CN109317819A - 用于将第一组件与第二组件焊接在一起的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于将第一组件与第二组件焊接在一起的方法，所述方法包括：控制第一组件和/或第二组件的移动以形成接合部，所述第一组件和所述第二组件界定第一侧和第二侧；使用填充体控制所述第一组件和所述第二组件在所述第二侧上的焊接以形成用以密封所述接合部的密封焊接部；控制真空腔室的设置以在容积内围封所述接合部；控制由所述真空腔室界定的所述容积的抽空；和控制所述接合部的功率束焊接，功率束从所述第一侧且通过抽空的容积提供。

Description

用于将第一组件与第二组件焊接在一起的方法和设备
技术领域
本公开涉及用于将第一组件与第二组件焊接在一起的方法和设备。
背景技术
焊接是用于通过在两个或多于两个物体之间的接合部处引起熔合而将两个或多于两个物体接合在一起的制造过程。焊接方法的实例包含：氧燃料焊接；保护式金属电弧焊接；钨极气体电弧焊接；气体保护金属极电弧焊接；药芯焊丝电弧焊接；埋弧焊接；电渣焊接；和电阻焊接。
电弧焊接通常用于制造压力容器，例如用于核电站的反应堆压力容器。压力容器通常包括用于使得流体能够流入和流出压力容器的多个喷嘴。通常围绕压力容器的孔口对喷嘴进行电弧焊接。然而，电弧焊接可能引起压力容器的应变和变形，从而可能缩减压力容器的工作寿命。
发明内容
根据第一方面，提供一种将第一组件与第二组件焊接在一起的方法，所述方法包括：控制第一组件和/或第二组件的移动以形成接合部，所述第一组件和所述第二组件界定第一侧和第二侧；使用填充体控制所述第一组件和所述第二组件在所述第二侧上的焊接以形成用以密封所述接合部的密封焊接部；控制真空腔室的设置以在容积内围封所述接合部；控制由所述真空腔室界定的所述容积的抽空；和控制所述接合部的功率束焊接，功率束从所述第一侧且通过抽空的容积来提供。
功率束焊接可部分地穿透第一组件和第二组件。功率束焊接可不穿透密封焊接部。
功率束焊接可部分地穿透密封焊接部。
填充体可与第一组件和第二组件分开。
填充体可与第一组件成一体和/或可与第二组件成一体。
第一组件可包含包括第一材料的第一层和包括第二材料的第二层。密封焊接部可形成于第二层上且可包括第二材料。
第一组件可在接合部处包括第三材料。第三材料可用于加强第一组件与第二组件之间的焊接。
第一组件和第二组件可在接合部处界定腔。所述方法可包括：在功率束焊接之后控制所述接合部的焊接以至少部分地填充所述腔。
第一组件可以是核电站的反应堆压力容器。第二组件可以是反应堆压力容器的喷嘴。
功率束焊接可以是匙孔焊接。
功率束焊接可以是激光焊接。
功率束焊接可以是电子束焊接。
根据第二方面，提供一种当由计算机读取时引起执行如在前述段落中所描述的方法的计算机程序。
根据第三方面，提供一种包括计算机可读指令的非暂时性计算机可读存储媒体，所述计算机可读指令在由计算机读取时引起执行如在前述段落中所描述的方法。
根据第四方面，提供一种用于将第一组件与第二组件焊接在一起的设备，所述设备包括控制器，其配置成：控制第一组件和/或第二组件的移动以形成接合部，所述第一组件和所述第二组件界定第一侧和第二侧；使用填充体控制所述第一组件和所述第二组件在所述第二侧上的焊接以形成用以密封所述接合部的密封焊接部；控制真空腔室的设置以在容积内围封所述接合部；控制由所述真空腔室界定的所述容积的抽空；和控制所述接合部的功率束焊接，功率束从所述第一侧且通过抽空的容积提供。
功率束焊接可部分地穿透第一组件和第二组件。功率束焊接可不穿透密封焊接部。
功率束焊接可部分地穿透密封焊接部。
填充体可与第一组件和第二组件分开。
填充体可与第一组件成一体和/或可与第二组件成一体。
第一组件可包含包括第一材料的第一层和包括第二材料的第二层。密封焊接部可形成于第二层上且可包括第二材料。
第一组件可在接合部处包括第三材料。第三材料可用于加强第一组件与第二组件之间的焊接。
第一组件和第二组件可在接合部处界定腔。控制器可配置成：在功率束焊接之后控制接合部的焊接以至少部分地填充腔。
第一组件可以是核电站的反应堆压力容器。第二组件可以是反应堆压力容器的喷嘴。
