CN1036255C - 用于焊接核燃料组件之构件的装置 - Google Patents

Abstract

将该燃料组件的导管焊接到格架上的装置，包括：接纳并保持待焊接组件的机座；带有滑架、焊接夹具及连接该滑架和焊接夹具有器件的焊接设备；及施加电焊脉冲的器件；上述机座为两个平行并列设置，而该器件为具有6个自由度的自动机，该器件包括可相对滑架作水平移动及横向移动的支承箱；可相对支承箱垂直移动的臂；及可围绕平行于滑架的位移方向的水平轴线转动的肘节，该肘节使其承载的夹具指向与成排导管本行的方向。

Description

用于焊接核燃料组件之构件的装置

本发明涉及到组成反应堆核燃料组件骨架之构件的焊接。

更具体的说，本发明涉及到这样的装置，它被用来将核燃料组件的导管焊接到沿着导管分布的格架一类构件上，此种装置包括：一个机座，用来接纳由水平放置之导管以及由构件组成的部件组，并用来将这组部件保持于待焊接的位置；一种焊接设备，它包括一可平行于上述导管作水平移动的滑架，同时包括至少一个由一器件连接到此滑架上的焊接夹具，而此器件则能使该夹具平行于一排导管位移，同时能使该夹具处于下述两个角位置间旋转，在一个位置，此夹具能通过相邻两排的导管之间，在另一个位置，此夹具能夹定于一导管上的待焊接位置；以及能把电焊脉冲施加到此类夹具上的器件。

上述这种包括有用来紧夹住格架的器件已在法国专利FR-A-2533353中描述到。所说机座经设计成用来接纳一单一组件的构件以及这组导管。一旦导管组安置就位，此种夹具或每一个这样的夹具就横切于导管的取向移位，同时保持于一能通过相邻两排导管间的角度位置，之后，此夹具即绕其位移方向转动并在其闭合和用于焊接之前与一导管夹合上。

上述装置能使一骨架形成，并在同时避免了应力与弱点。要是前述机座设计成可使各组部件能相续就位，占据一个精密确定的并能准确重现的位置，就可常常通过使夹具进入相同的预编程序的位置，来进行焊接作业。

但是，上述这类已知的装置却存在着这样的缺点，它在将一新骨架的构件安置就位时，需要中断焊接作业，而此时的焊接设备本身则单纯空耗而不作功。不幸的是，这种构件与导管的安装、固定与转换作业要是直接在机座上进行时，会耗用大量的时间。如果把一骨架的构件在前述装置邻近的焊接平台上进行组装，然后把这组预装配好的导管与构件运到机座上时，则所需从事的输运工作以及焊接平台的刚度不足，就会降低焊接作业的精度。

本发明之目的在于提供这样一种用于焊接的装置，它能在焊接设备有效工作的期间内显著地减少其中断时间，而不会影响到焊接作业的精度或最终所得骨架的质量。

为此目的，本发明提供一种用来将核燃料组件的导管焊接到沿着导管分布的格架一类构件上的装置，该装置包括：机座，用来按水平方式接纳由导管与构件组成的部件组，并且来将这组部件保持于待焊接的位置；一种焊接设备，它包括一可平行于导管移动的滑架，同时包括至少一个由一器件连接到此滑架上的焊接夹具，该器件能使该夹具平行于一排导管位移，同时能使该夹具处于下述两个角位置间旋转，在一个位置，此夹具能通过相邻两排的导管之间，在另一个位置，此夹具能夹定于一导管上的待焊接位置；以及能把电焊脉冲施加到此类夹具上的器件；此装置的特征在于：它包括有两个平行并列设置的机座，而前述器件为具有6个自由度进而能使夹具有选择地作用于处在任一台机座的构件上的自动机，它包括：一支承箱，它可相对于滑架作水平移动，并可相对于此滑架移动方向作横向移动；一种臂，它可相对于支承箱作垂直移动；以及一肘节，它可围绕一平行于滑架的位移方向的水平轴线转动，以使其所承载的夹具指向与成排导管平行的方向。

本发明的目的还在于提供这样的装置，它能获得前述现有技术装置所能获得的焊接精度，但却能更快地从事焊接。

本发明还提供了一种有利的结构，当然这并非基本必须的，在此种结构中，所述肘节包括一探头，可用来从横向使夹紧构件的框架定位，此探头从肘节突出，偏离夹具一个一般约为180°的预定角度。

