CN103317239B - 核燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备 - Google Patents
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Abstract
本发明核燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备涉及的是一种核燃料贮存格架贮存套管的方管、方管与包覆板、方管与小底板的全部激光焊接工艺装备。包括底板、侧紧固框架、气动琴键式上压板装置、旋转电机一、带有气动楔块的内支撑装置和小底板的支撑装置；在底板上安装两个可通过气缸一带动滑移的侧紧固框架，若干个气动琴键式上压板装置分别安装在两侧紧固框架上；底板的一端安装有旋转电机一，底板的另一端安装有小底板的支撑装置，在底板上部安装带有气动楔块的内支撑装置；带有气动楔块的内支撑装置具有气动楔块组件、内支撑板、拉杆和气缸四；小底板的支撑装置包括旋转电机二、电机安装座、传动螺杆、螺套、顶针、气缸三和气动夹紧块。
Description
技术领域
本发明核燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备涉及的是一种核燃料贮存格架贮存套管的方管、方管与包覆板、方管与小底板的全部激光焊接工艺装备。
背景技术
国内目前硼铝贮存套管结构的乏核燃料贮存格架还是依靠进口。国内生产类似方管的厂家多是采用模具挤压成型（大批量标准件）或液压涨型（非标，但有一定量）的方法，但后续焊接变形问题较大，很难达到设计和使用要求。
发明内容
本发明目的是针对上述不足之处提供一种核燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备，采用气动楔块式内支撑与琴键式外压紧、电动旋转的燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备，配合激光焊接设备，通过两次装卡即可完成贮存套管的全部焊接工作，从而解决贮存套管中大尺寸薄壁方管、方管与小底板、方管与包覆板焊接变形问题。
本发明核燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备是采取以下技术方案实现：
核燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备包括底板、侧紧固框架、气动琴键式上压板装置、旋转电机一、带有气动楔块的内支撑装置、小底板的支撑装置。
在底板上安装两个可通过气缸一带动滑移的侧紧固框架，在侧紧固框架外侧底板上安装有气缸一，气缸一的活塞杆与侧紧固框架相连，底板上安装有若干条轨道一，侧紧固框架底部设置有滑块一，滑块一与轨道一相配合，气缸一的活塞杆推动侧紧固框架沿着轨道一滑动平移并压紧焊接工件槽型钢板侧面，使其中间焊缝紧密接触。
若干个气动琴键式上压板装置分别安装在两侧紧固框架上，气动琴键式上压板装置包括安装支架、气缸二、琴键式上压板、连杆。安装支架安装在侧紧固框架上部，气缸二安装在安装支架外侧，琴键式上压板装在安装支架内侧，气缸二的活塞杆通过连杆推动气动琴键式上压板，压紧或放松焊接工件槽型钢板。
底板的一端安装有旋转电机一，底板的另一端安装有小底板的支撑装置，在底板上部安装带有气动楔块的内支撑装置；带有气动楔块的内支撑装置具有气动楔块组件、内支撑板、拉杆和气缸四，气动楔块组件由楔块一、楔块二构成一组相对滑动楔块组件，楔块一固定安装在内支撑板上，楔块二固定安装在拉杆上，拉杆一端装有气缸四，通过气缸四带动拉杆推动楔块一、楔块二相对滑动来调节内支撑板外部尺寸大、小，用于撑紧或放松焊接工件槽型钢板。