功率束焊接可以是匙孔焊接。
设备可进一步包括激光器。控制器可配置成控制激光器以执行功率束焊接。
设备可进一步包括电子束发射器。控制器可配置成控制电子束发射器以执行功率束焊接。
技术人员应了解，除其中相互排斥外，关于上述方面中的任一项描述的特征可已作必要的修正应用到任何其它方面。此外，除其中相互排斥外，本文中所描述的任何特征可应用到任何方面和/或与本文中所描述的任何其它特征组合。
附图说明
现将参考附图仅仅作为实例描述实施例，其中：
图1说明根据各种实例的用于将第一组件与第二组件焊接在一起的设备的示意图；
图2说明根据一实例的反应堆压力容器和喷嘴的透视图；
图3说明根据各种实例的用于将第一组件与第二组件焊接在一起的方法的流程图；
图4A、4B、4C和4D说明根据第一实例的被焊接在一起的反应堆压力容器和喷嘴的横截面侧视图；
图5说明根据各种实例的用于将反应堆压力容器与喷嘴焊接在一起的另一设备的侧视图；
图6说明根据第二实例的被焊接在一起的反应堆压力容器和喷嘴的横截面侧视图；
图7说明根据第三实例的被焊接在一起的反应堆压力容器和喷嘴的横截面侧视图；
图8说明根据第四实例的被焊接在一起的反应堆压力容器和喷嘴的横截面侧视图；且
图9说明根据第五实例的被焊接在一起的反应堆压力容器和喷嘴的横截面侧视图。
具体实施方式
在以下描述中，术语‘连接’和‘耦接’意指操作地连接和耦接。应了解，在提到的特征之间可存在任何数目的中间组件，包含没有中间组件。
图1说明根据各种实例的用于将第一组件12与第二组件14焊接在一起的设备10的示意图。设备10包含控制器16、致动器布置18、功率束焊接设备20、真空腔室22、泵24、焊接设备26和填充体27。图1还说明操作人员28。
在一些实例中，设备10可以是模块。如本文中所使用，措辞‘模块’是指其中在稍后的时间并且可能由另一个制造商或由最终用户包含一个或多个特征的装置或设备。在其中设备10是模块的一个实例中，设备10可仅包含控制器16，且剩余特征可由另一制造商或由最终用户添加。在其中设备10是模块的另一实例中，设备10可仅包含功率束焊接设备20、真空腔室22和泵24。
在一些实例中，设备10可不包含图1中所说明的特征中的一些。举例来说，设备10可不包含控制器16，和/或致动器布置18，和/或焊接设备26。
第一组件12和第二组件14可以是待焊接在一起的任何两个物体。举例来说，如图2中所说明，第一组件12可以是核电站的反应堆压力容器（RPV），且第二组件14可以是反应堆压力容器的喷嘴。反应堆压力容器12界定多个孔口13，所述多个孔口界定轴线131。喷嘴14还界定具有轴线151的孔口15。在其它实例中，第一组件12和第二组件14可以是蒸汽发生器、增压器、热交换器、阀门和管分支连接件的组件。
控制器16、致动器布置18、功率束焊接设备20、泵24和焊接设备26可通过无线链路彼此耦接，且因此可包括收发器电路和一个或多个天线。另外或替代地，控制器16、致动器布置18、功率束焊接设备20、泵24和焊接设备26可通过有线链路彼此耦接，且因此可包括接口电路（例如通用串行总线（USB）插座）。应了解，控制器16、致动器布置18、功率束焊接设备20、泵24和焊接设备26可通过连线链路与无线链路的任何组合彼此耦接。
控制器16可包括任何合适电路以引起执行本文中所描述并且如在图3中所说明的方法。控制器16可包括：控制电路；和/或处理器电路；和/或至少一个专用集成电路（ASIC）；和/或至少一个现场可编程门阵列（FPGA）；和/或单或多处理器结构；和/或时序/并行结构；和/或至少一个可编程逻辑控制器（PLC）；和/或至少一个微处理器；和/或至少一个微控制器；和/或中央处理单元（CPU）；和/或图形处理单元（GPU），以执行所述方法。
在各种实例中，控制器16可包括至少一个处理器30和至少一个存储器32。存储器32存储包括计算机可读指令的计算机程序34，当通过所述处理器30读取计算机可读指令时，引起执行本文中所描述并且如在图3中所说明的方法。计算机程序34可以是软件或固件，或可以是软件和固件的组合。
处理器30可包含至少一个微处理器且可包括单核处理器，可包括多个处理器核心（例如双核处理器或四核处理器），或可包括多个处理器（其中至少一个可包括多个处理器核心）。
