核燃料棒多功能全自動(dòng)tig焊接裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種焊接裝置，具體涉及一種核燃料棒多功能全自動(dòng)TIG焊接裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國際上少有見到采用TIG焊接工藝和設(shè)備進(jìn)行大批量焊接M5合金包殼管環(huán)焊縫的報(bào)道。世界上核電發(fā)達(dá)國家進(jìn)行核燃料組件燃料棒環(huán)縫焊接的情況如下:法國AREVA公司60年至90年代初期采用TIG環(huán)縫焊接工藝，焊接對(duì)象為Zr_4合金材料，90年代初期開始采用激光焊接環(huán)縫工藝，焊接對(duì)象為Zr-4合金材料和M5合金材料，后來采用壓力電阻焊焊接M5合金燃料棒。俄羅斯NCCP公司主要采用電子束焊和壓力電阻焊環(huán)縫焊接工藝和設(shè)備，焊接對(duì)象為EllO合金材料。韓國KNF公司焊接燃料棒采用的是壓力電阻焊環(huán)縫焊接工藝和設(shè)備，焊接對(duì)象為優(yōu)化Zr-4合金材料。中核建中核燃料元件有限公司(CJNF)燃料棒生產(chǎn)線環(huán)縫焊接包括電子束焊接和TIG焊接工藝，其中電子束焊接主要用于全M5包殼管焊接，TIG焊接工藝的焊接對(duì)象主要為Zr-4合金(PC和QSI工程)和M5合金，后來引進(jìn)了俄羅斯的VVER生產(chǎn)線，采用的是電子束和壓力電阻焊生產(chǎn)工藝；當(dāng)前，CJNF和中核北方燃料元件有限公司引進(jìn)法國AREVA較先進(jìn)技術(shù)，燃料棒的環(huán)縫焊接采用壓力電阻焊。
[0003]從目前幾個(gè)主要國家的燃料棒焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)來看，燃料棒焊接技術(shù)有向壓力電阻焊焊接技術(shù)方向發(fā)展的趨勢(shì)，例如法國AFA3G燃料棒壓力電阻焊技術(shù)和俄羅斯的VVER燃料棒壓力電阻焊技術(shù)，但與熔化焊相比，壓力電阻焊縫檢驗(yàn)方法的可靠性問題還是存在著不同的看法。而燃料棒的TIG焊接技術(shù)成熟，檢驗(yàn)方法可靠，焊接設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，可靠性好，美國的AP1000燃料棒焊接采用的就是TIG焊接技術(shù)，可見TIG焊接工藝同樣具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0004]而現(xiàn)在生產(chǎn)線線TIG環(huán)縫焊機(jī)和俄羅斯電子束焊機(jī)返修率一般為2.3%，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種核燃料棒多功能全自動(dòng)TIG焊接裝置，應(yīng)用本發(fā)明進(jìn)行焊接的總返修率約為0.356%，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量得到大大的提高。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，核燃料棒多功能全自動(dòng)TIG焊接裝置，它包括跟蹤機(jī)構(gòu)，跟蹤機(jī)構(gòu)上設(shè)有焊室，焊室設(shè)置在加緊旋轉(zhuǎn)裝置上，加緊旋轉(zhuǎn)裝置的右側(cè)設(shè)有送料器，送料器的右側(cè)設(shè)有送料托輪，送料托輪的右側(cè)設(shè)有旋轉(zhuǎn)托輪，旋轉(zhuǎn)托輪的右側(cè)設(shè)有拔料機(jī)構(gòu)，拔料機(jī)構(gòu)的右側(cè)設(shè)有附室抽真空裝置，其中，送料器、送料托輪、旋轉(zhuǎn)托輪、拔料機(jī)構(gòu)和附室抽真空裝置均安裝在機(jī)架上。
[0007]所述的送料器包括送料機(jī)滑軌部件，送料機(jī)滑軌部件下部設(shè)有壓緊彈簧，壓緊彈簧的下部設(shè)有驅(qū)動(dòng)力矩電機(jī)和送料輪，送料輪的下部設(shè)置壓緊輪，壓緊輪安裝在壓緊氣缸上。
[0008]所述的焊室包括跟蹤機(jī)構(gòu)，跟蹤機(jī)構(gòu)的下部設(shè)有焊炬，焊炬的下部為焊槍平移調(diào)整機(jī)構(gòu)，焊槍平移調(diào)整機(jī)構(gòu)的一側(cè)設(shè)有旋轉(zhuǎn)部件，旋轉(zhuǎn)部件上設(shè)有氣缸，焊槍平移調(diào)整機(jī)構(gòu)的另一側(cè)安裝有端塞抽真空接頭，焊槍平移調(diào)整機(jī)構(gòu)的底部安裝有焊室抽真空接頭。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，采用新型氣路結(jié)構(gòu)，解決氦氣排氣回路對(duì)焊室的污染，消除了焊縫熱影響區(qū)邊緣出現(xiàn)的白色腐蝕產(chǎn)物；采用專用超高頻引弧器，解決氦氣的電離電位高，焊接時(shí)引弧較困難的問題；設(shè)置了雙托輪機(jī)構(gòu)、送料輪壓緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、特殊的副室結(jié)構(gòu)及焊室夾持機(jī)構(gòu)等，可以在傳輸和焊接過程中滿足燃料棒表面劃傷深度小于0.025_、劃痕的寬度小于4mm產(chǎn)品技術(shù)條件要求。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明所提供的核燃料棒多功能全自動(dòng)TIG焊接裝置示意圖；
