[发明专利]压水堆核电燃料组件导向管下端塞焊接装置

说明书

技术领域

本发明属于压水堆核电燃料组件制造技术领域，具体涉及一种压水堆核电燃料组件导向管下端塞焊接装置。

背景技术

压水堆核电燃料组件是由燃料棒和燃料组件骨架组成，而燃料组件骨架由上、下管座、定位格架、导向管部件和仪表管组成。导向管是一种锆合金的异形薄壁变径管，为了与上、下管座连接，导向管的上下端需要分别焊接带内螺纹的套管和下端塞后构成导向管部件，导向管与套管还可以采用其他机械方法进行连接。

当前国内外针对AFA3G燃料组件导向管下端塞的焊接方法主要有激光焊接和钨极气体保护焊(TIG)。国外法国AREVA NP公司ROMAN厂采用激光焊接方法，比利时FBFC厂采用钨极氩气气体保护焊焊接方法(TIG)。激光焊接方法焊接导向管下端塞，具有焊接效率高，焊缝窄细美观等优点，但是其设备结构复杂，购置费昂贵。钨极氩气气体保护焊焊接方法焊接导向管下端塞，虽然其焊接效率不如激光焊接高，焊缝不如激光焊接窄细美观，但是同样能够满足焊缝机械性能及外观要求，并且其设备构造相对简单，设备制造及维护成本低廉，应用范围更广泛。

比利时FBFC厂采用钨极氩气气体保护焊焊接设备对压水堆核电燃料元件导向管下端塞进行焊接，其设备制造技术和具体设计参数并没有对外公开，也没有调研到其他国家的相关文献。针对导向管的尺寸特点研制一套焊接装置，用于压水堆核燃料组件导向管下端塞焊接。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压水堆核电燃料组件导向管下端塞焊接装置，可以解决压水堆核电燃料组件导向管下端塞的焊接问题，实现对压水堆核电燃料组件导向管下端塞的自动化焊接，提供生产效率。

本发明的技术方案如下：一种压水堆核电燃料组件导向管下端塞焊接装置，该装置包括工作台、焊室部件、旋转机构以及光学投影成像系统，其中，焊室部件包括焊室、焊枪调整机构、端塞从动机构以及夹紧机构；焊室为侧壁及上端开有相互连通空腔的方向壳体结构，在焊室上端的空腔中设有焊枪调整机构，可以实现对伸入焊室中焊枪电极的上下、左右、前后调整；焊室侧壁安装有可观察到焊室内部焊接过程的窥镜，利用固定在工作台上的光学投影成像系统可以通过窥镜观察焊室内部；与安装窥镜相邻的焊室的两相对侧壁空腔中分别设有端塞从动机构和夹紧机构，导向管焊件通过夹紧机构夹紧，且导向管焊件头部端塞顶在从动机构上，使通过固定在工作台上的旋转机构带动夹紧机构和从动机构与导向管焊件一起转动，完成导向管焊件端塞焊缝的焊接。

所述的焊枪调整机构包括法兰盘、过渡板、焊枪座、焊枪杆以及钨极，法兰盖与过渡板均为中心开有圆形通孔的平板结构，通过螺栓固定在焊室上，且在过渡板与调节座和焊室上壁的接触面上开设环形凹槽，并在凹槽内安装密封圈，在法兰盖与过渡板之间安装外壁带有凸楞阶梯圆柱筒结构的调节座，法兰盖的四侧安装有调节螺钉，通过旋转调节螺钉移动调节座，调节座带动焊枪座在焊室上方左右和前后移动；阶梯圆柱筒结构的焊枪座通过压紧螺母压紧卡合在调节座内壁的阶梯楞上，阶梯圆柱筒结构进气座下端密封固定在焊枪座的上端，进气座的上端与定位螺母固定连接，圆柱棒状结构的焊枪杆穿过定位螺母、进气座、焊枪座以及连接套，且焊枪杆的上端与定位螺母固定，焊枪杆的下端与钨极固定连接。

所述的焊枪杆下端与套有套环的夹头固定连接，夹头下端为中心开有通孔的锥形花瓣结构，夹头中安装有钨极，旋转夹头与枪杆之间的螺纹通过套环压紧夹头外锥面，从而实现夹头对钨极的夹紧；所述焊枪座的下端通过连接套固定有圆柱筒结构的喷气外罩。

所述的焊枪杆的上端通过穿过定位螺母的定位销固定，且在位于进气座上端的焊枪杆上固定有导向键，其中，进气座进气口上端通过密封圈与焊枪杆密封。

所述的端塞从动机构包括端塞从动轴承座、端塞从动轴以及端塞从动轴承，其中，一端带有凸檐圆柱筒结构的端塞从动轴承座通过密封圈密封固定在焊室侧壁的空腔中，并利用螺钉将端塞从动轴承座一端的凸檐固定在焊室侧壁上，端塞从动轴通过端塞从动轴承固定在端塞从动轴承座中，且端塞从动轴伸出焊室的外端安装有碳刷，端塞从动轴伸入焊室的内端套有隔套，并与“T”型棒状结构的压头固定连接，压头端面正中心具有与导向管焊件头部端塞外形相匹配的圆形凹坑。