存储器32可以是任何合适非暂时性计算机可读存储媒体、一个或多个数据存储装置，并且可包括硬盘驱动器（HDD）和/或固态驱动器（SSD）。存储器32可以是永久不可移动存储器，或可以是可移动存储器（例如通用串行总线（USB）快闪驱动器或安全数字卡）。存储器32可包含：在计算机程序的实际执行期间采用的本地存储器；大容量存储器；和超高速缓存存储器，其提供至少一些计算机可读或计算机可用程序代码的临时存储以减少在执行代码期间可从大容量存储器检索的代码次数。
计算机程序34可存储在非暂时性计算机可读存储媒体36上。计算机程序34可从非暂时性计算机可读存储媒体36传递到存储器32。非暂时性计算机可读存储媒体36可以是例如USB闪存驱动器、安全数字（SD）卡、光学光盘（如压缩光盘（CD）、数字多功能光盘（DVD）或蓝光光盘）。在一些实例中，计算机程序34可通过信号38（例如无线信号或有线信号）传递到存储器32。
输入/输出装置可直接或通过中间输入/输出控制器耦接到设备10。各种通信适配器还可耦接到控制器16以使得设备10变得能够通过中间专用或公共网络耦接到其它设备或远程打印机或存储装置。非限制性实例包含此类通信适配器的调制解调器和网络适配器。
致动器布置18可包括任何适合的致动器或用于移动第一组件12和/或第二组件14以形成接合部的致动器。举例来说，在第一组件12包含反应堆压力容器且第二组件14包含喷嘴的情况下，致动器布置18可包括用于将喷嘴14移动成与反应堆压力容器12邻接接触的一个或多个起重机。控制器16可配置成控制致动器布置18的操作以移动第一组件12和/或第二组件14，从而形成接合部。在一些实例中，致动器布置18还可布置成相对于第一组件12和第二组件14移动真空腔室22。
功率束焊接设备20布置成发射功率束以将第一组件12与第二组件14焊接在一起。功率束焊接设备20可包括用于发射激光束以将第一组件12与第二组件14焊接在一起的激光系统40。激光系统40可包含用于将所发射的激光束递送到第一组件12和第二组件14的激光器和光学元件。光学元件可包括光纤电缆、一个或多个透镜和一个或多个镜面。在一些实例中，镜面可迅速地移动以扫描横跨经过编程的光栅图案的反射射束。在其它实例中，激光系统40可不包括镜面。
功率束焊接设备20可另外或替代地包括用于发射电子束以将第一组件12与第二组件14焊接在一起的电子束焊接系统42。电子束焊接系统42可包含用于发射电子束的阴极、用于生成电场以使电子束加速的阳极和用于生成磁场以聚焦且偏转电子束的电磁铁布置。控制器16配置成控制功率束焊接设备20以将第一组件12与第二组件14焊接在一起。
在一些实例中，功率束焊接设备20可包括实现功率束焊接设备20的至少一部分相对于第一组件12和第二组件14的移动的机器人技术。举例来说，功率束焊接设备20可包括连续体机器人，且功率束可从连续体机器人的自由端发射。在这些实例中，控制器16配置成控制功率束焊接设备20的机器人技术以移动功率束焊接设备20的至少一部分。
真空腔室22可具有任何适合形状和尺寸以围封由第一组件12和第二组件14形成的接合部。在一些实例中，真空腔室22可包含对由激光系统40发射的激光束透明的窗口。另外或替代地，在功率束焊接设备20包含电子束焊接系统42的情况下，电子束焊接系统42可安装在真空腔室22的内部或可集成到真空腔室22的壁中，使得射束离开电子枪以进入在由真空腔室22维持的工件的前方的低压区。控制器16可配置成控制致动器布置18以移动真空腔室22以围封由第一组件12和第二组件14形成的接合部。
泵24布置成抽空由真空腔室22界定的容积。泵24可包括任何适合真空泵，且可包含例如旋转叶片泵、隔膜泵或动量传送泵。控制器16可配置成控制泵24以在由真空腔室22界定的容积中形成真空。
焊接设备26可包括任何适合焊接设备。举例来说，焊接设备26可包括下列中的一个或多个：氧燃料焊接设备；保护式金属电弧焊接设备；钨极气体电弧焊接设备；气体保护金属极电弧焊接设备；药芯焊丝电弧焊接设备。控制器16可配置成控制焊接设备26的操作以焊接第一组件12与第二组件14。在一些实例中，设备10可不包括焊接设备26且功率束焊接设备20可以是唯一的焊接设备。