此横向定位用探头可严格地确定框架的位置，因而也就精确地确定了构件的位置，结果就能使焊接夹具在每次焊接时正确地就位。

可垂直位移的臂能绕一垂直轴线转动，使此探头能用来将框架在导管方向中定位，据此就能计算出为使焊接夹具精确定位所需的校正值。

利用本发明的装置，使骨架构件的安装、固定与分度作业能在“隐藏的”时间内进行，而构成本发明装置主要部分的焊接设备可连续使用，无需中断焊接作业。另外，由于在本发明装置中可设置定位探头，快速确定构件的位置，使焊接作业能快速、精确地进行。

通过阅读以非限制举例方式对本发明一具体实施例所作的描述，将能更好地理解本发明。描述中参看以下附图，其中：

图1为一示意图，在所示本发明的装置中没有包括它的用来接纳骨架的机座；

图2示明依据图1从箭头F方向看去的这一装置，同时包括了两个机座，其中之一已为待焊接到一起的骨架构件所占据；

图3是从箭头F方向看过去的经放大的详图，示明自动机肘节的结构；而

图4示明待焊接到一特定骨架中之导管的配置，此种骨架可以认为是有代表性的，其中包括有能确定特殊焊接程序的转换盘。

下面用一具体例子描述的本发明的装置，是用来将一燃料组件的导管焊接到一批格架之上的，在此所设置的这批格架，它们的舌片取常规的布置形式，例如法国专利说明书FR-A-2049108中所述的。

图1与2所示的装置可以看作是其中包括有一组件工作台和一可沿此工作台运动的自动焊接机。

此组件工作台由一两侧能为防护板所遮盖的金属框架件构成，此框架件由一些竖立的沿纵向延伸的部件组成，这些个部件形成一上面载有两根水平梁10的台架，而承载自动机的滑架12即于此台架上运动。此工作台界定出两个并列配置的平行工作区(图2)，每个工作区的长度至少是同待焊接之骨架的长度相当。每个工作区中设有一机座14，可于其中预组装好一骨架。每个机座可包括一焊接台16与一板件18。

图2所示的工作台还包括有轨道22，横切梁10配置，可使一箱笼24运行于图2所示的一个位置(它在这一位置时罩在一机座14之上)以及另一个位置(它在这一位置时罩在另一机座14之上)之间。这一箱笼设有纵向轨道，滑架25可在此轨道上行驶而使一批可扩展的心轴定位，使心轴能在焊接位置插入导管内，以免导管变形。这些心轴的结构可与专利说明书FR-A2533353中所述相同，能由固定在箱笼上的框架(未示明)所导引。

延及到机座14整个长度的板件18是用来承受框架20的，以使待焊接的骨架的格架能精确地定位于可调的位置。带有能使框架20打开接受格架并关闭的器件的该框架结构是已知的。在所示的实施例中，这些框架是用来承受一骨架的各个格架的，在此骨架中，燃料元件按方形阵列分布，它们的对角线沿水平与垂直方向延伸。结果使得成排的导管，例如图3中所示的导管28相对于水平成45°的角u与V。

每个框架的至少两个相邻的水平侧面由于下面所述之目的而设有参考区30与32。

承载自动机的滑架12占据了组件工具台的全宽并承载有上面运动着一支承箱36的横向轨道34，同时具有用来控制此支承箱沿导轨34运动以及用来控制垂直臂38相对于此箱移动的器件。这样设置的器件可使臂38依三个正交方向运动，此三个方向为x(梁10的方向)、y(轨道34的方向)以及z(垂直方向)。此支承箱还装有焊接用变压器。

于现在供举例用所述的实施例中，臂38装配有可使之如图1与3在A处所示明的环绕z方向旋转的装置。臂38的底端载有一肘节40，该肘节可绕如箭头B所示的水平轴线转动。此肘节40本身又载有一用来接纳焊接夹具46的心轴42。此心轴则能绕正交于肘节之转动轴线的轴线转动，如箭头C所示。此箱子44装配有由电缆构成的常规的气动与电力的进给装置。由此可以看到，此种夹具具有六个自由度，因而能够作用在任何所需的工作区，同时能使夹具指向任何通过相邻两排导管之间所需的方向，并夹定在一导管需待进行焊接的部位上。