小底板的支撑装置包括旋转电机二、电机安装座、传动螺杆、螺套、顶针、气缸三、气动夹紧块。旋转电机二安装在电机安装座上，旋转电机二输出轴与传动螺杆相连，顶针后部通过螺套与传动螺杆相连，电机安装座前侧装有气缸三安装板，气缸三安装板中部设置有顶针滑孔，用于顶针轴向移动，若干个气缸三安装在气缸三安装板上，气缸三活塞杆上前端装有气动夹紧块，用于夹紧小底板。
在旋转电机二后部装有微调手柄，用于微调顶针轴向移动距离，来顶紧带有气动楔块的内支撑装置和小底板。
电机安装座下部的底板上装有两根轨道二，轨道二与电机安装座底部设置的滑块二相配合，用于调节顶针位置。电机安装座下部装有齿轮齿条传动机构，通过齿轮齿条传动机构传动小底板的支撑装置位置。
工作原理：装入折弯成型的两块槽型钢，内支撑的气动楔块组件中楔块一、楔块二平移使其完全支撑住两块槽型钢板的内径，同时底板另一端的轴向移动顶针（锥形轴）顶紧带有气动楔块的内支撑装置，两侧紧固框架在气缸一带动下平移并压紧槽型钢侧面，使其中间焊缝紧密接触，两侧紧固框架上的气动琴键式上压板压紧槽型钢中间焊缝两侧；在内撑外压、两侧挤紧的条件下，保证焊缝处于同一平面且焊缝间隙均匀。上部焊接完成后，松开琴键式压板及两侧紧固框架，利用旋转电机一旋转内支撑180度后重复压紧即可焊接另一面焊缝；方管焊接完成，退出轴向顶针使其脱离内支撑，装入小底板后顶针顶紧带有气动楔块的内支撑装置，气动夹紧块夹紧小底板，开始进行方管与小底板焊接，利用旋转电机一使带有气动楔块的内支撑装置的90度旋转完成四条焊缝的焊接；撤除各种紧固与压紧、移开轴向移动顶针、放松气动夹紧块，将套管抽出组装中子毒物吸收材料（硼铝板）和包覆板、包覆板点焊在套管上；将组装好的套管再次装入内支撑上，顶针顶紧，气动夹紧块夹紧小底板，气动楔块撑紧套管内壁，此时开始方管与包覆板的焊接，随着带有气动楔块的内支撑装置的90度旋转，完成四面的焊接。
本发明核燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备的效果是：利用一套工装完成贮存套管多种焊接并完全控制焊接变形，保证燃料贮存格架贮存套管的生产质量与进度可完全满足技术要求，极大的提高生产效率，减轻劳动强度。
本发明核燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备可以焊接的贮存套管为宽度220～230mm、壁厚2～4mm、长度L≤6000mm的折弯成型的贮存套管，控制工序过程中的焊接变形，使之满足技术要求。
附图说明
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明核燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备示意图。
图2是本发明核燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备的A-A剖视图。
图3是本发明核燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备的带有气动楔块的内支撑装置示意图。
图4是本发明核燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备的小底板的支撑装置示意图。
图中：1、底板，2、旋转电机一，3、工件槽型钢板，4、气动楔块组件，5、内支撑板，6、拉杆，7、轨道一，8、小底板，9、顶针，10、气动夹紧块，11、气缸三安装板，12、气缸三，13、电机安装座，14、旋转电机二，15、微调手柄，16、齿轮齿条传动机构，17、气缸一，18、连杆，19、安装支架，20、侧紧固框架，21、滑块一，22、气缸四，23、轨道二，24、滑块二，25、气缸二，26、琴键式上压板；
4-1、楔块一，4-2、楔块二。
具体实施方式
参照附图1～4，核燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备包括底板1、侧紧固框架20、气动琴键式上压板装置、旋转电机一2、带有气动楔块的内支撑装置和小底板的支撑装置。
