CN110480252A - Iter第一壁手指冷却通道对接管的焊接夹具 - Google Patents
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Abstract
ITER第一壁手指冷却通道对接管的焊接夹具,由水平底板、腹部夹具和头部夹具组成；腹部夹具由腹部定位销和腹部螺栓固定在水平底板上；头部底座由头部螺栓和头部定位销固定在水平底板上；头部侧板分别放置在头部底座两侧，由沉孔螺钉固定在头部底座上；头部塞块设置于两个手指冷却通道连接管的下方。本发明采用以手指的弧度面作为参考面，避免在焊接时对焊枪位置的影响，再加上手指要限制等离子体，并吸收等离子体运行时产生的高热辐射和高能粒子/离子流热负载，焊接时控制焊接应力，使其尾部对接尺寸不变形，达到焊接合格；采用分开结构的设计避免了整体的加工难度，提高了加工精度，也保证了加工要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种ITER超热负荷第一壁手指冷却通道对接管的焊接夹具，属于机械制造技术领域。
背景技术
ITER即国际热核聚变实验堆，第一壁部件作为聚变堆堆内部件，将直接承受来自高温等离子体的高热负荷和高能中子损伤，并保护聚变堆其它主要部件能安全可靠的运行。这就要求第一壁部件需要具有非常高的可靠性和安全性。第一壁作为核聚变堆中的核心部件，其本身的结构非常复杂，又由各种不同功能的零部件通过精密地装配、焊接而成。在具体的加工中涉及到大量的焊接过程，由于每一步焊接都存在变形，既要保证连接管焊接精度，又要保证整体结构位置尺寸不能有太大的偏差，使得每一步工艺都有非常大的挑战性。
第一壁是由左右手指冷却通道对接管焊接合格后，再和中心梁装配焊接完成，所以手指的焊接相当的重要。 在第一壁手指冷却通道对接管的焊接中，大量的试验发现，由于冷却通道的对接管在手指的头部位置，每当焊接的时候，焊接应力的集中导致尾部对接尺寸会出现一定的偏差量，很容易就使手指的冷却通道对接管的焊接不合格。由于高要求，结合实际情况，我们就采取了自主设计的焊接夹具使其尾部的变形量在合格范围之内，从而使手指冷却通道对接管焊接达到高合格率。
发明内容
本发明是为了解决焊接应力的集中导致尾部对接尺寸会出现一定的偏差量，使手指冷却通道对接管的焊接不合格等技术问题。ITER第一壁手指冷却通道对接管的焊接夹具,由水平底板1、腹部夹具2和头部夹具3组成；
所述腹部夹具2又由腹部定位销2.1和腹部螺栓2.2组成；
所述头部夹具3又由头部侧板3.1、头部底座3.2和头部塞块3.5组成；
所述腹部夹具2由腹部定位销2.1和腹部螺栓2.2固定在水平底板1上；
所述头部夹具3由头部侧板3.1、头部底座3.2和头部塞块3.5组成，头部底座3.2由头部螺栓3.3和头部定位销3.4固定在水平底板1上；
所述头部侧板3.1分别放置在头部底座3.2 两侧，由沉孔螺钉固定在头部底座上；
所述头部塞块3.5设置于两个手指4冷却通道连接管的下方。
采用上述技术方案的有益效果:
1、本发明采用以手指的弧度面作为参考面，避免在焊接时对焊枪位置的影响，再加上手指要限制等离子体，并吸收等离子体运行时产生的高热辐射和高能粒子/离子流热负载，焊接时控制焊接应力，使其尾部对接尺寸不变形，达到焊接合格。
2、本发明采用分开结构的设计避免了整体的加工难度，提高了加工精度，也保证了加工要求。
附图说明
图1 是本发明焊接夹具总装俯视图
图2 是本发明焊接夹具总装侧视图
图3是本发明焊接头部夹具立体图
图4是本发明焊接腹部夹具立体图
图中：1-水平底板、2-腹部夹具、2.1-腹部定位销、2.2-腹部螺栓、2.3-腹部固定手指螺栓、3-头部夹具、3.1-头部侧板、3.2-头部底座、3.3-头部螺栓、3.4-头部定位销、3.5-头部塞块、3.6-头部固定手指螺栓、3.7-沉头螺钉、4-手指。
具体实施方式
以下结合上述附图实例，对本发明的焊接夹具运用进一步的叙述。如图1和图2所示，ITER第一壁手指冷却通道对接管的焊接夹具,由水平底板1、腹部夹具2和头部夹具3组成；
所述腹部夹具2由腹部定位销2.1和腹部螺栓2.2固定在水平底板1上；
所述头部夹具3由头部侧板3.1、头部底座3.2和头部塞块3.5组成，
头部底座3.2由头部螺栓3.3和头部定位销3.4固定在水平底板1上；
所述头部侧板3.1分别放置在头部底座3.2 两侧，由沉孔螺钉固定在头部底座上；
所述头部塞块3.5设置于两个手指4冷却通道连接管的下方，便于控制焊接的过度收缩。
本发明运用过程如下：
首先把加工好的腹部夹具2运用腹部螺栓2.2固定在水平底板1上，水平底板1的运用保证了手指4固定的水平度，减少焊接误差；再用腹部定位销2.1加强固定，避免多次地装卸使夹具松动而造成的误差;再把头部底座3.2运用头部螺栓3.3固定在水平底板1上，再用头部定位销3.4加强固定; 从而保证腹部夹具2和头部底座3.2与水平底板1的配合位置不变。
然后把头部侧板3.1分别放置于头部底座3.2 两侧，运用GB/T 70.1-2000 M8×40的沉孔螺钉3.7固定在头部底座3.2上。
因为两个手指4的头部是一个圆弧面和斜面的交界处，整体的夹具机加难度比较大，容易出现较大的加工尺寸误差，因而本发明采用了分解式的设计理念，避免了整体的加工难度，提高了加工精度，也保证了加工要求。
最后手指4放置到夹具上，控制冷却通道对接管错边量在规定范围以内，运用腹部固定手指螺栓2.3和头部固定手指螺栓3.6固定好手指4，达到最好的焊接状态。接着头部塞块3.5放置在两个手指4冷却通道连接管的下方，控制焊接的过度收缩。
根据手指4的带铍状态和不带铍状态加工了六个孔位，用一个夹具就能实现两种状态手指焊接的定位和夹紧，在保证焊接质量的情况下，节约成本，提高效率。
本发明从固定位置、固定方式的改良，以及大量焊接数据的证明，手指4冷却通道对接管的焊接变形量得到了有效控制，达到了手指4焊接的要求。
Claims (1)
1.ITER第一壁手指冷却通道对接管的焊接夹具, 其特征在于：它由水平底板（1）、腹部夹具（2）和头部夹具（3）组成；
所述腹部夹具（2）由腹部定位销（2.1）和腹部螺栓（2.2）组成；
所述头部夹具（3）由头部侧板（3.1）、头部底座（3.2）和头部塞块（3.5）组成；
所述腹部夹具（2）由腹部定位销（2.1）和腹部螺栓（2.2）固定在水平底板（1）上；
所述头部夹具（3）由头部侧板（3.1）、头部底座（3.2）和头部塞块（3.5）组成，头部底座（3.2）由头部螺栓（3.3）和头部定位销（3.4）固定在水平底板（1）上；
所述头部侧板（3.1）分别放置在头部底座（3.2）两侧，由沉孔螺钉固定在头部底座上；
所述头部塞块（3.5）设置于两个手指（4）冷却通道连接管的下方。
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