CN107695548A - 药筒内下沉式带药药腔密封盖压紧点焊工装及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种药筒内下沉式带药药腔密封盖压紧点焊工装及其方法，解决了现有的焊点控制方法不能克服人为疏忽因素的问题。在密封盖（4）上压接有圆锥体形压紧块（5），在圆锥体形压紧块（5）的锥底面上设置有圆柱形凹槽（11），圆锥体形压紧块（5）的锥底外圆（10）上设置的裙边圆环（8）是设置在密封盖安装台阶孔（3）中的，在裙边圆环（8）上沿裙边圆环外圆等间隔弧度地设置有16个激光焊接点焊凹槽形缺口（9），激光焊接点焊凹槽形缺口（9）的凹槽槽底与锥底外圆（10）之间的距离为1.5毫米，裙边圆环（8）的外圆与密封盖安装台阶孔（3）的台阶立壁之间距离为0.5毫米。工装结构简单，工艺操作容易。

Description

药筒内下沉式带药药腔密封盖压紧点焊工装及其方法

技术领域

本发明涉及一种焊接工装，特别涉及一种药筒内下沉式带药药腔密封盖的压紧激光焊接工装及压紧激光焊接方法。

背景技术

爆破阀是核电技术的关键设备，其基本工作原理是：通过信号源远程控制，点燃药筒内黑火药，产生高温高压气体，气体输出做功，拉断爆破阀拉力螺栓，推动爆破阀活塞，使其加速到一定速度，切断冷却系统盲管，将冷却剂导入，是核电站事故工况下用来冷却反应堆、阻止核扩散的关键性设备。药筒是爆破阀的核心部件，它要在反应堆的高温、高湿、核辐射的恶劣环境下长期存放而不能使内部的火药变质。此系统中，对药筒的泄漏率要求极高，制造时必须在已装药的情况下采用激光焊接，才能满足泄露率的要求。与传统的焊接技术相比激光焊接的主要优点有：焊接速度快、变形小、可焊接难熔材料、异种材料，功率密度高、焊缝深宽比大、可进行微型焊接、可焊接难以接近的部位，可以进行非接触远距离焊接。在焊接药筒内部密封盘时，采用传统工装不能保证焊点与筒内火药可靠安全隔离，又由于内部密封盘厚度仅为0.2毫米，在点焊过程中容易发生变形，焊接时需要设置内部密封盘的找平压紧机构，存在激光焊枪与找平压紧机构互相干涉的问题。现有技术有对药筒顶部密封盖进行焊接的技术，该技术也是围绕着不让焊接时的焊点与装药的内腔产生重合，以防引爆炸药来设计方案的，该方案是通过设定焊接时的参照物来控制焊点的，如2016109960853的名称为“带药药筒筒体密封盘点焊找平自压紧工装及点焊方法”的专利申请，就是通过将密封盖与密封盖嵌入孔之间形成的间隙缝作为焊点的参照物，来控制焊点的位置，但这种控制方法没有克服人为疏忽的因素，还存在引爆炸药的隐患。由于激光焊枪在焊接时需要有一定的操作空间才能进行焊接工作，而药筒内下沉式带药药腔的待焊接密封盖的厚度仅为0.2毫米，在点焊过程中很容易发生变形，焊接时必须设置内部密封盖的找平压紧机构，才能进行沿整个圆周的依次点焊，药筒内下沉式带药药腔设置在筒内较深的位置，存在激光焊枪与找平压紧机构相互干涉的问题，此外，下沉式带药药腔密封盖是安装在筒内台阶上的一个下沉的密封盖台阶孔中的，为了起到找平压紧的作用，要求压紧机构的外圆基本与密封盖的直径相同，压紧机构块很重，在将其放在很薄的密封盖上时，容易造成已定位好的密封盖发生移位的现象，如何在压紧完成后，容易观察检测密封盖的定位情况，是点焊工作进行前的一个重要环节。

