CN110170724A - 一种燃料组件焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃料组件焊接装置，属于焊接机械领域，包括焊机底座、钨极位置调节机构、棒料夹紧机构、棒料密封机构、焊室密封观察机构、图像采集机构和组合阀机构。本发明的焊枪与钨极采用分体设计，钨极更换步骤简单，且更换后的钨极对中调节易操作；燃料组件的密封夹紧可靠，上下料方便；焊室结构合理，便于清洁打扫，设有图像采集机构，可存储焊接过程中的照片或视频，透过观察窗可观察钨极对中情况和焊室内部，且在观察窗与摄像头之间设有遮光镜，可避免焊接时的强光对摄像头造成损伤；导向与定位机构独立装配，若发生连焊现象，只需拆下棒料定位块更换即可；焊接装置操作简单，各功能机构可以独立拆装，更换清洁方便，自动化程度高。

Description

一种燃料组件焊接装置

技术领域

本发明涉及一种燃料组件焊接装置，属于焊接机械领域，具体地说是一种采用钨极惰性气体保护焊原理，用于核电燃料组件上端塞堵孔焊接的装置。

背景技术

TIG焊，全称为钨极惰性气体保护焊，是一种以非熔化钨电极进行焊接的电弧焊接法。焊接时，焊室内充以适当压力的氦气来平衡燃料棒包壳管的内外压力，同时焊枪也放置在充满惰性气体的环境中，借助氦气形成气体保护层，避免大气污染。电路释放的高频高压信号，通过焊枪传导至钨极尖端，短时间内在钨极和工件之间击穿惰性气体。然后通过高度离子化的气体，产生燃烧电弧，并在较低的电压下用电弧加热和熔化工件，最终端塞孔自熔形成高质量的密封焊点。

现有的焊接装置在工作时存在以下问题：第一，钨极在焊接完一定数量的燃料棒后需要更换，现有的钨极更换步骤繁琐，且更换后的钨极位置不易调节；第二，焊室在充入氦气前后保真空、耐高压效果不理想，容易出现棒料夹不紧的现象；第三，焊室结构不便清洁打扫，焊接过程不便观察，并且没有图像采集机构；第四，燃料棒在焊接过程中，可能与导向装置焊在一起，导致无法下料；第五，现有的焊接装置操作繁琐，各机构不可独立拆卸，自动化程度不高。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种燃料组件焊接装置，有效解决焊接过程中遇到的问题，实现燃料组件上端塞自动化堵孔焊接，提高生产效率，改善产品质量。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种燃料组件焊接装置，包括焊机底座、钨极位置调节机构、棒料夹紧机构、棒料密封机构、焊室密封观察机构、图像采集机构和组合阀机构，其中，组合阀机构是由焊室底座、抽真空机构、真空度检测机构、排废气机构和充氦气机构组成的；所述的焊机底座为回字形状底座，焊室底座固定安装在焊机底座左上端面，棒料夹紧机构固定安装在焊机底座右上端面；所述的焊室密封固定在焊室底座上端面；所述的钨极位置调节机构密封固定在焊室的左端面；所述的棒料密封机构密封固定在焊室的右端面。

所述的钨极位置调节机构包括钨极、钨极锁紧螺母、焊枪安装盘、第一调节螺母、第一调节钢片、焊枪密封圈、顶紧销、安装盘锁紧螺母、塑料套筒、焊枪、第一焊枪锁紧螺母、铜挂钩、第二焊枪锁紧螺母、焊枪导向钢套、顶紧垫板、绝缘安装套、第一弧形弹簧片、第二弧形弹簧片、第二调节钢片以及第二调节螺母；所述的焊枪通过外螺纹安装在焊枪导向钢套内，所述的焊枪密封圈套在焊枪的柱面凹槽内，使焊枪和焊枪导向钢套密封连接，所述的焊枪导向钢套通过螺钉安装在绝缘安装套内部；所述的第一调节螺母通过外螺纹安装在焊枪安装盘内；所述的第一调节钢片通过第一调节螺母压紧在绝缘安装套外表面上；所述的第一弧形弹簧片卡在焊枪安装盘和绝缘安装套的表面之间；所述的第二调节螺母通过外螺纹安装在焊枪安装盘内；所述的第二调节钢片通过第二调节螺母压紧在绝缘安装套的外表面上；所述的第二弧形弹簧片卡在焊枪安装盘和绝缘安装套的表面之间；所述的焊枪安装盘的轴间端面和焊室螺栓连接；所述的安装盘锁紧螺母通过内螺纹安装在焊枪安装盘上；所述的顶紧销穿过焊枪安装盘方形端面上均布的通孔，被压紧于安装盘锁紧螺母和顶紧垫板之间；所述的顶紧垫板套在绝缘安装套的方形端面上，被压紧于顶紧销和绝缘安装套之间；所述的钨极锁紧螺母与焊枪螺纹连接，通过旋紧钨极锁紧螺母，可使钨极紧固在焊枪的安装孔中；所述的第一焊枪锁紧螺母和第二焊枪锁紧螺母分别与焊枪螺纹连接；所述的铜挂钩挂在第一焊枪锁紧螺母和第二焊枪锁紧螺母之间；所述的塑料套筒间隙配合在绝缘安装套的圆柱面上。

