CN113953638A - 一种用于超导铌腔赤道焊缝的电子束焊接工装夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于超导铌腔赤道焊缝的电子束焊接工装夹具，包括两个相对设置的纯铌腔装夹装置，上述装置均依次包括旋转盘、顶紧环及轮廓约束盘，旋转盘一面开设有用于装配法兰的腔体，该腔体外圆周表面设有外螺纹，旋转盘的另一面设有夹持轴，夹持轴的中部开设有定心槽，螺杆可通过旋紧螺母定位在定心槽中，顶紧环一面内圆周表面开设有与上述外螺纹相适配的内螺纹，另一面开设有顶柱，内螺纹与顶柱之间设有旋紧扶手，轮廓约束盘包括有与顶柱相适配的顶口。本发明只需一次装夹，即可实现三道焊接工序连续进行，无需二卸真空重复装夹，保证了超导铌腔赤道焊缝的纯净度，大大提高了焊接生产效率和产品质量。

Description

一种用于超导铌腔赤道焊缝的电子束焊接工装夹具
技术领域
本发明涉及电子束焊技术领域，具体涉及一种用于超导铌腔赤道焊缝的电子束焊接工装夹具。
背景技术
超导铌腔是加速器的核心部件之一，如图1所示，超导铌腔是由两个纯铌腔1通过电子束焊接而成，两个纯铌腔1的相对面均呈半球形状，相背面均设有管体2及法兰3，两个纯铌腔1相对面之间所形成的赤道焊缝4是影响超导铌腔整体超导性能的关键。
在对赤道焊缝4电子束焊接时，需要先使用定位焊接工装，对赤道焊缝4进行电子束定位焊接，再卸真空，拆除定位焊接工装，重新抽真空，进行深熔焊接和修饰焊接。
由于上述赤道焊缝4的纯净度对超导铌腔的RRR值影响很大，经历卸真空再重新抽真空的过程，增加了赤道焊缝4暴露在大气中的时间，严重影响了赤道焊缝4的纯净度，直接影响了超导铌腔的超导性能，同时也耗费了装配时间和生产成本。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于超导铌腔赤道焊缝的电子束焊接工装夹具。
一种用于超导铌腔赤道焊缝的电子束焊接工装夹具，包括两个相对设置的纯铌腔装夹装置，纯铌腔装夹装置由外端至相对端，均依次包括旋转盘、顶紧环及轮廓约束盘，所述旋转盘呈圆盘状，一面开设有用于装配法兰的腔体，该腔体外圆周表面设有外螺纹，旋转盘的另一面设有夹持轴，夹持轴的中部开设有定心槽，螺杆穿过两端旋转盘且可通过旋紧螺母定位在定心槽中，所述顶紧环呈圆柱状，一面内圆周表面开设有与上述外螺纹相适配的内螺纹，另一面开设有顶柱，内螺纹与顶柱之间设有旋紧扶手，所述轮廓约束盘呈圆环状，其包括有与顶柱相适配的顶口，两组轮廓约束盘之间构成露出赤道焊缝的缝隙。
本发明结构简单、使用方便，只需对纯铌腔进行一次装夹，即可实现它们之间的定位焊接、深熔焊接、修饰焊接的三道焊接工序连续进行，无需二卸真空重复装夹，保证了超导铌腔赤道焊缝的纯净度，大大提高了焊接生产效率和产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为背景技术中超导铌腔的结构示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明中旋转盘的结构示意图；
图4为本发明中顶紧环的结构示意图；
图5为本发明中轮廓约束盘的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见图2，本实施例提供的一种用于超导铌腔赤道焊缝的电子束焊接工装夹具，包括两个相对设置的纯铌腔装夹装置5，纯铌腔装夹装置5由外端至相对端，均依次包括旋转盘51、顶紧环52及轮廓约束盘53，参见图3，旋转盘51呈圆盘状，一面开设有用于装配法兰3的腔体511，该腔体511外圆周表面设有外螺纹512，旋转盘51的另一面设有夹持轴513，夹持轴513的中部开设有定心槽514，结合图2，螺杆515穿过两端旋转盘51且可通过旋紧螺母516定位在定心槽514中，参见图4，顶紧环52呈圆柱状，一面内圆周表面开设有与上述外螺纹512相适配的内螺纹521，另一面开设有顶柱522，内螺纹521与顶柱522之间设有旋紧扶手523，参见图5，轮廓约束盘53呈圆环状，其包括有与顶柱522相适配的顶口531。
