CN105014288A - 用于核燃料组件定位格架的焊接夹具 - Google Patents

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陈彦宾
陶汪
闫相和
李纵跃
林泳
乔亮
苏轩
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Abstract

用于核燃料组件定位格架的焊接夹具，涉及核燃料组件定位格架的焊接技术。它为了解决常规的焊接夹具结构繁琐，设计精度较差，影响焊接质量的问题。本发明的随行夹具包括由四个定位板围成的长和宽均可调的方形框架，每个定位板均设置有定位销和上下两排通光孔；套管夹具包括上盖板和底板，底板上与套管对应的位置开有通孔，上盖板上与套管对应的位置开有梅花孔，梅花孔的周围安装有对称分布的四个凸起。本发明结构简单，易加工，完全能够满足焊接要求，与常规的焊接方式及焊接夹具相比较，能够大大提高焊接质量，利用随行夹具充当组装和焊接夹具的过渡结构，保证两者转换的连续性，能一次性完成所有焊缝的连接，适用于核燃料组件定位格架的焊接。

Description

用于核燃料组件定位格架的焊接夹具
技术领域
本发明涉及核燃料组件定位格架的焊接技术。
背景技术
核燃料组件定位格架包括多个内条带、四个外条带以及套管，整体为方形结构。内外条带上开有等间距分布的细长开口，内条带相互穿插，形成一排排的小方格，外条带上开有多条细长开口，内条带两端插在外条带上的开口中，使外条带通过固定在内条带所构成的方形区域的四周，套管位于内条带所形成的小方格内。格架的焊接夹具精度必须能满足格架各种焊缝的焊接需求。常规的焊接方法为，将内条带之间以及内外条带之间所有交叉部位的交叉线均需要进行焊接，这就要求焊接夹具结构复杂，精度高，而常规的焊接夹具设计精度达不到要求，直接影响焊接质量。
发明内容
本发明的目的是为了解决常规的焊接夹具结构繁琐，设计精度较差，影响焊接质量的问题，提供一种用于核燃料组件定位格架的焊接夹具。
本发明所述的用于核燃料组件定位格架的焊接夹具包括随行夹具和套管夹具；
所述随行夹具包括四个定位板1，四个定位板1围成一个方形框架，且该方形框架内部方形区域的长和宽均可调，每个定位板1均设置有上下两排通光孔2，且每个定位板1上均设置有定位销3；
所述套管夹具包括上盖板和底板，底板上与套管对应的位置开有通孔5，上盖板上与套管对应的位置开有梅花孔6，梅花孔6的周围安装有四个凸起，四个凸起对称分布。
本发明的优点：
1、夹具结构简单，易加工，完全能够满足焊接要求，与常规的焊接方式及焊接夹具相比较，能够大大提高焊接质量。
2、利用随行夹具充当组装和焊接夹具的过渡结构，保证两者转换的连续性，有效的防止其在移动和焊接过程中松动。
3、能够保证格架上、下端面的交叉焊缝，内外条带交叉处舌片焊缝、外条带搭接处角焊缝，以及内条带与套管连接处焊缝的可焊性，能够保证激光束照射到各焊接位置，并且能一次性完成所有焊缝的连接。
附图说明
图1为实施方式一中的随行夹具的结构示意图；
图2为实施方式一中的外定位板的结构示意图；
图3为实施方式一中的内定位板的结构示意图；
图4为实施方式一中的上盖板的结构示意图；
图5为实施方式一中的底板的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至5说明本实施方式，本实施方式所述的用于核燃料组件定位格架的焊接夹具包括随行夹具和套管夹具；
所述随行夹具包括四个定位板1，四个定位板1围成一个方形框架，且该方形框架内部方形区域的长和宽均可调，每个定位板1均设置有上下两排通光孔2，且每个定位板1上均设置有定位销3；
所述套管夹具包括上盖板和底板，底板上与套管对应的位置开有通孔5，上盖板上与套管对应的位置开有梅花孔6，梅花孔6的周围安装有四个凸起，四个凸起对称分布。
随行夹具用于固定组装好的格架(除套管外)，跟随装配完成的格架一起转运，直至焊接完成后拆除。如图1至3所示，四个定位板1中两个相对的定位板1为外定位板，另外两个相对的定位板1为内定位板，相邻两个定位板1之间通过螺钉相连接，其中一个内定位板和一个外定位板之间的螺钉4为斜向螺钉，即该螺钉的方向与该内定位板和外定位板均呈45度角，另外一个内定位板和一个外定位板之间的螺钉4也为斜向螺钉。定位格架的内外条带组装好后，将随行夹具套在外条带的外部，通过两个斜向螺钉在小范围内调整方形框架内部方形区域的长和宽，使随行夹具与外条带紧密接触，然后调节定位销3，使将随行夹具与外条带始终保持紧密接触的状态，则随行夹具与内外条带及黄连带构成一体结构，可整体移动。
本实施方式中的随行夹具可用于以下焊接方式：
1、内条带交叉点焊接头
整个格架共有32个内条带相互交叉在一起，上、下两层各有256个交叉焊点，共512焊点；交叉点由两个内条带垂直交叉构成，内条带上的交叉焊点位置设置有凸起，两上内条带上的凸起构成十字凸台，点焊时将该十字凸台熔化后形成焊点。
2、外条带舌片T型插接接头
内条带两端的舌片分别插外条带的插槽中，形成T型插接接头，整个格架四周共有16×4共64条插接焊缝。内条带舌片分为上、下两段，焊缝能够保证整个舌片充分熔化。通光孔2的位置对应部分T型插接接头，能够通过激光，即能起到固定的作用，又不妨碍焊接。
3、外条带折弯角搭接接头
外条带两端均折弯成一定角度，相邻两个外条带连接处的弯折部分形成搭接接头，4个外条带在折弯角处其形成4个搭接接头。
4、外条带角端面焊缝
外条带折弯处的上、下两个端面需要焊接，焊缝应覆盖整个边角，不留锐边或毛刺。
套管夹具用于焊接套管。使用时，将套管夹具的底板放置在随行夹具的下方，将上盖板放置在随行夹具的上方，内外条带被夹在上盖板和底板之间，将套管放在上盖板上的梅花孔6内，梅花孔6周围安装有四个凸起(四个凸起可安装在上盖板的内表面上，即底面上)，所述四个凸起恰好与套管侧壁紧密接触，直到对套管横向限位的作用，套管的纵向限位使用螺钉，将螺钉插入套管中，螺帽外径大于套管内径，螺钉另一端旋入底板的通孔5内，可通过调节螺钉来调节套管的纵向位置。
格架内部共需要安装25个套管，套管的外径与小方格的边长相等，套管下端一小部分位于小方格内，其余部分位于小方格上方。对于每个套管，每个内条带在与该套管接触的位置开有凹槽，形成2条纵缝和1条横向的对接焊缝，共12条焊缝。
套管的纵向位置固定后，可对每个套管的12条焊缝进行焊接。
具体实施方式二：本实施方式是对实施方式一所述的用于核燃料组件定位格架的焊接夹具的进一步限定，本实施方式中，上盖板和底板的内表面均设置有对内条带进行全长逐点定位的沟槽。
上盖板和底板的内表面均设置有对纵横内条带进行全长逐点定位的沟槽，格架内条带插入夹具底板定位槽进行了整体定位，完成格架平面两维定位。
具体实施方三：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的用于核燃料组件定位格架的焊接夹具的进一步限定，本实施方式中，上盖板和底板的内表面均设置有交叉点焊接工艺孔。
交叉点焊接工艺孔的作用是令焊接激光束可以通过。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一和二所述的用于核燃料组件定位格架的焊接夹具的进一步限定，本实施方式中，上盖板的表面设置有两条互相垂直的刻线。
通过激光焊接头的CCD摄像机观察焊接过程，若发现刻线与运动系统的坐标轨迹有偏差，则控制激光三维运动机构把CCD监视器上的十字标志对齐焊接夹具上刻线的起点和终点，数控系统就可以自动完成偏差校正，进一步提高焊接精度。
具体实施方式五：结合图4和图5说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的用于核燃料组件定位格架的焊接夹具的进一步限定，本实施方式中，上盖板和底板上均开有多个固定孔8，且上盖板上的多个固定孔8分别与底板上的多个固定孔8一一对应。
利用固定杆穿过上盖板和底板上的固定孔8，固定杆两端可采用螺钉固定，使焊接夹具更加稳定，进一步保证焊接精度。
上盖板和底板上还开有用于将焊接夹具固定在工作平台上的孔。
具体实施方式六：本实施方式是对实施方式一和二所述的用于核燃料组件定位格架的焊接夹具的进一步限定，本实施方式中，所述焊接夹具采用耐高温不锈钢制作。
采用耐高温不锈钢制作的焊接夹具，能够在焊接过程中有效传递焊接过程产生的热量，防止连续焊接产生高温，抑制焊接夹具的尺寸及形状发生变形，长期使用仍然能够保证其精度。