在一些实例中，焊接设备26可包括实现焊接设备26的至少一部分相对于第一组件12和第二组件14的移动的机器人技术。在这些实例中，控制器16配置成控制焊接设备26的机器人技术以移动焊接设备26的至少一部分。
填充体27用于将第一组件12与第二组件14焊接在一起。在一些实例中，填充体27可以是与第一组件12和第二组件14分开的线、带或预型件。在其它实例中，填充体27可以是第一组件12和/或第二组件14的整体部分。填充体27可包括任何合适材料且可包括与第一组件12和/或第二组件14相同的材料。举例来说，填充体27可以是具有与母体材料类似的化学成分、碳当量水平和冶金清洁度的低碳铁磁体钢。替代地，密封焊接填充体27可以是用于包覆的组合物，以便提供抗腐蚀属性，例如奥氏体不锈钢。在此状况下，将控制相互穿透以限制此组合物混入第一组件12与第二组件14之间的接合部的焊接金属的化学成分中的深度的界限。
操作人员28可执行本文中所描述且如图3中所说明的方法中的一些或全部。举例来说，操作人员28可操作致动器布置18以将第一组件12和/或第二组件14移动成彼此接触。此外，在第一组件12和第二组件14可由人提起的情况下，操作人员28还可手动地移动第一组件12和/或第二组件14。作为另一实例，操作人员28可移动真空腔室22且操作泵24以抽空形成于真空腔室22、第一组件12和第二组件14之间的容积。作为另外的实例，操作人员28可操作功率束焊接设备20和/或焊接设备26以将第一组件12与第二组件14焊接在一起。
应了解，在一些实例中，本文中所描述且如图3中所说明的方法可以是全自动的（即，方法步骤可仅由控制器16执行）。在其它实例中，本文中所描述且如图3中所说明的方法可以是半自动的（即，方法步骤中的一些可由控制器16执行且其它方法步骤可由操作人员28执行）。在另外的实例中，本文中所描述且如图3中所说明的方法可手动地执行（即，方法步骤可仅由操作人员28执行）。在这些另外的实例中，设备10可不包括控制器16。
设备10的操作在以下段落中参考图3来描述。
在框44处，所述方法包含控制第一组件12和/或第二组件14的移动以形成接合部。举例来说，控制器16可控制致动器布置18以移动第一组件12和/或第二组件14以形成接合部。
图4A说明喷嘴14（图2中说明）移动成与反应堆压力容器12（也在图2中说明）接触的横截面侧视图。喷嘴14的轴线151移动成与反应堆压力容器12的孔口13中的一个的轴线131对准（使得轴线151与轴线131重合），且喷嘴14在箭头46的方向上移动成与反应堆压力容器12接触。
第一组件12和第二组件14界定第一侧和第二侧。在图4A中所说明的实例中，反应堆压力容器12和喷嘴14界定第一侧48和第二侧50。第一侧48是喷嘴14的孔口15和反应堆压力容器12的孔口13的内部。第二侧50是喷嘴14和反应堆压力容器12的外部。
在框52处，所述方法包含使用填充体27控制第一组件12与第二组件14的焊接以形成用以密封接合部的密封焊接部。举例来说，控制器16可使用填充体27控制功率束焊接设备20或焊接设备26以将第一组件12与第二组件14焊接在第二侧50上以形成用以密封接合部的密封焊接部。
图4B说明喷嘴14和反应堆压力容器12形成接合部54的横截面侧视图。密封焊接部56形成于接合部54处且围绕轴线131和151周向性延伸以阻止（或整体地阻挡）气体分子通过接合部54在第一侧48与第二侧50之间移动。形成接合部54的反应堆压力容器12和喷嘴14的表面在其间界定朝向第一侧48敞开的腔58。
在一些实例中，填充体27可在框52处的焊接期间以连续或脉冲方式（即，填充体27的焊接是间歇性的以提供‘空间’脉冲）在熔合区的前方定位焊接。举例来说，填充体27可被点焊且在轻微张力下逐渐缠绕接合部54，从而可最小化填充体27所需的间隙宽度且可有助于调节填充体27的位置。定位焊可通过围绕焊接池的膨胀和收缩且固化焊接金属限制可能在开始时存在或在焊接过程期间产生的任何间隙的界限。
在框60处，所述方法包含控制真空腔室22的设置以围封接合部。举例来说，控制器16可控制致动器布置18以将真空腔室22移动到围封接合部54的位置。图5中说明真空腔室22的实例，且所述实例在以下段落参考框64加以详细描述。