所述的棒料夹紧机构包括下夹紧气缸、夹紧气缸支架、下工件夹头、定位块、上工件夹头以及上夹紧气缸；所述的夹紧气缸支架和焊机底座固定连接；所述的上夹紧气缸和夹紧气缸支架螺钉连接，所述的上工件夹头固定在上夹紧气缸的活塞导杆上；所述的下夹紧气缸和夹紧气缸支架螺钉连接，所述的下工件夹头固定在下夹紧气缸的活塞导杆上；所述的定位块和夹紧气缸支架固定连接，定位块位于下夹紧气缸和上夹紧气缸的活塞行程之间。

所述的棒料密封机构包括密封气缸连板、密封导向管、棒料密封圈、棒料导向盘、棒料定位块、上端塞、第一密封气缸以及第二密封气缸；所述的棒料导向盘的轴间端面和焊室通过螺栓连接，棒料导向盘压紧在焊室右侧端面的密封圈上；所述的棒料定位块通过螺栓固定在棒料导向盘的圆柱凹坑里；所述的上端塞和棒料定位块通过锥面定位；所述的第一密封气缸和第二密封气缸与棒料导向盘固定连接；所述的第一密封气缸和第二密封气缸的活塞连杆分别与密封气缸连板固定连接；所述的密封导向管和密封气缸连板螺纹连接；所述的棒料密封圈位于棒料导向盘的右端沉头孔和密封导向管的左端面之间。

所述的焊室密封观察机构包括焊室、第一观察窗锁紧螺母、第一观察窗玻璃、第二观察窗玻璃、第二观察窗锁紧螺母、第三观察窗玻璃、第三观察窗锁紧螺母、第一密封端塞、氦压表连接阀、第二密封端塞、第三密封端塞以及氦压表；所述的第一观察窗锁紧螺母和焊室螺纹连接，拧紧第一观察窗锁紧螺母，使第一观察窗锁紧螺母环形凹槽内的密封圈压紧在第一观察窗玻璃上端面，使第一观察窗玻璃下端面压紧焊室环形凹槽内的密封圈，实现第一观察窗密封；所述的第二观察窗锁紧螺母和焊室螺纹连接，拧紧第二观察窗锁紧螺母，使第二观察窗锁紧螺母环形凹槽内的密封圈压紧在第二观察窗玻璃上端面，使第二观察窗玻璃下端面压紧焊室环形凹槽内的密封圈，实现第二观察窗密封；所述的第三观察窗锁紧螺母和焊室螺纹连接，拧紧第三观察窗锁紧螺母，使第三观察窗锁紧螺母环形凹槽内的密封圈压紧在第三观察窗玻璃上端面，使第三观察窗玻璃下端面压紧焊室环形凹槽内的密封圈，实现第三观察窗密封；所述的第一密封端塞和氦压表连接阀螺纹密封连接；所述的氦压表连接阀和焊室底座螺栓密封连接；所述的第二密封端塞和氦压表连接阀螺纹密封连接；所述的第三密封端塞和焊室底座螺纹密封连接；所述的氦压表和氦压表连接阀螺纹密封连接。

所述的图像采集机构包括第一相机、第一光源、第一相机支架、第二相机支架、第二相机、第二光源、第二遮光镜片、第二旋转气缸、第二遮光镜架、旋转气缸支架、第一旋转气缸、第一遮光镜架以及第一遮光镜片；所述的第一相机支架和焊室固定连接，第一相机和第一相机支架螺钉连接，第一光源和第一相机固定连接，第一相机和第一光源位于第一观察窗锁紧螺母和第一观察窗玻璃的同轴正上方；所述的第二相机支架和焊室固定连接，第二相机和第二相机支架螺钉连接，第二光源和第二相机固定连接，第二相机和第二光源位于第二观察窗玻璃和第二观察窗锁紧螺母的同轴正右方；所述的旋转气缸支架和焊室固定连接，第二旋转气缸和第一旋转气缸分别与旋转气缸支架固定连接，第二遮光镜架和第二旋转气缸的转轴紧固连接，第一遮光镜架和第一旋转气缸的转轴紧固连接，第一遮光镜片通过螺钉被压紧在第一遮光镜架的中空凹面内，第二遮光镜片通过螺钉被压紧在第一遮光镜架的中空凹面内。

所述的抽真空机构包括真空阀连接管、抽真空阀、抽真空气缸、第一双面连接筒、第一橡胶密封垫以及第一金属固定环；所述的抽真空阀和焊室底座密封固定连接；所述的抽真空气缸和抽真空阀密封固定连接；所述的真空阀连接管和抽真空阀密封螺纹连接；所述的第一橡胶密封垫夹在第一双面连接筒和第一金属固定环之间，三者固定连接；所述的第一双面连接筒和抽真空气缸的活塞导杆螺纹连接。

所述的真空度检测机构包括真空计阀、真空计气缸、第二双面连接筒、第二橡胶密封垫、第二金属固定环、真空计连接管以及真空计；所述的真空计阀和焊室底座密封固定连接；所述的真空计气缸和真空计阀密封固定连接；所述的真空计连接管和抽真空阀密封螺纹连接；所述的真空计和真空计连接管密封螺纹连接；所述的第二橡胶密封垫夹在第二双面连接筒和第二金属固定环之间，三者固定连接；所述的第二双面连接筒和真空计气缸的活塞导杆螺纹连接。