在图3所示的最佳实施例中，肘节40配备有一沿与焊接夹具46相反方向延伸的定位探头50。通过把臂配置到方向u(如图3中虚线所示)或方向v中，在滑架12处于适当位置时使支承箱36运动，就能使探头触及参考区30或32。在框架的于y-z平面中延伸的面上还能提供一或多个参考区52，在此还能同样地提供纵向参考区。上述探头可以包括一开关，用来提供信号去指出各个框架在横向中的位置并指出其角度位置。据此就能为自动机提供一参考位置，同时通过校正预编程序地址，还能计算出等进行焊接处的精确位置。换言之，这种自动机能够自动对准到每个待焊接的格架，由此能获得约为0.1mm的精度，但所使用到的元器件则是一般商品。

此外应注意到，通过采用装配有控制计算机和相应于不同骨架编程之存储器的自动机，就能在同一工作台上焊接不同类型的骨架。

于是，当一骨架已然安置于机座14之上，同时心轴也已插入于导管之内时，本发明之装置就可按以下步骤进行操作。

将滑架12置于x方向使之上升到待焊接之格架所在位置。起动自动机使探头50与参考区30相接触，在v方向中确定一基准校正值。然后移动自动机，使探头与参考区32接触，这样就在u方向中提供了校正值。使臂38绕z轴转过90°，同时运动滑架来确定框架20沿x轴的位置，使探头与参考区52接触。以上测量结果便为可依例如下述方式运行的焊接程序提供了校正数据(相应的参考标号见图4)：

在第一个焊接程序中，借助心轴42使夹具置入第一方向中，例如如图4所示，沿u方向以插入导管阵列中；然后

起动用来位移支箱36与臂38的机构，使夹具上升到待焊接的第一导管处，即与位于图4中D1处的导管平齐，而角度方向则与图4中所示的正交；

使夹具向左转过120°，在此使夹具的两个电极分处在延伸到格架板件处之舌片的相对两侧，同时把它们压向待焊接的导管；

夹具46的两个电极于是闭合而得以与舌片接触；

起动一脉冲发生器(未示明)，提供电流脉冲，用来沿着两条发生器电路于D1处焊接导管；

使夹具46向后倾斜120°至其插入位置；然后

移动夹具46，使之朝位于E1处的后续导管推进一个行程，重复所述的焊接作业。

依上述步骤，相继处理D1、E1与F2处的导管。

完成上述程序便得以处理一半这样的导管，例如可依据图4中箭头所指路程，对此可参着法国专利说明书FR-A2533353号中的相应描述。

当将夹具相对于滑架移到不同位置之后，便可进行其它三个焊接程序。举例来说，图2与3即表明了为此目的给夹具确定的位置。

Claims (5)

1.一种用来将核燃料组件的导管焊接到沿着导管分布的格架一类构件上的装置，该装置包括：机座(14)，用来按水平方式接纳由导管与构件组成的部件组，并且来将这组部件保持于待焊接的位置；一种焊接设备，它包括一可平行于导管移动的滑架，同时包括至少一个由一器件连接到此滑架上的焊接夹具(46)，该器件能使该夹具平行于一排导管位移，同时能使该夹具处于下述两个角位置间旋转，在一个位置，此夹具能通过相邻两排的导管之间，在另一个位置，此夹具能夹定于一导管上的待焊接位置；以及能把电焊脉冲施加到此类夹具上的器件；此装置的特征在于：它包括有两个平行并列设置的机座(14)，而前述器件为具有6个自由度进而能使夹具有选择地作用于处在任一台机座的构件上的自动机，它包括：一支承箱(36)，它可相对于滑架作水平移动，并可相对于此滑架移动方向作横向移动；一种臂(38)，它可相对于支承箱(36)作垂直移动；以及一肘节(40)，它可围绕一平行于滑架的位移方向的水平轴线转动，以使其所承载的夹具指向与成排导管平行的方向。

2.如权利要求1所述的装置，特征在于：上述肘节(40)包括一探头(50)，用来从横向使夹紧构件的框架(20)定位，此探头相对于夹具偏离一预定的角度。

3.如权利要求2所述的装置，特征在于：上述探头(50)是设置在肘节(40)之转动轴线相对于夹具(46)的相反一侧。

4.如权利要求2所述的装置，特征在于：前述臂(38)可绕一垂直轴线转动，使探头(50)能将构件的框架沿导管的方向定位。

5.如权利要求1至4中任一项所述的装置，特征在于：上述肘节(40)通过一心轴(42)承载着夹具(46)，用来使此夹具在两个角位置间转动，在一个角位置，此夹具能通过相邻两排导管之间；在另一个角位置，此夹具则夹定于一导管上。

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