專(zhuān)利名稱(chēng)：堆心圍筒的激光焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種堆芯圍筒的激光焊接方法。
背景技術(shù)：
隨著日本福島核安全事故的發(fā)生，核電安全引起了全世界各國(guó)的高度關(guān)注；對(duì)第三代核電技術(shù)的需求越來(lái)越迫切。在第三代核電技術(shù)中，堆內(nèi)構(gòu)件堆芯圍筒的焊接制造技術(shù)是一個(gè)急需攻克的難關(guān)。該類(lèi) 產(chǎn)品處在高溫、高壓、以及腐蝕的工況下，是與核燃料棒直接接觸的部件，其結(jié)構(gòu)的可靠性以及尺寸的準(zhǔn)確性是核燃料安全至關(guān)重要的因素。目前該類(lèi)產(chǎn)品的焊接在國(guó)內(nèi)尚無(wú)成功的案例，在國(guó)外采用的是手工氬弧焊加電弧
焊。由于工件結(jié)構(gòu)較大-最大焊縫長(zhǎng)度為4479mm,名義壁厚25.4mm,焊縫處壁厚16mm;
尺寸精度要求高——內(nèi)形尺寸公差為+1.4和-0.76，因此焊接工作量大，焊接變形大，焊接變形尺寸控制困難，尺寸合格率低。隨著激光焊接技術(shù)的發(fā)展，激光焊接已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航天、汽車(chē)、精密焊接等領(lǐng)域，而大功率激光焊近年來(lái)高速發(fā)展，功率不斷增大，最大功率已經(jīng)達(dá)到30千瓦，目前主要應(yīng)用于造船領(lǐng)域，但要求尺寸精度較低，且往往只能實(shí)現(xiàn)單一結(jié)構(gòu)的焊接，靈活性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種堆芯圍筒的激光焊接方法，以期實(shí)現(xiàn)堆芯圍筒的高成品率。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
一種堆芯圍筒的激光焊接方法，其特征是，包括如下步驟:
第一步:在堆芯圍筒的工件上8個(gè)待焊接部位加工I型坡口；
第二步:將工件安裝在內(nèi)支撐工裝上形成堆芯圍筒，所述工件的8個(gè)待焊接部位為I型焊縫；
第三步:在堆芯圍筒上安裝內(nèi)、外支撐工裝；
第四步:手工氬弧焊點(diǎn)焊固定所述堆芯圍筒；
第五步:分段激光點(diǎn)焊所述I型焊縫的外部；
第六步:將堆芯圍筒橫置于滾輪架上；
第七步:調(diào)整待焊I型焊縫，用激光焊焊接所述堆芯圍筒上的待焊I型焊縫，焊接時(shí)一次焊透所述焊縫；
第八步:旋轉(zhuǎn)所述堆芯圍筒，重復(fù)第七步，直至所述I型焊縫都焊接完成。進(jìn)一步，在所述第一步中加工I型坡口時(shí)，給所述I型坡口留有一定的收縮余量。進(jìn)一步，所述第二步、第三步的工裝安裝完成后，對(duì)堆芯圍筒施加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力。進(jìn)一步，所述第四步、第五步的焊接均在堆芯圍筒豎直放置時(shí)實(shí)施。進(jìn)一步，所述第七步的激光焊接過(guò)程是分段完成的。進(jìn)一步，所述分段過(guò)程是在所述第七步中先焊接焊縫總長(zhǎng)的一部分，然后執(zhí)行第八步，旋轉(zhuǎn)所述堆芯圍筒，焊接下一個(gè)焊縫總長(zhǎng)的一部分，依次累推，直至8個(gè)焊縫都完成一部分焊接后，接著再旋轉(zhuǎn)所述堆芯圍筒，依次焊接8個(gè)焊縫的其它部分，直至把8個(gè)焊縫全部焊接完成。進(jìn)一步，所述焊接的一部分為焊縫總成的五分之一，所有的焊縫分五次焊接完成。進(jìn)一步，所述焊縫的最大長(zhǎng)度為4479mm,最大壁厚為25.4mm。進(jìn)一步，所述焊縫的壁厚為16mm。進(jìn)一步，所述激光焊接的焊機(jī)功率為3-15KW。本發(fā)明的有益效果是:
(1)用激光焊接器一次焊透成形16_厚度焊縫，大幅提高了焊接效率；
