本發(fā)明屬于磁約束受控?zé)岷司圩冋婵赵O(shè)備制造領(lǐng)域，具體涉及一種雙層薄壁d型截面真空室扇形段端面筋板拼焊裝置。

背景技術(shù)：

為了開發(fā)未來新能源，各發(fā)達(dá)國(guó)家都在積極開展以托卡馬克為主要途徑的磁約束核聚變研究。托卡馬克是環(huán)形磁約束核聚變?cè)囼?yàn)研究裝置，它的主體主要由真空室、支撐和若干組磁場(chǎng)線圈組成。環(huán)流器2號(hào)a(hl-2a)改造與升級(jí)項(xiàng)目hl-2m裝置真空室是hl-2m裝置最主要部件之一，它是等離子體容器并直接運(yùn)行的場(chǎng)所。真空室結(jié)構(gòu)為d形截面的雙層-薄壁-全焊接式-環(huán)狀結(jié)構(gòu)，整個(gè)真空室由20個(gè)扇形段組焊而成，每個(gè)扇形段中心夾角為18°。單個(gè)扇形段主要由內(nèi)殼、外殼、端面筋板、流道以及各種形式的窗口組成。其中，內(nèi)殼、外殼為等距d形截面的旋轉(zhuǎn)曲面，內(nèi)外殼夾層空腔內(nèi)布置流道，流道用于扇形段內(nèi)外殼之間的連接與加強(qiáng)作用的同時(shí)還作為水氣流通的通道，單個(gè)扇形段兩端分別焊接1個(gè)端面筋板，各扇形段兩端端面筋板相焊組成真空室的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)扇形段上開設(shè)大小、位置不同的5～7個(gè)窗口。

真空室殼體為d型截面的雙曲面結(jié)構(gòu)，內(nèi)、外殼體由1個(gè)單弧直段和3個(gè)雙曲面弧段組成，端面筋板和殼體端部形狀一致。殼體、端面筋板都是由板材成型后拼焊組成的，其拼接焊縫位置的確定是根據(jù)板材下料排版及加工工藝確定的，保證材料的最大利用率和加工制造的可實(shí)施性，內(nèi)外殼體和端面筋板焊接組成單個(gè)扇形段，單個(gè)扇形段再由端面筋板兩兩相焊組焊成整個(gè)真空室。如圖3～5所示，20個(gè)扇形段殼體的拼接焊縫是一致的，都在弧段的相切處，因此， 為了避免殼體拼接縫與端面筋板拼縫、相鄰兩端面筋板拼縫重合，設(shè)計(jì)了一種拼接焊縫位置不同的兩種端面筋板，兩種端面筋板拼縫與殼體拼縫分別錯(cuò)開，在加工制造過程中調(diào)整端面筋板位置就能夠防止殼體和端面筋板拼接縫出現(xiàn)重合。

但是，端面筋板由板材下料后直接拼焊為成品，拼縫為帶間隙的全焊透焊縫，焊接完成后只進(jìn)行焊縫打磨。端面筋板尺寸精度要求高，其平面度要求達(dá)到1mm，相比外形尺寸其厚度很薄，拼焊時(shí)剛性差，焊接變形難以控制。

因此，亟需研制一種雙層薄壁d型截面真空室扇形段端面筋板拼焊裝置，從而用來拼焊端面筋板，控制焊接變形，保證其尺寸及平面度要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種雙層薄壁d型截面真空室扇形段端面筋板拼焊裝置，以用于端面筋板的拼焊，保證其相對(duì)尺寸要求的同時(shí)控制焊接變形。

為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種雙層薄壁d型截面真空室扇形段端面筋板拼焊裝置，涉及的雙層薄壁d型截面真空室扇形段用于制造磁約束熱核聚變裝置中的主體部件真空室，真空室共由20個(gè)d型截面真空室扇形段組成，20段組成一個(gè)整環(huán)，每個(gè)d型截面真空室扇形段均為空間雙層雙曲面薄壁結(jié)構(gòu)；

單個(gè)扇形段由殼體、端面筋板、流道以及窗口組成；其中，殼體為等距d形截面的旋轉(zhuǎn)曲面，殼體夾層空腔內(nèi)布置流道；扇形段兩端分別焊接端面筋板1和端面筋板2，端面筋板和殼體兩端的端部形狀一致；殼體、端面筋板都是由板材成型后拼焊組成的；

本拼焊裝置包括安裝平臺(tái)、d形環(huán)板、壓板、支板和螺栓；

(1)安裝平臺(tái)用于在焊接時(shí)安裝扇形段并對(duì)其加以固定；

在安裝平臺(tái)上對(duì)應(yīng)拼焊位置處設(shè)置氣體保護(hù)槽，用于焊接時(shí)背面通氣保護(hù)；

(2)在安裝平臺(tái)上加裝d形環(huán)板，d形環(huán)板形狀是與端面筋板形狀一致的d形，拼焊時(shí)端面筋板分段放置在d形環(huán)板設(shè)定位置的外側(cè)；

d形環(huán)板的外環(huán)尺寸比端面筋板內(nèi)環(huán)尺寸大，用于抵消端面筋板拼縫焊接收縮；

d形環(huán)板的厚度＝端面筋板的厚度-△，△＝1～2mm；

在d形環(huán)板與安裝平臺(tái)上開設(shè)螺栓孔，通過螺栓穿過螺栓孔將二者固定連接；

(3)在拼焊位置的焊縫兩端設(shè)置壓板和支板，用于在焊接時(shí)壓緊端面筋板防止焊接變形；

支板和端面筋板分別設(shè)在d形環(huán)板的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，支板的厚度與端面筋板的厚度相同；