发明内容

本发明提供了一种药筒内下沉式带药药腔密封盖压紧点焊工装及其方法，解决了带药药筒密封盘点焊过程中现有的控制焊点方法不能克服人为疏忽因素和点焊前观察检测密封盖定位情况困难的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种药筒内下沉式带药药腔密封盖压紧点焊工装，包括药筒，在药筒中设置有下沉式带药药腔，在下沉式带药药腔的上端口上设置有密封盖安装台阶孔，在密封盖安装台阶孔中设置有密封盖，在密封盖与密封盖安装台阶孔的台阶立壁之间形成有环形间隙，在密封盖上压接有圆锥体形压紧块，在圆锥体形压紧块的锥底外圆上设置有裙边圆环，在圆锥体形压紧块的锥底面上设置有圆柱形凹槽，圆锥体形压紧块的锥底外圆上设置的裙边圆环是设置在密封盖安装台阶孔中的，在裙边圆环上沿裙边圆环外圆等间隔弧度地设置有16个激光焊接点焊凹槽形缺口，下沉式带药药腔的口径与圆锥体形压紧块的锥底外圆的直径相等，激光焊接点焊凹槽形缺口的凹槽槽底与锥底外圆之间的距离为1.5毫米，裙边圆环的外圆与密封盖安装台阶孔的台阶立壁之间距离为0.5毫米。

密封盖安装台阶孔的深度为0.5毫米，密封盖的厚度为0.2毫米，圆锥体形压紧块的锥底外圆上设置的裙边圆环的厚度为1.5毫米；激光焊接点焊凹槽形缺口是顶部为半圆形的门字形的缺口，该缺口的半圆形的圆心是焊点的中心点；在圆锥体形压紧块的锥形顶端设置有吊装螺纹孔。

一种药筒内下沉式带药药腔密封盖压紧点焊方法，包括以下步骤：

第一步、将药筒装卡在激光焊机工作台上；

第二步、将待焊接的密封盖放置在下沉式带药药腔的上端口上设置的密封盖安装台阶孔中；

第三步、取一根直径比密封盖安装台阶孔的口径小2毫米的钨渗铜合金基棒料，将其加工成圆锥体状，并在锥底处加工出厚度为1.5毫米的裙边圆环，在锥底面上加工出圆柱形凹槽，使圆柱形凹槽设置在裙边圆环内圆内，在加工完成的圆锥体形压紧块的锥形顶端加工一个吊装螺纹孔；

第四步、将待焊接的密封盖定位好后，在吊装螺纹孔中接入吊接螺栓，并通过吊接螺栓连接吊接机构，吊接机构将圆锥体形压紧块吊接装入密封盖安装台阶孔中，将密封盖压紧；

第五步、通过裙边圆环外圆等间隔弧度地设置的16个激光焊接点焊凹槽形缺口，观察密封盖与密封盖安装台阶孔的台阶立壁之间形成的环形间隙是否均匀，并通过塞尺进行间隙宽度测试，若不符合要求，则吊起圆锥体形压紧块，对密封盖的位置进行调整，直至圆锥体形压紧块放下后，环形间隙均匀；

第六步、操作激光焊机的焊枪，顺时针方向点焊16个激光焊接点焊通孔中的点焊点；

第七步、点焊完成后，将圆锥体形压紧块吊起。

本发明在带药药筒密封盖的点焊中从根本上避免了点焊中的焊点与药筒内腔的重合，克服了焊接中人为操作因素所引发的爆炸隐患；同时在满足激光点焊的条件下，克服了焊接过程中密封盖的变形及焊枪与压紧装置的干涉所带来的焊接困难，既满足了带药筒体泄漏率的要求，又保证了操作人员的安全，工装结构简单，工艺操作容易，成本低廉。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中B点处的局部放大图；