所述的排废气机构包括排废气缸、排废气阀、第三双面连接筒、第三橡胶密封垫、第三金属固定环以及排废气连接管；所述的排废气阀和焊室底座密封固定连接；所述的排废气缸和排废气阀密封固定连接；所述的排废气连接管和排废气阀密封螺纹连接；所述的第三橡胶密封垫夹在第三双面连接筒和第三金属固定环之间，三者固定连接；所述的第三双面连接筒和排废气缸的活塞导杆螺纹连接。

所述的充氦气机构包括充氦气缸、充氦气阀、第四双面连接筒、第四橡胶密封垫、第四金属固定环以及氦气连接管；所述的充氦气阀和焊室底座密封固定连接；所述的充氦气缸和充氦气阀密封固定连接；所述的氦气连接管和充氦气阀密封螺纹连接；所述的第四橡胶密封垫夹在第四双面连接筒和第四金属固定环之间，三者固定连接；所述的第四双面连接筒和充氦气缸的活塞导杆螺纹连接。

本发明与现有技术相比较，具有显而易见的实质性优点：

本发明的焊枪与钨极采用分体设计，钨极更换步骤简单，且更换后的钨极对中调节易操作；燃料组件的密封夹紧可靠，上下料方便；焊室结构合理，便于清洁打扫，设有图像采集机构，可存储焊接过程中的照片或视频，透过观察窗可观察钨极对中情况和焊室内部，且在观察窗与摄像头之间设有遮光镜，可避免焊接时的强光对摄像头造成损伤；导向与定位机构独立装配，若发生连焊现象，只需拆下棒料定位块更换即可；焊接装置操作简单，各功能机构可以独立拆装，更换清洁方便，自动化程度高。

附图说明

图1为本发明的等轴测示意图；

图2为本发明的主视剖面图；

图3为本发明的钨极位置调节机构主视剖面图；

图4为本发明的右视剖面图；

图5为本发明的组合阀机构上视剖面图；

图6为本发明的抽真空机构主视剖面图；

图7为本发明的上视结构图；

图8为本发明的钨极位置调节机构左视剖面图。

其中，1、焊室，2、焊室底座，3、焊机底座，4、真空阀连接管，5、钨极，6、钨极锁紧螺母，7、焊枪安装盘，8、第一调节螺母，9、第一调节钢片，10、焊枪密封圈，11、顶紧销，12、安装盘锁紧螺母，13、塑料套筒，14、焊枪，15、第一焊枪锁紧螺母，16、铜挂钩，17、第二焊枪锁紧螺母，18、焊枪导向钢套，19、顶紧垫板，20、绝缘安装套，21、第一弧形弹簧片，22、下夹紧气缸，23、夹紧气缸支架，24、下工件夹头，25、定位块，26、上工件夹头，27、上夹紧气缸，28、密封气缸连板，29、密封导向管，30、棒料密封圈，31、棒料导向盘，32、棒料定位块，33、上端塞，34、第一相机，35、第一光源，36、第一相机支架，37、第一观察窗锁紧螺母，38、第一观察窗玻璃，39、第二观察窗玻璃，40、第二观察窗锁紧螺母，41、第三观察窗玻璃，42、第三观察窗锁紧螺母，43、第二相机支架，44、第二相机，45、第二光源，46、第二遮光镜片，47、第二旋转气缸，48、第二遮光镜架，49、旋转气缸支架，50、第一旋转气缸，51、第一遮光镜架，52、第一遮光镜片，53、第一密封端塞，54、氦压表连接阀，55、第二密封端塞，56、充氦气缸，57、充氦气阀，58、第四双面连接筒，59、第四橡胶密封垫，60、第四金属固定环，61、排废气缸，62排废气阀，63、第三双面连接筒，64、第三橡胶密封垫，65、第三金属固定环，66、第三密封端塞，67、抽真空阀，68、抽真空气缸，69、第一双面连接筒，70、第一橡胶密封垫，71、第一金属固定环，72、真空计阀，73、真空计气缸，74、第二双面连接筒，75、第二橡胶密封垫，76、第二金属固定环，77、真空计连接管，78、氦压表，79、第一密封气缸，80、第二密封气缸，81、真空计，82、第二弧形弹簧片，83、第二调节钢片，84、第二调节螺母，85、氦气连接管，86排废气连接管。

具体实施方式

本发明的实施方案结合附图详述如下：

如图1至图8所示，一种燃料组件焊接装置，包括焊机底座3、钨极位置调节机构、棒料夹紧机构、棒料密封机构、焊室密封观察机构、图像采集机构和组合阀机构，其中，组合阀机构是由焊室底座2、抽真空机构、真空度检测机构、排废气机构和充氦气机构组成的；所述的焊机底座3为回字形状底座，焊室底座2固定安装在焊机底座3左上端面，棒料夹紧机构固定安装在焊机底座3右上端面；所述的焊室1密封固定在焊室底座2上端面；所述的钨极位置调节机构密封固定在焊室1的左端面；所述的棒料密封机构密封固定在焊室1的右端面。