(2)由于激光焊焊接變形小而均勻，提聞了工件焊后的尺寸精度，提聞了成品率。


附圖1是堆芯圍筒成品的示意 附圖2是附圖1中A的局部放大 附圖3是堆芯圍筒安裝在內(nèi)支撐工裝上的結(jié)構(gòu)示意 附圖4是堆芯圍筒安裝在外支撐工裝上的結(jié)構(gòu)示意 附圖5是本發(fā)明的流程 圖。附圖中的標(biāo)號(hào)分別為:
1.堆芯圍筒；2.工件；
3.1型焊縫；4.內(nèi)支撐工裝；
5.外支撐工裝；S1-S8.流程圖步驟。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明堆芯圍筒的激光焊接方法的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說(shuō)明。參見(jiàn)附圖1，堆芯圍筒I由8塊工件焊接而成，其焊縫長(zhǎng)度為4479mm，厚度為16mm。參見(jiàn)附圖5，堆芯圍筒I的焊接方法包括如下步驟。第一步:參見(jiàn)附圖2，在堆芯圍筒I的工件2上8個(gè)待焊接部位加工I型坡口(圖5中步驟SI)。在加工I型坡口時(shí)，考慮到焊接后的材料收縮，給I型坡口留有一定的收縮余量，使其收縮時(shí)達(dá)到正常的尺寸。第二步:參見(jiàn)附圖3，將工件2安裝在內(nèi)支撐工裝4上形成堆芯圍筒1，工件的8個(gè)待焊接部位為I型焊縫3 (圖5中步驟S2)。在內(nèi)支撐工裝4進(jìn)行固定時(shí)，對(duì)堆芯圍筒I施加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，使堆芯圍筒I達(dá)到最佳形狀及狀態(tài)。第三步:參見(jiàn)附圖4，在堆芯圍筒I上安裝外支撐工裝5(圖5中步驟S3)。這里同樣要對(duì)堆芯圍筒I施加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力。第四步:手工氬弧焊點(diǎn)焊固定堆芯圍筒I (圖5中步驟S4)。點(diǎn)焊時(shí)，將堆芯圍筒I豎直放置，有利于焊接。第五步:分段激光點(diǎn)焊I型焊縫3的外部(圖5中步驟S5)。此過(guò)程在上一步的基礎(chǔ)上進(jìn)行，即堆芯圍筒I的狀態(tài)是豎直的。第六步:將堆芯圍筒I橫置于滾輪架上(圖5中步驟S6)。滾輪架置于焊接位置。
第七步:調(diào)整待焊I型焊縫3，用激光焊焊接堆芯圍筒I上的待焊I型焊縫3，焊接時(shí)一次焊透焊縫(圖5中步驟S7)。為保證焊透，焊機(jī)的功率選擇3-15KW，盡量選擇高功率焊機(jī)。第八步:旋轉(zhuǎn)堆芯圍筒1，重復(fù)第七步，直至I型焊縫3都焊接完成(圖5中步驟S8)。由于焊縫比較長(zhǎng)，激光焊接過(guò)程可以分段完成，先將第一個(gè)焊縫的一部分焊接完成，部分焊縫的長(zhǎng)度可以焊縫全長(zhǎng)的二分之一，三分之一，四分之一或其它比例，此比例以焊接考慮焊接變形較小為宜?，F(xiàn)以三分之一為例，將第一個(gè)焊縫的第一個(gè)三分之一焊縫焊接完成后，旋轉(zhuǎn)堆芯圍筒，焊接下一個(gè)焊縫第一個(gè)三分之一焊縫，直至第八個(gè)焊縫第一個(gè)三分之一焊縫完成，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)堆芯圍筒，焊接焊縫的第二個(gè)三分之一焊縫，依次累推，直至8個(gè)焊縫全部焊接完成。本發(fā)明的焊接方法，在實(shí)踐的應(yīng)用中達(dá)到了良好的焊接效果，因此可將本發(fā)明應(yīng)用到其它相似焊接件中去。