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2205双相不锈钢以其良好的综合力学性能和耐蚀性能,在核电建设中受到广泛的应用,而其所配套的核级焊材十分依赖进口,这严重制约了国内核电的发展。本文在综述国内外核级焊材研究现状的基础上,联合上海大西洋焊接材料有限责任公司设计并开发了国产核Ⅰ级ER2209焊丝,依据美国ASME标准中的相关规定测试了该焊丝熔敷金属的成分和力学性能;采用研发的核Ⅰ级ER2209焊丝焊接2205双相不锈钢,研究了其焊接接头的成分、微观组织和力学性能,并与采用国内普通ER2209焊丝、国外核Ⅰ级E2209T1-1焊丝焊接的接头进行对比分析;同时对开发的国产核Ⅰ级ER2209焊丝的焊接工艺参数进行优化,研究不同热输入对2205双相不锈钢焊接接头的成分、微观组织和力学性能的影响。熔敷金属试验结果表明:国产核Ⅰ级ER2209焊丝熔敷金属的成分符合ASME标准,且杂质元素控制严格,S、P含量分别为0.004%和0.007%;熔敷金属的力学性能优异,抗拉强度达到766MPa,屈服强度达到568MPa,断后伸长率达到31.2%,冲击功在-40℃时达到82.2J,铁素体含量达到47FN,均满足标准要求。采用国产核Ⅰ级ER2209焊丝在优化的焊接工艺下焊接2205双相不锈钢,焊接接头的抗拉强度达到757MPa,屈服强度达到552MPa,断后伸长率达到35%;在-40℃下在焊缝中心处、熔合线处、熔合线+2mm处的冲击功分别为47.94J、37.57J、43.52J,均满足ASME标准。采用国产核Ⅰ级ER2209焊丝得到的焊接接头综合力学性能与国外核Ⅰ级E2209T1-1焊丝相近,优于国产普通ER2209焊丝;国产核Ⅰ级ER2209焊丝的焊接接头成分控制更为严格,接头铁素体含量达到45.28FN,均优于国内普通ER2209焊丝和国外核Ⅰ级E2209T1-1焊丝;三种焊丝焊接接头的金相组织均为铁素体与奥氏体组织,熔合区出现了粗大的铁素体组织,且组织中均未发现有害相析出。焊接热输入对接头性能有明显影响,采用国产核Ⅰ级ER2209焊丝在热输入为1.15KJ/mm时所得接头的综合力学性能最佳,焊缝中奥氏体与铁素体两相比例较为合适,过大或过小的焊接热输入均不利于接头综合力学性能。