[发明专利]一种堆芯组件的凸台对接结构及其焊接方法

说明书

本发明属于焊接结构与工艺技术领域，涉及一种堆芯组件的凸台对接结构及其焊接方法。所述的凸台对接结构包括堆芯组件过渡段、变径段、凸台和六角管。利用本发明的堆芯组件的凸台对接结构及其焊接方法，能够组装方便、焊接简单、工艺可靠，使堆芯组件焊接组装的质量满足要求，增加可靠性及反应堆内的使用安全性。

技术领域

本发明属于焊接结构与工艺技术领域，涉及一种堆芯组件的凸台对接结构及其焊接方法。

背景技术

钨极惰性气体保护焊(TIG)是利用氩气或富氩气体进行保护，利用钨极作电极的一类电弧焊方法。与其它焊接方法相比，其具有焊接过程稳定、焊接质量好、适用面广、适于薄板焊接、焊接过程易实现自动化以及焊缝区无熔渣等优点，在工业生产中得到了较为广泛的应用。但钨极的载流能力有限，熔透能力较低，焊缝熔深浅，焊接速度小，生产效率低，制约了这种焊接方法的使用。在某些场合，即使焊接时加大焊接电流，焊缝的熔深也不会增加，反而是焊缝的宽度明显增大。因此，仅仅依靠增加焊接电流不能从根本上解决钨极惰性气体保护焊熔深浅的问题。如何加大自熔焊熔深、提高焊接效率是本领域一个重要的研究内容。

常规的钨极惰性气体保护焊工艺，对于厚度超过3mm的焊接必须开坡口，添加焊丝进行多道焊，不但工艺复杂，焊接效率也低。为了解决TIG焊接熔深浅的问题，中国科学院金属研究所的专利申请“大深宽比钨极惰性气体保护焊工艺(申请号200610134406.4)”提出用活性剂焊接的技术，即在焊接之前，在待焊工件的表面涂敷一层活性剂，然后进行焊接。这种工艺虽然能使TIG焊接的熔深增加，但增加了焊前涂敷活性剂的一道工序，对焊接过程自动化不利。更重要的是，焊缝形貌对活性剂的涂敷量比较敏感，手工涂敷难以控制焊剂的厚度，因此造成焊接工艺不稳定，焊缝表面会留有焊渣需进行清理。

自熔焊工艺简单，易于实现自动化焊接，非常有利于放射性场合下操作人员不能接近焊接对象的情况。但常规的钨极氩气保护焊接熔深较浅(一般不超过2.5mm)，因此在快堆堆芯组件焊接中，带有凸台结构的过渡段和六角管对接部位焊接根部很容易出现未焊透留下的“尖角”，即使加大焊接电流等参数也难以消除，对堆芯组件在反应堆内长期使用带来了潜在的风险。

因此，有必要设计一种组装方便、焊接简单、工艺可靠的焊接结构和方法，使堆芯组件焊接组装的质量满足要求，增加可靠性及反应堆内的使用安全性。

发明内容

本发明的首要目的是提供一种堆芯组件的凸台对接结构，以能够使堆芯组件焊接组装的质量满足要求，增加可靠性及反应堆内的使用安全性。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种堆芯组件的凸台对接结构，所述的凸台对接结构包括堆芯组件过渡段、变径段、凸台和六角管，

所述的堆芯组件过渡段的外壁的横截面与所述的六角管的外壁的横截面为大小相同的正六角形(即正六边形)；

所述的堆芯组件过渡段的内壁的横截面为圆形，所述的六角管的内壁的横截面为正六角形；

所述的变径段连接在所述的堆芯组件过渡段的最前端，其外壁的横截面为大小略小于所述的六角管的内壁的横截面的正六角形；

所述的变径段的中部径向外侧连接一圈正六角环形的所述的凸台，所述的凸台沿径向一侧的侧壁焊接连接到所述的六角管最前端的横截面上，所述的变径段在所述的凸台前端的部分插入到所述的六角管内。

本发明的相关原理如下：

氩气是一种单原子惰性气体，用作钨极氩弧焊的保护气体有以下优点：

1)氩气密度是空气的1.4倍，是氦气的4倍，能够很好覆盖在熔池及电弧上方，而且流动速度较低，因此保护效果比氦气好；

2)氩气是单原子分子，且具有较低的热导率，对电弧的冷却作用较小，因此电弧稳定性好，电弧电压较低；

3)成本低；