壓板安裝后壓在支板、d形環(huán)板和端面筋板上方；

在壓板、d形環(huán)板和安裝平臺(tái)上依次設(shè)置直徑相同、軸線同軸的壓板通孔、d形環(huán)板通孔和安裝平臺(tái)螺栓孔，通過螺栓穿過上述三個(gè)孔將壓板壓在安裝平臺(tái)上。

進(jìn)一步的，如上所述的一種雙層薄壁d型截面真空室扇形段端面筋板拼焊裝置，在拼焊位置之間也設(shè)置壓板和支板，以進(jìn)一步壓緊端面筋板。

本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果在于：通過制作雙層薄壁d型截面真空室扇形段端面筋板拼焊裝置，將其用于端面筋板的拼焊，可以保證端面筋板尺寸和形狀精度要求，控制焊接變形，提高焊接工作效率，同時(shí)保證40個(gè)端面筋板尺寸的一致性。

附圖說明

圖1為真空室總圖主視圖；

圖2單個(gè)扇形段(標(biāo)準(zhǔn)段)圖；

圖3為內(nèi)外殼體拼接圖；

圖4為端面筋板?。?/p>

圖5為端面筋板ⅱ；

圖6為端面筋板拼焊裝置；

圖7為圖6中的序號(hào)15斷面圖；

圖8為圖6的截面視圖；

圖9為圖6中的序號(hào)11詳圖；

圖中：1.殼體、2.端面筋板ⅰ、3.端面筋板ⅱ、4.殼體相切處拼接焊縫、5.端面筋板拼焊處、6.端面筋板弧度相切點(diǎn)、7.端面筋板ⅱ焊接處、8.端面筋板ⅰ焊接處、9.安裝平臺(tái)、10.d形環(huán)板、11.壓板、12螺栓、13支板、14螺栓孔、15氣體保護(hù)槽。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明一種雙層薄壁d型截面真空室扇形段端面筋板拼焊裝置，涉及的雙層薄壁d型截面真空室扇形段用于制造磁約束熱核聚變裝置中的主體部件真空室，如圖1所示，真空室共由20個(gè)d型截面真空室扇形段組成，20段組成一個(gè)整環(huán)，每個(gè)d型截面真空室扇形段均為空間雙層雙曲面薄壁結(jié)構(gòu)；

單個(gè)扇形段由殼體、端面筋板、流道以及窗口組成；其中，殼體為等距d形截面的旋轉(zhuǎn)曲面，殼體夾層空腔內(nèi)布置流道；如圖2所示，扇形段兩端分別焊接端面筋板1和端面筋板2，端面筋板和殼體兩端的端部形狀一致；殼體、端 面筋板都是由板材成型后拼焊組成的；

本拼焊裝置包括安裝平臺(tái)、d形環(huán)板、壓板、支板和螺栓；

(1)安裝平臺(tái)用于在焊接時(shí)安裝扇形段并對(duì)其加以固定；

在安裝平臺(tái)上對(duì)應(yīng)拼焊位置處設(shè)置氣體保護(hù)槽，用于焊接時(shí)背面通氣保護(hù)；

(2)在安裝平臺(tái)上加裝d形環(huán)板，d形環(huán)板形狀是與端面筋板形狀一致的d形，拼焊時(shí)端面筋板分段放置在d形環(huán)板設(shè)定位置的外側(cè)；

d形環(huán)板的外環(huán)尺寸比端面筋板內(nèi)環(huán)尺寸大，用于抵消端面筋板拼縫焊接收縮；

d形環(huán)板的厚度＝端面筋板的厚度-△，△＝1～2mm；

在d形環(huán)板與安裝平臺(tái)上開設(shè)螺栓孔，通過螺栓穿過螺栓孔將二者固定連接；

(3)如圖6～9所示，在拼焊位置的焊縫兩端設(shè)置壓板和支板，用于在焊接時(shí)壓緊端面筋板防止焊接變形；

支板和端面筋板分別設(shè)在d形環(huán)板的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，支板的厚度與端面筋板的厚度相同；

壓板安裝后壓在支板、d形環(huán)板和端面筋板上方；

在壓板、d形環(huán)板和安裝平臺(tái)上依次設(shè)置直徑相同、軸線同軸的壓板通孔、d形環(huán)板通孔和安裝平臺(tái)螺栓孔，通過螺栓穿過上述三個(gè)孔將壓板壓在安裝平臺(tái)上。

在拼焊位置之間也設(shè)置壓板和支板，以進(jìn)一步壓緊端面筋板。