[0011]圖2為送料器示意圖；
[0012]圖3為焊室示意圖；
[0013]圖4為電氣控制部分總體結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖中，I跟蹤機(jī)構(gòu)，2焊室，3加緊旋轉(zhuǎn)裝置，4送料器，5送料托輪，6旋轉(zhuǎn)托輪，7拔料機(jī)構(gòu)，8附室抽真空裝置，11壓緊輪，12壓緊氣缸，13送料機(jī)滑軌部件，14壓緊彈簧，15驅(qū)動(dòng)力矩電機(jī)，16送料輪，21跟蹤機(jī)構(gòu)，22端塞抽真空接頭，23焊室抽真空接頭，24焊炬，25焊槍平移調(diào)整機(jī)構(gòu)，26旋轉(zhuǎn)部件，27氣缸。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)介紹:
[0016]如圖1所示,核燃料棒多功能全自動(dòng)TIG焊接裝置包括跟蹤機(jī)構(gòu)I,跟蹤機(jī)構(gòu)I上連接有焊室2，焊室2安裝在加緊旋轉(zhuǎn)裝置3上，加緊旋轉(zhuǎn)裝置3的右側(cè)設(shè)置有送料器4，送料器4的右側(cè)設(shè)置有送料托輪5，送料托輪5的右側(cè)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)托輪6，旋轉(zhuǎn)托輪6的右側(cè)設(shè)置有拔料機(jī)構(gòu)7，拔料機(jī)構(gòu)7的右側(cè)設(shè)置有附室抽真空裝置8，其中，送料器4、送料托輪5、旋轉(zhuǎn)托輪6、拔料機(jī)構(gòu)7和附室抽真空裝置8均安裝在機(jī)架上。
[0017]如圖1所示,燃料棒按批手工上到上料架一料架自動(dòng)上料啟動(dòng)一取料架檢測(cè)有無燃料棒，若有則單根取料一送料器壓緊輪下降、旋轉(zhuǎn)送燃料棒到焊室一夾具夾緊燃料棒、焊室抽真空一壓緊輪上升一焊接托輪上升一送料托輪下降一(附室抽真空裝置就位)一燃料棒旋轉(zhuǎn)一焊槍氦氣閥門打開，送保護(hù)氦一按照預(yù)置程序進(jìn)行自動(dòng)焊接一冷卻一燃料棒旋轉(zhuǎn)停一松夾具一送料托輪上升、焊接托輪下降一壓緊輪下降、旋轉(zhuǎn)出料一取料架單根取料并下料一下一循環(huán)。
[0018]如圖2所示，送料器4包括送料機(jī)滑軌部件13，送料機(jī)滑軌部件13下部安裝有壓緊彈簧14，壓緊彈簧14的下部安裝有驅(qū)動(dòng)力矩電機(jī)15和送料輪16，送料輪16的下部設(shè)置壓緊輪11，壓緊輪11安裝在壓緊氣缸12上。
[0019]送料驅(qū)動(dòng)部件安裝在氣動(dòng)導(dǎo)軌滑塊上，送料時(shí)，壓緊輪上升，送料輪下降，夾緊工件，送料輪為主動(dòng)輪。送料輪選用的摩擦型扭矩限制器在過載時(shí)因摩擦消耗能量緩和沖擊，工作平穩(wěn)、調(diào)整和使用方便、維修簡(jiǎn)單、靈敏度較高，過載消除后即自動(dòng)恢復(fù)。
[0020]如圖3所示:焊室2包括跟蹤機(jī)構(gòu)21，跟蹤機(jī)構(gòu)21的下部設(shè)置有焊炬24，焊炬24的下部為焊槍平移調(diào)整機(jī)構(gòu)25，焊槍平移調(diào)整機(jī)構(gòu)25的一側(cè)安裝有旋轉(zhuǎn)部件26，旋轉(zhuǎn)部件26上安裝有氣缸27，焊槍平移調(diào)整機(jī)構(gòu)25的另一側(cè)安裝有端塞抽真空接頭22，焊槍平移調(diào)整機(jī)構(gòu)25的底部安裝有焊室抽真空接頭23。
[0021]焊室針對(duì)燃料棒產(chǎn)品的技術(shù)要求(如針對(duì)包殼管表面劃傷的要求，焊接缺陷的要求等)進(jìn)行了有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，其主要特點(diǎn)是:
[0022]焊接小室氣密性好，并配備有真空系統(tǒng)，該系統(tǒng)可在充保護(hù)氣體之前對(duì)焊接小室抽真空，最大限度降低有害氣體浸入保護(hù)氣體，有效的保證了氦氣純度，減小有害氣體對(duì)焊縫污染的可能性。焊接小室抽到一定的真空后，反充入氦氣，焊室內(nèi)與管道內(nèi)的氣體達(dá)到平衡后開始焊接，這種方法最低限度的減少了有害氣體對(duì)焊縫及熱影響區(qū)的影響，確保了 M5合金