在框62处，所述方法包含控制对由真空腔室22界定的容积的抽空。举例来说，控制器16可控制泵24以在由真空腔室22界定的容积中形成真空或减小的大气压力。
在框64处，所述方法包含控制对形成于第一组件12与第二组件14之间的接合部54的功率束焊接。举例来说，控制器16可控制激光系统40和/或电子束焊接系统42以从第一侧48且通过抽空的容积焊接接合部54。
在一些实例中，功率束焊接是以极高束强度处理第一组件12和第二组件14的匙孔焊接。功率束从第一组件12和第二组件14产生液体和蒸汽。蒸汽部分地移位液体，从而导致产生蒸汽毛毛细管（其可被称作匙孔）。密封焊接部65密封由真空腔室22界定的容积，从而可有利地改进功率束焊接部66的质量。
图4C说明喷嘴14和反应堆压力容器12在接合部54处具有功率束焊接部66（其可以是匙孔焊接部）的横截面侧视图。功率束焊接部66延伸到反应堆压力容器12和喷嘴14的第二侧50（即，功率束焊接部66完全穿透反应堆压力容器12和喷嘴14），但不延伸到密封焊接部56中。在其它实例中，功率束焊接部66可仅部分地穿透反应堆压力容器12和/或喷嘴14且因此可不延伸到反应堆压力容器12和/或喷嘴14的第二侧50。在另外的实例中，功率束焊接部66可延伸到反应堆压力容器12和喷嘴14的第二侧50且部分地穿透密封焊接部56。
图5说明用于将反应堆压力容器12与喷嘴14焊接在一起的设备101的侧视图。设备101、反应堆压力容器12和喷嘴14类似于图1、2、4A、4B、4C和4D中所说明的设备10、反应堆压力容器12和喷嘴14，且在特征类似的情况下，使用相同参考数字。设备101包括激光系统40、真空腔室22和用于抽空真空腔室22的泵24。
激光系统40包含激光器68、光纤电缆70和可调节的光学系统71，所述可调节的光学系统包括镜面72、凸透镜74和凹透镜76。在操作中，激光器68将激光束78发射到光纤电缆70的第一端701中。激光束78行进通过光纤电缆70且在光纤电缆70的第二端702处发射。激光束78接着由镜面72反射且由凸透镜74和凹透镜76聚焦。凸透镜74和/或凹透镜76可相对于彼此移动（如由箭头80指示）以改变激光束78的焦距。在一些实例中，控制器16可配置成控制致动器以使凸透镜74和/或凹透镜76相对于彼此移动从而改变激光束78的焦距。
真空腔室22界定环形且具有大小设定成使得真空腔室22能够紧密地装配在喷嘴14的孔口15和反应堆压力容器12的孔口13内且与所述孔口15和所述孔口13接触的外部直径。真空腔室22包含包括对激光束78透明的材料（例如玻璃）的窗口82和用以保护窗口82不受来自功率束焊接部的蒸发材料影响的膜84。真空腔室22、反应堆压力容器12和喷嘴14界定可被泵24抽空的容积86。
应了解，设备101可用于根据图3中所说明的方法将其它组件焊接在一起。
此外，应了解，真空腔室22可具有不同结构且可定位于替代部位处。举例来说，真空腔室22可布置成在第二侧50（即，喷嘴14的外部表面）上安装在反应堆压力容器12和喷嘴14上。作为另一实例，真空腔室22可包括用于闭合和打开孔口13和15的端盖。可藉由应用真空腔室22的端盖且使用泵24抽空喷嘴14的内部而于喷嘴14的内部上形成真空。
设备101的有利之处在于光纤电缆70可使得能够对反应堆压力容器12和喷嘴14的内侧48执行激光束焊接。可调节的光学系统71有利地使得能够改变激光束78的焦距，而无需改变光纤电缆70的第二端702的定位。
返回到图3，在框88处，所述方法可包含控制接合部54的焊接以至少部分地填充第一组件12与第二组件14之间的腔58。举例来说，控制器16可控制激光系统40或电子束焊接系统42以焊接接合部54，从而至少部分地填充第一组件12与第二组件14之间的腔58。替代地，控制器16可控制焊接设备26以焊接接合部54，从而至少部分地填充第一组件12与第二组件14之间的腔58。
图4D说明喷嘴14和反应堆压力容器12根据第一实例已经焊接在一起的横截面侧视图。功率束焊接设备20或焊接设备26运用材料90通过焊接填充了腔58。