在底板1上安装两个可通过气缸一17带动滑移的侧紧固框架20，在侧紧固框架20外侧底板1上安装有气缸一17，气缸一17的活塞杆与侧紧固框架20相连，底板1上安装有若干条轨道一7，侧紧固框架20底部设置有滑块一21，滑块一21与轨道一7相配合，气缸一17的活塞杆推动侧紧固框架20沿着轨道一7滑动平移并压紧焊接工件槽型钢板3侧面，使其中间焊缝紧密接触。
若干个气动琴键式上压板装置分别安装在两侧紧固框架20上，气动琴键式上压板装置包括安装支架19、气缸二25、琴键式上压板26、连杆18。安装支架19安装在侧紧固框架20上部，气缸二25安装在安装支架19外侧，琴键式上压板26装在安装支架19内侧，气缸二25的活塞杆通过连杆推动气动琴键式上压板26，压紧或放松焊接工件槽型钢板3。
底板1的一端安装有旋转电机一2，底板1的另一端安装有小底板的支撑装置，在底板1上部安装带有气动楔块的内支撑装置；带有气动楔块的内支撑装置具有气动楔块组件4、内支撑板5、拉杆6和气缸四22，气动楔块组件4由楔块一4-1、楔块二4-2构成一组相对滑动楔块组件，楔块一4-1固定安装在内支撑板5上，楔块二4-2固定安装在拉杆6上，拉杆6一端装有气缸四22，通过气缸四22带动拉杆6推动楔块一4-1、楔块二4-2相对滑动来调节内支撑板5外部尺寸大、小，用于撑紧或放松焊接工件槽型钢板。
底板1的另一端安装可通过旋转电机二14带动滑移、配有可轴向移动的顶针9（锥形轴）及可通过气动夹紧小底板的支撑装置。
小底板的支撑装置包括旋转电机二14、电机安装座13、传动螺杆、螺套、顶针9、气缸三12、气动夹紧块10。旋转电机二14安装在电机安装座13上，旋转电机二14输出轴与传动螺杆相连，顶针9后部通过螺套与传动螺杆相连，电机安装座13前侧装有气缸三安装板11，气缸三安装板11中部设置有顶针滑孔，用于顶针轴向移动，来顶紧带有气动楔块的内支撑装置和小底板8。若干个气缸三12安装在气缸三安装板11上，气缸三12活塞杆上前端装有气动夹紧块10，用于夹紧小底板8。在旋转电机二14后部装有微调手柄15，用于微调顶针轴向移动距离，来顶紧带有气动楔块的内支撑装置和小底板8。
电机安装座13下部的底板上装有两根轨道二23，与电机安装座13底部设置的滑块二24相配合，用于调节顶针9位置。电机安装座13下部装有齿轮齿条传动机构16，通过齿轮齿条传动机构16传动小底板的支撑装置位置。
在底板1上部安装带有两个或四个方向的带有气动楔块的内支撑装置。
本发明核燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备可以焊接的贮存套管为宽度220～230mm、壁厚2～4mm、长度L≤6000mm的折弯成型的贮存套管，控制工序过程中的焊接变形，使之满足技术要求。
框架上安装一定数量的气动琴键式上压板，底板的一端安装旋转电机一并安装带有一定数量气动楔块（两个或四个方向）的内支撑装置；底板的另一端安装可通过电机带动滑移、配有可轴向移动的顶针（锥形轴）及可通过气动夹紧小底板的支撑装置。
其技术方案为：在一块底板上安装两个可通过气缸一带动滑移的侧紧固框架，框架上安装一定数量的气动琴键式上压板，底板的一端安装旋转电机一并安装带有一定数量气动楔块（两个或四个方向）的内支撑装置；底板的另一端安装可通过电机带动滑移、配有可轴向移动的顶针（锥形轴）及可通过气动夹紧小底板的支撑装置。装入折弯成型的两块槽型钢板，内支撑的气动楔块组件中的楔块一、楔块二平移使其完全支撑住两块槽型钢板的内径，同时底板另一端的轴向移动顶针（锥形轴）顶紧内支撑，两侧紧固框架在电机带动下平移并压紧槽型钢板侧面，使其中间焊缝紧密接触，两侧紧固框架上的气动琴键式上压板压紧槽型钢中间焊缝两侧；在内撑外压、两侧挤紧的条件下，保证焊缝处于同一平面且焊缝间隙均匀。