图3是本发明在俯视方向上的结构示意图；

图4是本发明的圆锥体形压紧块5的结构示意图；

图5是本发明的圆锥体形压紧块5上的裙边圆环8的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种药筒内下沉式带药药腔密封盖压紧点焊工装，包括药筒1，在药筒1中设置有下沉式带药药腔2，在下沉式带药药腔2中装填有黑火药，在下沉式带药药腔2的上端口上设置有密封盖安装台阶孔3，在密封盖安装台阶孔3中设置有密封盖4，密封盖4的厚度仅有0.2毫米，在密封盖4与密封盖安装台阶孔3的台阶立壁之间形成有环形间隙7，当环形间隙7为均匀的间隙时，密封盖4的定位才准确，若密封盖4的定位不准确，通过16个激光焊接点焊凹槽形缺口9可清楚地观察到，缺口比圆孔更容易观察封盖4的定位情况；在密封盖4上压接有圆锥体形压紧块5，圆锥体形压紧块5为钨渗铜合金材料，具有较大的重量，可将密封盖4找平并压紧，在圆锥体形压紧块5的锥底外圆10上设置有裙边圆环8，在圆锥体形压紧块5的锥底面上设置有圆柱形凹槽11，圆锥体形压紧块5的锥底外圆10上设置的裙边圆环8是设置在密封盖安装台阶孔3中的，在裙边圆环8上沿裙边圆环外圆等间隔弧度地设置有16个激光焊接点焊凹槽形缺口9，这些缺口是激光焊接枪将密封盖4与药筒1中设置的下沉式带药药腔2顶部焊接在一起的焊接操作孔，下沉式带药药腔2的口径与圆锥体形压紧块5的锥底外圆的直径相等，激光焊接点焊凹槽形缺口9的凹槽槽底与锥底外圆10之间的距离为1.5毫米，裙边圆环8的外圆与密封盖安装台阶孔3的台阶立壁之间距离为1毫米；当圆锥体形压紧块5准确定位后放置到密封盖安装台阶孔3中时，圆锥体形压紧块5的锥底外圆与下沉式带药药腔2的外圆轮廓完全重合，激光焊接点焊凹槽形缺口9的凹槽槽底与锥底外圆10之间的距离为1.5毫米，即为激光焊接点焊凹槽形缺口9的凹槽槽底与下沉式带药药腔2的外圆轮廓之间的距离为1.5毫米，激光焊枪在激光焊接点焊凹槽形缺口9中任何位置进行的焊接焊点均与下沉式带药药腔2之间的距离不小于1.5毫米。由于裙边圆环8的外圆与密封盖安装台阶孔3的台阶立壁之间距离为0.5毫米，在圆锥体形压紧块5放偏到极限位置时，激光焊枪在激光焊接点焊凹槽形缺口9中任何位置进行的焊接焊点均与下沉式带药药腔2之间的距离也不会小于0.5毫米，从而保证了通过激光焊接点焊凹槽形缺口9所进行的焊接绝不会发生焊点进入到下沉式带药药腔2中的现象的发生，从而杜绝了压块安装不到位时，所引发爆炸发生的隐患。在圆锥体形压紧块5的锥底面上设置有圆柱形凹槽11，其作用是使整个压紧块的重量都集中到裙边圆环8上，通过裙边圆环8将密封盖4找平并压紧，而裙边圆环8基本是设置在密封盖安装台阶孔3的环形台阶上的，达到了使密封盖4只在环形焊接部位处受压，更有利与激光焊接的找平和进行。

密封盖安装台阶孔3的深度为0.5毫米，密封盖4的厚度为0.2毫米，圆锥体形压紧块5的锥底外圆10上设置的裙边圆环8的厚度为1.5毫米，在将圆锥体形压紧块5吊装到密封盖安装台阶孔3中时，裙边圆环8的厚度大于密封盖安装台阶孔3的深度，使装入和吊出更容易操作，并且在操作中激光焊接点焊凹槽形缺口9的外侧棱角不会与台阶发生碰撞而受损；激光焊接点焊凹槽形缺口9是顶部为半圆形的门字形的缺口，该缺口的半圆形的圆心是焊点的中心点；在圆锥体形压紧块5的锥形顶端设置有吊装螺纹孔6。

一种药筒内下沉式带药药腔密封盖压紧点焊方法，包括以下步骤：

第一步、将药筒1装卡在激光焊机工作台上；

第二步、将待焊接的密封盖4放置在下沉式带药药腔2的上端口上设置的密封盖安装台阶孔3中；

第三步、取一根直径比密封盖安装台阶孔3的口径小2毫米的钨渗铜合金基棒料，将其加工成圆锥体状，并在锥底处加工出厚度为1.5毫米的裙边圆环8，在锥底面上加工出圆柱形凹槽11，使圆柱形凹槽11设置在裙边圆环8内圆内，在加工完成的圆锥体形压紧块5的锥形顶端加工一个吊装螺纹孔6；

第四步、将待焊接的密封盖4定位好后，在吊装螺纹孔6中接入吊接螺栓，并通过吊接螺栓连接吊接机构，吊接机构将圆锥体形压紧块5吊接装入密封盖安装台阶孔3中，将密封盖4压紧；