在框88之后，第一侧48和/或第二侧50可被机器加工以移除从接合部54处的表面突起的焊接材料。举例来说，第二侧50可被机器加工以从反应堆压力容器12和喷嘴14移除密封焊接部56。在热处理之后，第一组件12和第二组件14可被热处理。
图6说明反应堆压力容器12和喷嘴14根据第二实例焊接在一起的横截面侧视图。反应堆压力容器12和喷嘴14类似于图2、4A到4D和5中所说明的反应堆压力容器12和喷嘴14，且在特征类似的情况下，使用相同参考数字。
图6中所说明的反应堆压力容器12与图2、4A到4D和5中所说明的反应堆压力容器的不同之处在于反应堆压力容器12包含从反应堆压力容器12的第二侧50径向地向外延伸的凸缘92。凸缘92还从孔口13轴向地向外延伸，使得当反应堆压力容器12和喷嘴14移动成彼此接触时，凸缘92横跨喷嘴14的第二侧50延伸。
反应堆压力容器12的凸缘92包含整体填充体27，其可在框52处由功率束焊接设备20或另外的焊接设备26焊接以形成密封焊接部56。如图6中所说明，密封焊接部56与反应堆压力容器12与喷嘴14之间的接合部54轴向地偏移。
功率束焊接部66部分地穿透反应堆压力容器12的凸缘92且完全穿透喷嘴14。功率束焊接部66不穿透密封焊接部56，这是由于密封焊接部56与接合部54轴向地偏移。
图7说明根据第三实例的被焊接在一起的反应堆压力容器12和喷嘴14的横截面侧视图。反应堆压力容器12和喷嘴14类似于图2、4A到4D、5和6中所说明的反应堆压力容器12和喷嘴14，且在特征类似的情况下，使用相同参考数字。在此实例中，功率束焊接部66完全穿透反应堆压力容器12和喷嘴14，且部分地穿透密封焊接部56。
图8说明根据第四实例的被焊接在一起的反应堆压力容器12和喷嘴14的横截面侧视图。反应堆压力容器12和喷嘴14类似于图2、4A到4D和5到7中所说明的反应堆压力容器12和喷嘴14，且在特征类似的情况下，使用相同参考数字。
在此实例中，反应堆压力容器12包含第一层121和第二层122。第一层121包括第一材料且第二层122包括不同于第一材料的第二材料。在一些实例中，第二层122的第二材料可以是反应堆压力容器的包覆材料。第一层121的第一材料可以是低碳铁磁体压力容器钢，且第二层122的第二材料可以是不锈钢或镍基合金。
喷嘴14包含第一层141和第二层142。第一层141包括第一材料且第二层142包括不同于第一材料的第二材料。第一层141的第一材料可与第一层121的第一材料相同或不同。第二层142的第二材料可与第二层122的第二材料相同或不同。在一些实例中，第二层142的第二材料可以是反应堆压力容器的包覆材料。第一层141的第一材料可以是低碳铁磁体压力容器钢。第二层142的第二材料可以是不锈钢或镍基合金。
在此实例中，密封焊接部56设置于反应堆压力容器12和喷嘴14的第一侧48上（即，密封焊接部56设置于孔口13、15内）。密封焊接部56包括可与第二层122的第二材料相同和/或可与第二层142的第二材料相同的材料。因此，密封焊接部56可有利地包括反应堆压力容器的包覆材料。
在此实例中，真空腔室22已围绕反应堆压力容器12和喷嘴14的第二表面50定位，且接合部54已从第二侧50进行功率束焊接。类似地，接合部54已从第二侧焊接以在腔58中提供材料90。
图9说明根据第五实例的被焊接在一起的反应堆压力容器12和喷嘴14的横截面侧视图。反应堆压力容器12和喷嘴14类似于图2、4A到4D和5到8中所说明的反应堆压力容器12和喷嘴14，且在特征类似的情况下，使用相同参考数字。
在此实例中，密封焊接部56在第二侧50上被设置到接合部54。功率束焊接部66和材料90从第一侧48设置。额外焊接材料94由功率束焊接设备20或由另外的焊接设备26从第一侧48设置在材料90上。焊接材料94可以是反应堆压力容器的包覆材料。
反应堆压力容器12在与喷嘴14的接合部54处包括材料96以用于加强反应堆压力容器12与喷嘴14之间的焊接。材料96不同于第一层121的第一材料且不同于第二层122的第二材料。另外或替代地，喷嘴14可在与反应堆压力容器12的接合部54处包括材料96以用于加强反应堆压力容器12与喷嘴14之间的焊接。喷嘴14的材料96不同于第一层141的材料且不同于第二层142的第二材料。材料96可以是针对不同温度范围和或抗腐蚀性优化的钢。用于材料96的制造途径可不同。