上部焊接完成后，松开琴键式压板及两侧紧固框架，利用旋转电机一2旋转内支撑180度后重复压紧即可焊接另一面焊缝；方管焊接完成，退出轴向顶针使其脱离带有气动楔块的内支撑装置，装入小底板后顶针顶紧带有气动楔块的内支撑装置开始进行方管与小底板焊接，利用旋转电机一2使带有气动楔块的内支撑装置的90度旋转完成四条焊缝的焊接；撤除各种紧固与压紧、移开轴向移动顶针、将套管抽出组装中子毒物吸收材料和包覆板、包覆板点焊在套管上；将组装好的套管再次装入内支撑上，顶针顶紧，气动楔块组件撑紧套管内壁，此时开始方管与包覆板的焊接，随着带有气动楔块的内支撑装置的90度旋转，完成四面的焊接。
Claims (6)
1.一种核燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备，其特征在于：包括底板、侧紧固框架、气动琴键式上压板装置、旋转电机一、带有气动楔块的内支撑装置和小底板的支撑装置；
在底板上安装两个可通过气缸一带动滑移的侧紧固框架，在侧紧固框架外侧底板上安装有气缸一，气缸一的活塞杆与侧紧固框架相连，底板上安装有若干条轨道一，侧紧固框架底部设置有滑块一，滑块一与轨道一相配合，气缸一的活塞杆推动侧紧固框架沿着轨道一滑动平移并压紧焊接工件槽型钢板侧面，使其中间焊缝紧密接触；
若干个气动琴键式上压板装置分别安装在两侧紧固框架上，气动琴键式上压板装置包括安装支架、气缸二、琴键式上压板和连杆，安装支架安装在侧紧固框架上部，气缸二安装在安装支架外侧，琴键式上压板装在安装支架内侧，气缸二的活塞杆通过连杆推动气动琴键式上压板，压紧或放松焊接工件槽型钢板；
底板的一端安装有旋转电机一，底板的另一端安装有小底板的支撑装置，在底板上部安装带有气动楔块的内支撑装置；带有气动楔块的内支撑装置具有气动楔块组件、内支撑板、拉杆和气缸四，气动楔块组件由楔块一、楔块二构成一组相对滑动楔块组件，楔块一固定安装在内支撑板上，楔块二固定安装在拉杆上，拉杆一端装有气缸四，通过气缸四带动拉杆推动楔块一、楔块二相对滑动来调节内支撑板外部尺寸大、小，用于撑紧或放松焊接工件槽型钢板；
小底板的支撑装置包括旋转电机二、电机安装座、传动螺杆、螺套、顶针、气缸三和气动夹紧块；旋转电机二安装在电机安装座上，旋转电机二输出轴与传动螺杆相连，顶针后部通过螺套与传动螺杆相连，电机安装座前侧装有气缸三安装板，气缸三安装板中部设置有顶针滑孔，用于顶针轴向移动，若干个气缸三安装在气缸三安装板上，气缸三活塞杆上前端装有气动夹紧块，用于夹紧小底板。
2.根据权利要求1所述的核燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备，其特征在于：电机安装座下部的底板上装有两根轨道二，与电机安装座底部设置的滑块二相配合，用于调节顶针位置。
3.根据权利要求1所述的核燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备，其特征在于：在旋转电机二后部装有微调手柄，用于微调顶针轴向移动距离，来顶紧带有气动楔块的内支撑装置和小底板。
4.根据权利要求1所述的核燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备，其特征在于：电机安装座下部装有齿轮齿条传动机构，通过齿轮齿条传动机构传动小底板的支撑装置位置。
5.根据权利要求1所述的核燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备，其特征在于：在底板中部安装带有两个或四个方向的带有气动楔块的内支撑装置。
6.根据权利要求1所述的核燃料贮存格架贮存套管焊接工艺装备，其特征在于：焊接的贮存套管为宽度220～230mm、壁厚2～4mm、长度L≤6000mm的折弯成型的贮存套管，控制工序过程中的焊接变形，使之满足技术要求。
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