如图1至图8所示，所述的钨极位置调节机构包括钨极5、钨极锁紧螺母6、焊枪安装盘7、第一调节螺母8、第一调节钢片9、焊枪密封圈10、顶紧销11、安装盘锁紧螺母12、塑料套筒13、焊枪14、第一焊枪锁紧螺母15、铜挂钩16、第二焊枪锁紧螺母17、焊枪导向钢套18、顶紧垫板19、绝缘安装套20、第一弧形弹簧片21、第二弧形弹簧片82、第二调节钢片83以及第二调节螺母84；所述的焊枪14通过外螺纹安装在焊枪导向钢套18内，所述的焊枪密封圈10套在焊枪14的柱面凹槽内，使焊枪14和焊枪导向钢套18密封连接，所述的焊枪导向钢套18通过螺钉安装在绝缘安装套20内部；所述的第一调节螺母8通过外螺纹安装在焊枪安装盘7内；所述的第一调节钢片9通过第一调节螺母8压紧在绝缘安装套20外表面上；所述的第一弧形弹簧片21卡在焊枪安装盘7和绝缘安装套20的表面之间；所述的第二调节螺母84通过外螺纹安装在焊枪安装盘7内；所述的第二调节钢片83通过第二调节螺母84压紧在绝缘安装套20的外表面上；所述的第二弧形弹簧片82卡在焊枪安装盘7和绝缘安装套20的表面之间；所述的焊枪安装盘7的轴间端面和焊室1螺栓连接；所述的安装盘锁紧螺母12通过内螺纹安装在焊枪安装盘7上；所述的顶紧销11穿过焊枪安装盘7方形端面上均布的通孔，被压紧于安装盘锁紧螺母12和顶紧垫板19之间；所述的顶紧垫板19套在绝缘安装套20的方形端面上，被压紧于顶紧销11和绝缘安装套20之间；所述的钨极锁紧螺母6与焊枪14螺纹连接，通过旋紧钨极锁紧螺母6，可使钨极5紧固在焊枪14的安装孔中；所述的第一焊枪锁紧螺母15和第二焊枪锁紧螺母17分别与焊枪14螺纹连接；所述的铜挂钩16挂在第一焊枪锁紧螺母15和第二焊枪锁紧螺母17之间；所述的塑料套筒13间隙配合在绝缘安装套20的圆柱面上。

如图1至图8所示，所述的棒料夹紧机构包括下夹紧气缸22、夹紧气缸支架23、下工件夹头24、定位块25、上工件夹头26以及上夹紧气缸27；所述的夹紧气缸支架23和焊机底座3固定连接；所述的上夹紧气缸27和夹紧气缸支架23螺钉连接，所述的上工件夹头26固定在上夹紧气缸27的活塞导杆上；所述的下夹紧气缸22和夹紧气缸支架23螺钉连接，所述的下工件夹头24固定在下夹紧气缸22的活塞导杆上；所述的定位块25和夹紧气缸支架23固定连接，定位块25位于下夹紧气缸22和上夹紧气缸27的活塞行程之间。

如图1至图8所示，所述的棒料密封机构包括密封气缸连板28、密封导向管29、棒料密封圈30、棒料导向盘31、棒料定位块32、上端塞33、第一密封气缸79以及第二密封气缸80；所述的棒料导向盘31的轴间端面和焊室1通过螺栓连接，棒料导向盘31压紧在焊室1右侧端面的密封圈上；所述的棒料定位块32通过螺栓固定在棒料导向盘31的圆柱凹坑里；所述的上端塞33和棒料定位块32通过锥面定位；所述的第一密封气缸79和第二密封气缸80与棒料导向盘31固定连接；所述的第一密封气缸79和第二密封气缸80的活塞连杆分别与密封气缸连板28固定连接；所述的密封导向管29和密封气缸连板28螺纹连接；所述的棒料密封圈30位于棒料导向盘31的右端沉头孔和密封导向管29的左端面之间。

如图1至图8所示，所述的焊室密封观察机构包括焊室1、第一观察窗锁紧螺母37、第一观察窗玻璃38、第二观察窗玻璃39、第二观察窗锁紧螺母40、第三观察窗玻璃41、第三观察窗锁紧螺母42、第一密封端塞53、氦压表连接阀54、第二密封端塞55、第三密封端塞66以及氦压表78；所述的第一观察窗锁紧螺母37和焊室1螺纹连接，拧紧第一观察窗锁紧螺母37，使第一观察窗锁紧螺母37环形凹槽内的密封圈压紧在第一观察窗玻璃38上端面，使第一观察窗玻璃38下端面压紧焊室1环形凹槽内的密封圈，实现第一观察窗密封；所述的第二观察窗锁紧螺母40和焊室1螺纹连接，拧紧第二观察窗锁紧螺母40，使第二观察窗锁紧螺母40环形凹槽内的密封圈压紧在第二观察窗玻璃39上端面，使第二观察窗玻璃39下端面压紧焊室1环形凹槽内的密封圈，实现第二观察窗密封；所述的第三观察窗锁紧螺母42和焊室1螺纹连接，拧紧第三观察窗锁紧螺母42，使第三观察窗锁紧螺母42环形凹槽内的密封圈压紧在第三观察窗玻璃41上端面，使第三观察窗玻璃41下端面压紧焊室1环形凹槽内的密封圈，实现第三观察窗密封；所述的第一密封端塞53和氦压表连接阀54螺纹密封连接；所述的氦压表连接阀54和焊室底座2螺栓密封连接；所述的第二密封端塞55和氦压表连接阀54螺纹密封连接；所述的第三密封端塞66和焊室底座2螺纹密封连接；所述的氦压表78和氦压表连接阀54螺纹密封连接。