Claims (6)

1.用于核燃料组件定位格架的焊接夹具，其特征在于，该夹具包括随行夹具和套管夹具；
所述随行夹具包括四个定位板(1)，四个定位板(1)围成一个方形框架，且该方形框架内部方形区域的长和宽均可调，每个定位板(1)均设置有上下两排通光孔(2)，且每个定位板(1)上均设置有定位销(3)；
所述套管夹具包括上盖板和底板，底板上与套管对应的位置开有通孔(5)，上盖板上与套管对应的位置开有梅花孔(6)，梅花孔(6)的周围安装有四个凸起，四个凸起对称分布。
2.根据权利要求1所述的用于核燃料组件定位格架的焊接夹具，其特征在于，上盖板和底板的内表面均设置有对内条带进行全长逐点定位的沟槽。
3.根据权利要求1所述的用于核燃料组件定位格架的焊接夹具，其特征在于，上盖板和底板的内表面均设置有交叉点焊接工艺孔。
4.根据权利要求1所述的用于核燃料组件定位格架的焊接夹具，其特征在于，上盖板的表面设置有两条互相垂直的刻线。
5.根据权利要求1所述的用于核燃料组件定位格架的焊接夹具，其特征在于，上盖板和底板上均开有多个固定孔(8)，且上盖板上的多个固定孔(8)分别与底板上的多个固定孔(8)一一对应。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的用于核燃料组件定位格架的焊接夹具，其特征在于，所述焊接夹具采用耐高温不锈钢制作。
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