本专利申请中所描述的设备10、101和方法可提供若干优点。第一，所述方法可比电弧焊接接合部54更快速地执行，因为功率束焊接设备20可比电弧焊接设备更快速地焊接。第二，所述方法相对于电弧焊接过程可有利地最小化反应堆压力容器12和喷嘴14中的应变和变形。第三，在功率束焊接设备20包含激光系统40的情况下，所述方法可有利地不产生X射线。此可有利地降低或消除对于铅屏蔽的需求且因此改进对第一组件与第二组件之间的接合部的可接近性。第四，在激光系统40包含光纤电缆（例如在图5中的设备101中）的情况下，光纤电缆可允许远程和内部接近组件。
应理解，本发明不限于上述实施例，并且可在不脱离本文中所描述的概念的情况下进行各种修改和改进。举例来说，不同实施例中的控制器16可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或含有硬件和软件元件两者的实施例的形式。
除其中相互排斥外，可分别或与任何其它特征组合采用任何特征，并且本公开延伸到并且包含本文中所描述的一个或多个特征的所有组合和子组合。

Claims (13)

1.一种用于将第一组件与第二组件焊接在一起的方法，所述方法包括：
控制第一组件和/或第二组件的移动以形成接合部，所述第一组件和所述第二组件界定第一侧和第二侧；
使用填充体控制所述第一组件和所述第二组件在所述第二侧上的焊接以形成用以密封所述接合部的密封焊接部；
控制真空腔室的设置以在容积内围封所述接合部；
控制由所述真空腔室界定的所述容积的抽空；和
控制所述接合部的功率束焊接，功率束从所述第一侧且通过抽空的容积提供。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述功率束焊接部分地穿透所述第一组件和所述第二组件，且不穿透所述密封焊接部。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述功率束焊接部分地穿透所述密封焊接部。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述填充体与所述第一组件成一体和/或与所述第二组件成一体。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组件包含包括第一材料的第一层和包括第二材料的第二层，所述密封焊接部形成于所述第二层上且包括所述第二材料。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组件在所述接合部处包括第三材料，所述第三材料用于加强所述第一组件与所述第二组件之间的焊接。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组件和所述第二组件在所述接合部处界定腔，所述方法包括：在功率束焊接之后控制所述接合部的焊接以至少部分地填充所述腔。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组件是核电站的反应堆压力容器，且所述第二组件是所述反应堆压力容器的喷嘴。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述功率束焊接是匙孔焊接。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述功率束焊接是激光焊接。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述功率束焊接是电子束焊接。
12.一种包括计算机可读指令的非暂时性计算机可读存储媒体，所述计算机可读指令在由计算机读取时引起执行根据权利要求1到11中任一项所述的方法。
13.一种用于将第一组件与第二组件焊接在一起的设备，所述设备包括配置成执行根据权利要求1到11中任一项所述的方法的控制器。
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