第五步、通过裙边圆环外圆等间隔弧度地设置的16个激光焊接点焊凹槽形缺口9，观察密封盖4与密封盖安装台阶孔3的台阶立壁之间形成的环形间隙7是否均匀，并通过塞尺进行间隙宽度测试，塞尺可通过激光焊接点焊凹槽形缺口9后对环形间隙7进行测试，若不符合要求，则吊起圆锥体形压紧块5，对密封盖4的位置进行调整，直至圆锥体形压紧块5放下后，环形间隙7均匀；

第六步、操作激光焊机的焊枪，顺时针方向点焊16个激光焊接点焊通孔6中的点焊点；

第七步、点焊完成后，将圆锥体形压紧块5吊起。

Claims (3)

1.一种药筒内下沉式带药药腔密封盖压紧点焊工装，包括药筒（1），在药筒（1）中设置有下沉式带药药腔（2），在下沉式带药药腔（2）的上端口上设置有密封盖安装台阶孔（3），在密封盖安装台阶孔（3）中设置有密封盖（4），其特征在于，在密封盖（4）与密封盖安装台阶孔（3）的台阶立壁之间形成有环形间隙（7），在密封盖（4）上压接有圆锥体形压紧块（5），在圆锥体形压紧块（5）的锥底外圆（10）上设置有裙边圆环（8），在圆锥体形压紧块（5）的锥底面上设置有圆柱形凹槽（11），圆锥体形压紧块（5）的锥底外圆（10）上设置的裙边圆环（8）是设置在密封盖安装台阶孔（3）中的，在裙边圆环（8）上沿裙边圆环外圆等间隔弧度地设置有16个激光焊接点焊凹槽形缺口（9），下沉式带药药腔（2）的口径与圆锥体形压紧块（5）的锥底外圆的直径相等，激光焊接点焊凹槽形缺口（9）的凹槽槽底与锥底外圆（10）之间的距离为1.5毫米，裙边圆环（8）的外圆与密封盖安装台阶孔（3）的台阶立壁之间距离为0.5毫米。

2.根据权利要求1所述的一种药筒内下沉式带药药腔密封盖压紧点焊工装，其特征在于，密封盖安装台阶孔（3）的深度为0.5毫米，密封盖（4）的厚度为0.2毫米，圆锥体形压紧块（5）的锥底外圆（10）上设置的裙边圆环（8）的厚度为1.5毫米；激光焊接点焊凹槽形缺口（9）是顶部为半圆形的门字形的缺口，该缺口的半圆形的圆心是焊点的中心点；在圆锥体形压紧块（5）的锥形顶端设置有吊装螺纹孔（6）。

3.一种药筒内下沉式带药药腔密封盖压紧点焊方法，包括以下步骤：

第一步、将药筒（1）装卡在激光焊机工作台上；

第二步、将待焊接的密封盖（4）放置在下沉式带药药腔（2）的上端口上设置的密封盖安装台阶孔（3）中；

第三步、取一根直径比密封盖安装台阶孔（3）的口径小2毫米的钨渗铜合金基棒料，将其加工成圆锥体状，并在锥底处加工出厚度为1.5毫米的裙边圆环（8），在锥底面上加工出圆柱形凹槽（11），使圆柱形凹槽（11）设置在裙边圆环（8）内圆内，在加工完成的圆锥体形压紧块（5）的锥形顶端加工一个吊装螺纹孔（6）；

第四步、将待焊接的密封盖（4）定位好后，在吊装螺纹孔（6）中接入吊接螺栓，并通过吊接螺栓连接吊接机构，吊接机构将圆锥体形压紧块（5）吊接装入密封盖安装台阶孔（3）中，将密封盖（4）压紧；

第五步、通过裙边圆环外圆等间隔弧度地设置的16个激光焊接点焊凹槽形缺口（9），观察密封盖（4）与密封盖安装台阶孔（3）的台阶立壁之间形成的环形间隙（7）是否均匀，并通过塞尺进行间隙宽度测试，若不符合要求，则吊起圆锥体形压紧块（5），对密封盖（4）的位置进行调整，直至圆锥体形压紧块（5）放下后，环形间隙（7）均匀；

第六步、操作激光焊机的焊枪，顺时针方向点焊16个激光焊接点焊通孔（6）中的点焊点；

第七步、点焊完成后，将圆锥体形压紧块（5）吊起。