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保 護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種堆芯圍筒的激光焊接方法，其特征在于，包括如下步驟: 第一步:在堆芯圍筒的工件上8個(gè)待焊接部位加工I型坡口； 第二步:將工件安裝在內(nèi)支撐工裝上形成堆芯圍筒，所述工件的8個(gè)待焊接部位為I型焊縫； 第三步:在堆芯圍筒上安裝內(nèi)、外支撐工裝； 第四步:手工氬弧焊點(diǎn)焊固定所述堆芯圍筒； 第五步:分段激光點(diǎn)焊所述I型焊縫的外部； 第六步:將堆芯圍筒橫置于滾輪架上； 第七步:調(diào)整待焊I型焊縫 ，用激光焊焊接所述堆芯圍筒上的待焊I型焊縫，焊接時(shí)一次焊透所述焊縫； 第八步:旋轉(zhuǎn)所述堆芯圍筒，重復(fù)第七步，直至所述I型焊縫都焊接完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆芯圍筒的激光焊接方法，其特征在于:在所述第一步中加工I型坡口時(shí)，給所述I型坡口留有一定的收縮余量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆芯圍筒的激光焊接方法，其特征在于:所述第二步、第三步的工裝安裝完成后，對(duì)堆芯圍筒施加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆芯圍筒的激光焊接方法，其特征在于:所述第四步、第五步的焊接均在堆芯圍筒豎直放置時(shí)實(shí)施。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆芯圍筒的激光焊接方法，其特征在于:所述第七步的激光焊接過(guò)程是分段完成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的堆芯圍筒的激光焊接方法，其特征在于:所述分段過(guò)程是在所述第七步中先焊接焊縫總長(zhǎng)的一部分，然后執(zhí)行第八步，旋轉(zhuǎn)所述堆芯圍筒，焊接下一個(gè)焊縫總長(zhǎng)的一部分，依次累推，直至8個(gè)焊縫都完成一部分焊接后，接著再旋轉(zhuǎn)所述堆芯圍筒，依次焊接8個(gè)焊縫的其它部分，直至把8個(gè)焊縫全部焊接完成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的堆芯圍筒的激光焊接方法，其特征在于:所述焊接的一部分為焊縫總成的五分之一，所有的焊縫分五次焊接完成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的堆芯圍筒的激光焊接方法，其特征在于:所述焊縫的最大長(zhǎng)度為4479mm,工件最大壁厚為25.4mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的堆芯圍筒的激光焊接方法，其特征在于:所述焊縫的壁厚為16mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的堆芯圍筒的激光焊接方法，其特征在于:所述激光焊接的焊機(jī)功率為3-15KW。
全文摘要
本發(fā)明涉及材料焊接技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種堆芯圍筒的激光焊接方法，包括如下步驟在堆芯圍筒的工件上8個(gè)待焊接部位加工I型坡口；將工件安裝在內(nèi)支撐工裝上形成堆芯圍筒，所述工件的8個(gè)待焊接部位為I型焊縫；在堆芯圍筒上安裝內(nèi)、外支撐工裝；手工氬弧焊點(diǎn)焊固定所述堆芯圍筒；分段激光點(diǎn)焊所述I型焊縫的外部；將堆芯圍筒橫置于滾輪架上；調(diào)整待焊I型焊縫，用激光焊焊接所述堆芯圍筒上的待焊I型焊縫，焊接時(shí)一次焊透所述焊縫；旋轉(zhuǎn)所述堆芯圍筒，重復(fù)前一步，直至所述I型焊縫都焊接完成。本發(fā)明用激光焊接器一次焊透成形16mm厚度焊縫，大幅提高了焊接效率；由于激光焊焊接變形小而均勻，提高了工件焊后的尺寸精度，提高了成品率。
文檔編號(hào)B23K26/24GK103231169SQ201310137430
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者冷曉春, 龔宏偉, 李恩林, 金偉芳, 張亮, 于耀華, 蔣恩 申請(qǐng)人:上海第一機(jī)床廠(chǎng)有限公司