如图1至图8所示，所述的图像采集机构包括第一相机34、第一光源35、第一相机支架36、第二相机支架43、第二相机44、第二光源45、第二遮光镜片46、第二旋转气缸47、第二遮光镜架48、旋转气缸支架49、第一旋转气缸50、第一遮光镜架51以及第一遮光镜片52；所述的第一相机支架36和焊室1固定连接，第一相机34和第一相机支架36螺钉连接，第一光源35和第一相机34固定连接，第一相机34和第一光源35位于第一观察窗锁紧螺母37和第一观察窗玻璃38的同轴正上方；所述的第二相机支架43和焊室1固定连接，第二相机44和第二相机支架43螺钉连接，第二光源45和第二相机44固定连接，第二相机44和第二光源45位于第二观察窗玻璃39和第二观察窗锁紧螺母40的同轴正右方；所述的旋转气缸支架49和焊室1固定连接，第二旋转气缸47和第一旋转气缸50分别与旋转气缸支架49固定连接，第二遮光镜架48和第二旋转气缸47的转轴紧固连接，第一遮光镜架51和第一旋转气缸50的转轴紧固连接，第一遮光镜片52通过螺钉被压紧在第一遮光镜架51的中空凹面内，第二遮光镜片46通过螺钉被压紧在第一遮光镜架51的中空凹面内。

如图1至图8所示，所述的抽真空机构包括真空阀连接管4、抽真空阀67、抽真空气缸68、第一双面连接筒69、第一橡胶密封垫70以及第一金属固定环71；所述的抽真空阀67和焊室底座2密封固定连接；所述的抽真空气缸68和抽真空阀67密封固定连接；所述的真空阀连接管4和抽真空阀67密封螺纹连接；所述的第一橡胶密封垫70夹在第一双面连接筒69和第一金属固定环71之间，三者固定连接；所述的第一双面连接筒69和抽真空气缸68的活塞导杆螺纹连接。

如图1至图8所示，所述的真空度检测机构包括真空计阀72、真空计气缸73、第二双面连接筒74、第二橡胶密封垫75、第二金属固定环76、真空计连接管77以及真空计81；所述的真空计阀72和焊室底座2密封固定连接；所述的真空计气缸73和真空计阀72密封固定连接；所述的真空计连接管77和抽真空阀67密封螺纹连接；所述的真空计81和真空计连接管77密封螺纹连接；所述的第二橡胶密封垫75夹在第二双面连接筒74和第二金属固定环76之间，三者固定连接；所述的第二双面连接筒74和真空计气缸73的活塞导杆螺纹连接。

如图1至图8所示，所述的排废气机构包括排废气缸61、排废气阀62、第三双面连接筒63、第三橡胶密封垫64、第三金属固定环65以及排废气连接管86；所述的排废气阀62和焊室底座2密封固定连接；所述的排废气缸61和排废气阀62密封固定连接；所述的排废气连接管86和排废气阀62密封螺纹连接；所述的第三橡胶密封垫64夹在第三双面连接筒63和第三金属固定环65之间，三者固定连接；所述的第三双面连接筒63和排废气缸61的活塞导杆螺纹连接。

如图1至图8所示，所述的充氦气机构包括充氦气缸56、充氦气阀57、第四双面连接筒58、第四橡胶密封垫59、第四金属固定环60以及氦气连接管85；所述的充氦气阀57和焊室底座2密封固定连接；所述的充氦气缸56和充氦气阀57密封固定连接；所述的氦气连接管85和充氦气阀57密封螺纹连接；所述的第四橡胶密封垫59夹在第四双面连接筒58和第四金属固定环60之间，三者固定连接；所述的第四双面连接筒58和充氦气缸56的活塞导杆螺纹连接。

本发明的工作原理如下：

工艺流程：开始→程序自检→工件由手工或机械手送进焊室→密封气缸密封工件→夹紧气缸夹紧工件→打开抽真空阀、真空计阀→开始抽真空，测量真空值（此阶段可暂停程序，进行钨极位置调节）→真空值达到标准→关闭抽真空阀、真空计阀→打开充氦气阀→开始充氦气，测量氦气压力值→氦气压力值达到标准→关闭充氦气阀→焊前拍照→焊接→冷却→焊后拍照→打开排废气阀→排废气→关闭排废气阀→密封气缸松开工件→夹紧气缸松开工件→工件由手工或机械手从焊室取出→完成。

为完成整个工艺流程，下面分述各个机构动作的执行方式：

首先，棒料密封机构可将棒料进行密封与放松，棒料密封时，第一密封气缸79和第二密封气缸80的活塞连杆同时且同向收回气缸，可使密封气缸连板28带动密封导向管29在棒料导向盘31的右端沉头孔内压紧棒料密封圈30，使棒料密封圈30紧缩在棒料和棒料导向盘31孔内，从而实现棒料密封，放松动作则气缸运动反之。