使用时，首先对两个纯铌腔装夹装置5分别进行装配，其中，首先进行旋转盘51、顶紧环52的螺纹装配，再将轮廓约束盘53的顶口531装配在顶紧环52的顶柱522上，装配好其中一组装夹装置后，将纯铌腔1放入，再装配另一组装夹装置，并放入另一个纯铌腔1，两组装置中的轮廓约束盘53之间构成露出赤道焊缝4的缝隙；之后，再对由两个纯铌腔1构成的超导铌腔进行定位，在超导铌腔的定位过程中，需要将其法兰3（可通过螺钉）固定在旋转盘51的腔体511中，再旋紧顶紧环52的旋紧扶手523，让顶柱522顶紧轮廓约束盘53，从而实现对纯铌腔1的半球型轮廓的面约束，可降低赤道焊缝4在焊接过程中造成的半球型轮廓的变形，再将螺杆515穿插超导铌腔中，螺杆515两端均伸出定心槽514，通过在定心槽514中装配螺母垫片即可对螺杆515进行定心，拧动旋紧螺母516即可使螺杆515定位在定心槽514中，从而完成超导铌腔在上述电子束焊接工装夹具中的定位；接下来，电子束焊机的三爪卡盘（图未示）将一侧的夹持轴513夹持，另一侧夹持轴513通过可升降的滚轮架（图未示）支撑起，采用三爪卡盘的旋转，带动旋转盘51的转动，从而使超导铌腔旋转，无需使用定位焊接工装，既可以实现抽一次抽真空完成定位、深熔、修饰焊三道工序，从而降低超导铌腔中赤道焊缝（待焊）暴露在大气中的时间，得到高纯净度的焊缝，同时提高生产效率。
实施例1
作为对上述技术方案的优化说明：
参见图3，夹持轴513轴心a、旋转盘51朝向夹持轴513的面b以及轮廓约束盘53的环形面c，均呈镂空状。目的在于，既可以起到减轻重量的作用，降低设备运行负荷，还可以起到增加超导铌腔在真空室中的暴露体积，提高真空度与抽真空效率，从而提高赤道焊缝的纯净度。
实施例2
作为对上述技术方案的优化说明：
旋紧螺母516通过扭力扳手旋紧在定心槽514中。目的在于，旋紧螺母516的旋紧力度需通过扭力扳手控制，可保证待赤道焊缝在焊接前处于低应力状态。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于超导铌腔赤道焊缝的电子束焊接工装夹具，其特征在于：包括两个相对设置的纯铌腔装夹装置，纯铌腔装夹装置由外端至相对端，均依次包括旋转盘、顶紧环及轮廓约束盘，所述旋转盘呈圆盘状，一面开设有用于装配法兰的腔体，该腔体外圆周表面设有外螺纹，旋转盘的另一面设有夹持轴，夹持轴的中部开设有定心槽，螺杆穿过两端旋转盘且可通过旋紧螺母定位在定心槽中，所述顶紧环呈圆柱状，一面内圆周表面开设有与上述外螺纹相适配的内螺纹，另一面开设有顶柱，内螺纹与顶柱之间设有旋紧扶手，所述轮廓约束盘呈圆环状，其包括有与顶柱相适配的顶口，两组轮廓约束盘之间构成露出赤道焊缝的缝隙。
2.根据权利要求1所述的一种用于超导铌腔赤道焊缝的电子束焊接工装夹具，其特征在于：所述法兰通过螺钉固定在旋转盘的腔体中。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于超导铌腔赤道焊缝的电子束焊接工装夹具，其特征在于：所述夹持轴轴心、旋转盘朝向夹持轴的面以及轮廓约束盘的环形面，均呈镂空状。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于超导铌腔赤道焊缝的电子束焊接工装夹具，其特征在于：所述旋紧螺母通过扭力扳手旋紧在定心槽中。
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