應用階段。釆用激光熔覆技術、控制熔覆層的成分和選擇合理的熔覆工藝可使基體獲得其它表面強化技術難以得到的性能，充分發揮原材料的潛力。

來源：熔覆專家