其次，棒料夹紧机构可将棒料进行夹紧与放松，棒料夹紧时，首先上夹紧气缸27的活塞导杆带动上工件夹头26向下运动，碰到定位块25停止，然后下夹紧气缸22的活塞导杆带动下工件夹头24向上运动，棒料夹紧后气缸停止动作，保持夹紧状态，放松动作则气缸的先后运动反之。

然后，钨极位置调节机构可进行钨极与棒料的对中调节，进行调节时，通过旋转焊枪14可以使焊枪14在焊枪导向钢套18内左右移动，从而实现钨极5左右移动，也可以将焊枪14从焊枪导向钢套18内完全旋出，待更换钨极5之后再旋入调节；旋动第二焊枪锁紧螺母17，可使第二焊枪锁紧螺母17压紧在绝缘安装套20的端面上，再旋动第一焊枪锁紧螺母15，可使铜挂钩16压紧在第二焊枪锁紧螺母17的端面上；通过调节第一调节螺母8可使绝缘安装套20上下运动，从而实现钨极5上下运动；通过调节第二调节螺母84可使绝缘安装套20前后运动，从而实现钨极5前后运动；等待钨极5的位置都调节合适后，旋紧安装盘锁紧螺母12，可使安装盘锁紧螺母12压紧顶紧销11，继而使顶紧销11压紧顶紧垫板19，然后使顶紧垫板19压紧绝缘安装套20，最后绝缘安装套20压紧在焊室1的左端面密封圈上，实现钨极位置的固定和机构的密封。

最后，组合阀机构可对焊室进行抽真空、充氦气和排废气等操作，抽真空气缸68的活塞连杆收回气缸，使第一橡胶密封垫70和焊室底座2的侧端面留有间隙，焊室1等连通体的空气从真空阀连接管4抽出；真空计气缸73的活塞连杆收回气缸，使第二橡胶密封垫75和焊室底座2的侧端面留有间隙，此时真空计81、真空计连接管77、真空计阀72、焊室底座2、氦压表连接阀54、焊室1、抽真空阀67和真空阀连接管4连通，待真空计81检测真空值达到标准后，抽真空气缸68的活塞连杆伸出气缸，使第一橡胶密封垫70压紧在焊室底座2的侧端面，同时真空计气缸73的活塞连杆伸出气缸，使第二橡胶密封垫75压紧在焊室底座2的侧端面；等待抽真空阀67和真空计阀72密封到位后，充氦气缸56的活塞连杆收回气缸，使第四橡胶密封垫59和焊室底座2的侧端面留有间隙，此时高压氦气从氦气连接管85进入充氦气阀57，然后充满焊室底座2、氦压表连接阀54和焊室1，待氦压表78检测氦气压力值达到标准后，充氦气缸56的活塞连杆伸出气缸，使第四橡胶密封垫59压紧在焊室底座2的侧端面；焊前拍照、焊接、冷却、焊后拍照；拍照结束后，排废气缸61的活塞连杆收回气缸，使第三橡胶密封垫64和焊室底座2的侧端面留有间隙，高压废气经排废气阀62从排废气连接管86排出，废气排出后排废气缸61的活塞连杆伸出气缸，使第三橡胶密封垫64压紧在焊室底座2的侧端面。

其中，图像采集机构可对焊接前后进行图像采集，进行图像采集时，为避免焊接时的强光损坏摄像头，第二旋转气缸47和第一旋转气缸50同时旋转一个直角，第二旋转气缸47带动第二遮光镜架48转动，使第二遮光镜片46遮挡在第二相机44和第二观察窗锁紧螺母40之间，第一旋转气缸50带动第一遮光镜架51转动，使第一遮光镜片52遮挡在第一相机34和第一观察窗锁紧螺母37之间，拍照完成后，反向转动。

Claims (10)

1.一种燃料组件焊接装置，其特征在于：包括焊机底座（3）、钨极位置调节机构、棒料夹紧机构、棒料密封机构、焊室密封观察机构、图像采集机构和组合阀机构，其中，组合阀机构是由焊室底座（2）、抽真空机构、真空度检测机构、排废气机构和充氦气机构组成的；所述的焊机底座（3）为回字形状底座，焊室底座（2）固定安装在焊机底座（3）左上端面，棒料夹紧机构固定安装在焊机底座（3）右上端面；所述的焊室（1）密封固定在焊室底座（2）上端面；所述的钨极位置调节机构密封固定在焊室（1）的左端面；所述的棒料密封机构密封固定在焊室（1）的右端面。

2.如权利要求1所述的一种燃料组件焊接装置，其特征在于：所述的钨极位置调节机构包括钨极（5）、钨极锁紧螺母（6）、焊枪安装盘（7）、第一调节螺母（8）、第一调节钢片（9）、焊枪密封圈（10）、顶紧销（11）、安装盘锁紧螺母（12）、塑料套筒（13）、焊枪（14）、第一焊枪锁紧螺母（15）、铜挂钩（16）、第二焊枪锁紧螺母（17）、焊枪导向钢套（18）、顶紧垫板（19）、绝缘安装套（20）、第一弧形弹簧片（21）、第二弧形弹簧片（82）、第二调节钢片（83）以及第二调节螺母（84）；所述的焊枪（14）通过外螺纹安装在焊枪导向钢套（18）内，所述的焊枪密封圈（10）套在焊枪（14）的柱面凹槽内，使焊枪（14）和焊枪导向钢套（18）密封连接，所述的焊枪导向钢套（18）通过螺钉安装在绝缘安装套（20）内部；所述的第一调节螺母（8）通过外螺纹安装在焊枪安装盘（7）内；所述的第一调节钢片（9）通过第一调节螺母（8）压紧在绝缘安装套（20）外表面上；所述的第一弧形弹簧片（21）卡在焊枪安装盘（7）和绝缘安装套（20）的表面之间；所述的第二调节螺母（84）通过外螺纹安装在焊枪安装盘（7）内；所述的第二调节钢片（83）通过第二调节螺母（84）压紧在绝缘安装套（20）的外表面上；所述的第二弧形弹簧片（82）卡在焊枪安装盘（7）和绝缘安装套（20）的表面之间；所述的焊枪安装盘（7）的轴间端面和焊室（1）螺栓连接；所述的安装盘锁紧螺母（12）通过内螺纹安装在焊枪安装盘（7）上；所述的顶紧销（11）穿过焊枪安装盘（7）方形端面上均布的通孔，被压紧于安装盘锁紧螺母（12）和顶紧垫板（19）之间；所述的顶紧垫板（19）套在绝缘安装套（20）的方形端面上，被压紧于顶紧销（11）和绝缘安装套（20）之间；所述的钨极锁紧螺母（6）与焊枪（14）螺纹连接，通过旋紧钨极锁紧螺母（6），使钨极（5）紧固在焊枪（14）的安装孔中；所述的第一焊枪锁紧螺母（15）和第二焊枪锁紧螺母（17）分别与焊枪（14）螺纹连接；所述的铜挂钩（16）挂在第一焊枪锁紧螺母（15）和第二焊枪锁紧螺母（17）之间；所述的塑料套筒（13）间隙配合在绝缘安装套（20）的圆柱面上。

3.如权利要求1所述的一种燃料组件焊接装置，其特征在于：所述的棒料夹紧机构包括下夹紧气缸（22）、夹紧气缸支架（23）、下工件夹头（24）、定位块（25）、上工件夹头（26）以及上夹紧气缸（27）；所述的夹紧气缸支架（23）和焊机底座（3）固定连接；所述的上夹紧气缸（27）和夹紧气缸支架（23）螺钉连接，所述的上工件夹头（26）固定在上夹紧气缸（27）的活塞导杆上；所述的下夹紧气缸（22）和夹紧气缸支架（23）螺钉连接，所述的下工件夹头（24）固定在下夹紧气缸（22）的活塞导杆上；所述定位块（25）和夹紧气缸支架（23）固定连接，定位块（25）位于下夹紧气缸（22）和上夹紧气缸（27）的活塞行程之间。

4.如权利要求1所述的一种燃料组件焊接装置，其特征在于：所述的棒料密封机构包括密封气缸连板（28）、密封导向管（29）、棒料密封圈（30）、棒料导向盘（31）、棒料定位块（32）、上端塞（33）、第一密封气缸（79）以及第二密封气缸（80）；所述的棒料导向盘（31）的轴间端面和焊室（1）通过螺栓连接，棒料导向盘（31）压紧在焊室（1）右侧端面的密封圈上；所述的棒料定位块（32）通过螺栓固定在棒料导向盘（31）的圆柱凹坑里；所述的上端塞（33）和棒料定位块（32）通过锥面定位；所述的第一密封气缸（79）和第二密封气缸（80）与棒料导向盘（31）固定连接；所述的第一密封气缸（79）和第二密封气缸（80）的活塞连杆分别与密封气缸连板（28）固定连接；所述的密封导向管（29）和密封气缸连板（28）螺纹连接；所述的棒料密封圈（30）位于棒料导向盘（31）的右端沉头孔和密封导向管（29）的左端面之间。

5.如权利要求1所述的一种燃料组件焊接装置，其特征在于：所述的焊室密封观察机构包括焊室（1）、第一观察窗锁紧螺母（37）、第一观察窗玻璃（38）、第二观察窗玻璃（39）、第二观察窗锁紧螺母（40）、第三观察窗玻璃（41）、第三观察窗锁紧螺母（42）、第一密封端塞（53）、氦压表连接阀（54）、第二密封端塞（55）、第三密封端塞（66）以及氦压表（78）；所述的第一观察窗锁紧螺母（37）和焊室（1）螺纹连接，拧紧第一观察窗锁紧螺母（37），使第一观察窗锁紧螺母（37）环形凹槽内的密封圈压紧在第一观察窗玻璃（38）上端面，使第一观察窗玻璃（38）下端面压紧焊室（1）环形凹槽内的密封圈，实现第一观察窗密封；所述的第二观察窗锁紧螺母（40）和焊室（1）螺纹连接，拧紧第二观察窗锁紧螺母（40），使第二观察窗锁紧螺母（40）环形凹槽内的密封圈压紧在第二观察窗玻璃（39）上端面，使第二观察窗玻璃（39）下端面压紧焊室（1）环形凹槽内的密封圈，实现第二观察窗密封；所述的第三观察窗锁紧螺母（42）和焊室（1）螺纹连接，拧紧第三观察窗锁紧螺母（42），使第三观察窗锁紧螺母（42）环形凹槽内的密封圈压紧在第三观察窗玻璃（41）上端面，使第三观察窗玻璃（41）下端面压紧焊室（1）环形凹槽内的密封圈，实现第三观察窗密封；所述的第一密封端塞（53）和氦压表连接阀（54）螺纹密封连接；所述的氦压表连接阀（54）和焊室底座（2）螺栓密封连接；所述的第二密封端塞（55）和氦压表连接阀（54）螺纹密封连接；所述的第三密封端塞（66）和焊室底座（2）螺纹密封连接；所述的氦压表（78）和氦压表连接阀（54）螺纹密封连接。

6.如权利要求1所述的一种燃料组件焊接装置，其特征在于：所述的图像采集机构包括第一相机（34）、第一光源（35）、第一相机支架（36）、第二相机支架（43）、第二相机（44）、第二光源（45）、第二遮光镜片（46）、第二旋转气缸（47）、第二遮光镜架（48）、旋转气缸支架（49）、第一旋转气缸（50）、第一遮光镜架（51）以及第一遮光镜片（52）；所述的第一相机支架（36）和焊室（1）固定连接，第一相机（34）和第一相机支架（36）螺钉连接，第一光源（35）和第一相机（34）固定连接，第一相机（34）和第一光源（35）位于第一观察窗锁紧螺母（37）和第一观察窗玻璃（38）的同轴正上方；所述的第二相机支架（43）和焊室（1）固定连接，第二相机（44）和第二相机支架（43）螺钉连接，第二光源（45）和第二相机（44）固定连接，第二相机（44）和第二光源（45）位于第二观察窗玻璃（39）和第二观察窗锁紧螺母（40）的同轴正右方；所述的旋转气缸支架（49）和焊室（1）固定连接，第二旋转气缸（47）和第一旋转气缸（50）分别与旋转气缸支架（49）固定连接，第二遮光镜架（48）和第二旋转气缸（47）的转轴紧固连接，第一遮光镜架（51）和第一旋转气缸（50）的转轴紧固连接，第一遮光镜片（52）通过螺钉被压紧在第一遮光镜架（51）的中空凹面内，第二遮光镜片（46）通过螺钉被压紧在第一遮光镜架（51）的中空凹面内。

7.如权利要求1所述的一种燃料组件焊接装置，其特征在于：所述的抽真空机构包括真空阀连接管（4）、抽真空阀（67）、抽真空气缸（68）、第一双面连接筒（69）、第一橡胶密封垫（70）以及第一金属固定环（71）；所述的抽真空阀（67）和焊室底座（2）密封固定连接；所述的抽真空气缸（68）和抽真空阀（67）密封固定连接；所述的真空阀连接管（4）和抽真空阀（67）密封螺纹连接；所述的第一橡胶密封垫（70）夹在第一双面连接筒（69）和第一金属固定环（71）之间，三者固定连接；所述的第一双面连接筒（69）和抽真空气缸（68）的活塞导杆螺纹连接。

8.如权利要求1所述的一种燃料组件焊接装置，其特征在于：所述的真空度检测机构包括真空计阀（72）、真空计气缸（73）、第二双面连接筒（74）、第二橡胶密封垫（75）、第二金属固定环（76）、真空计连接管（77）以及真空计（81）；所述的真空计阀（72）和焊室底座（2）密封固定连接；所述的真空计气缸（73）和真空计阀（72）密封固定连接；所述的真空计连接管（77）和抽真空阀（67）密封螺纹连接；所述的真空计（81）和真空计连接管（77）密封螺纹连接；所述的第二橡胶密封垫（75）夹在第二双面连接筒（74）和第二金属固定环（76）之间，三者固定连接；所述的第二双面连接筒（74）和真空计气缸（73）的活塞导杆螺纹连接。

9.如权利要求1所述的一种燃料组件焊接装置，其特征在于：所述的排废气机构包括排废气缸（61）、排废气阀（62）、第三双面连接筒（63）、第三橡胶密封垫（64）、第三金属固定环（65）以及排废气连接管（86）；所述的排废气阀（62）和焊室底座（2）密封固定连接；所述的排废气缸（61）和排废气阀（62）密封固定连接；所述的排废气连接管（86）和排废气阀（62）密封螺纹连接；所述的第三橡胶密封垫（64）夹在第三双面连接筒（63）和第三金属固定环（65）之间，三者固定连接；所述的第三双面连接筒（63）和排废气缸（61）的活塞导杆螺纹连接。

10.如权利要求1所述的一种燃料组件焊接装置，其特征在于：所述的充氦气机构包括充氦气缸（56）、充氦气阀（57）、第四双面连接筒（58）、第四橡胶密封垫（59）、第四金属固定环（60）以及氦气连接管（85）；所述的充氦气阀（57）和焊室底座（2）密封固定连接；所述的充氦气缸（56）和充氦气阀（57）密封固定连接；所述的氦气连接管（85）和充氦气阀（57）密封螺纹连接；所述的第四橡胶密封垫（59）夹在第四双面连接筒（58）和第四金属固定环（60）之间，三者固定连接；所述的第四双面连接筒（58）和充氦气缸（56）的活塞导杆螺纹连接。