CN114473328A - 一种3d打印结构下管座电子束焊接夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印结构下管座电子束焊接夹具，包括底板、定位销柱、固定销、压板、拧紧螺母、第一限位棒、第二限位棒、紧定螺钉和圆柱筒螺钉，所述的第一限位棒、第二限位棒设置在底板上；固定销和定位销柱带螺纹孔的一端插入底板并通过圆柱筒螺钉固定，在底板另一侧通过紧定螺钉固定；压板穿入定位销柱，拧紧螺母拧入定位销柱头部的螺柱并压紧压板。其有益效果在于：使用本夹具，可以保证在3D打印结构下管座电子束焊接完成后，焊缝横向收缩变形量小于0.15mm，焊缝纵向收缩变形量小于0.20mm。从而增加了一次成品率，减少了材料、人员和经济的浪费，具有很好的经济价值。
Description
技术领域
本发明属核燃料零部件制造领域，具体涉及一种3D打印结构下管座电子束焊接夹具。
背景技术
CF3下管座是华龙1号核燃料组件的关键组成部分之一，具有定位燃料组件堆芯位置，约束定位骨架，过滤一回路流通中异物等不可替代的功能。由于结构特殊性，下管座连接板结构采用金属3D打印制造，另一部分(框板)采用机械加工制造，两部分最终采用电子束焊接的方法连接在一起。因为下管座连接板与框板焊缝要承载组件堆内预紧抗力、箱型内腔流体冲刷剪力、热循环内应力以及堆芯辐照蠕变应力，所以技术条件对管座焊缝的强度、抗晶间腐蚀、抗应力腐蚀及辐照蠕变性能要求都很高。下管座连接板与框板焊缝接头厚度不一，且不允许焊穿，熔深尺寸公差要求控制在0.3mm左右，焊接纵向、横向变形量要求控制在0.5mm以内，焊接难度非常大。
现有技术中，只能小心焊接，然后在成品中选择质量较好的作为合格产品，不但费时费工，还浪费了大量的时间和金钱。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术缺陷，提供一种3D打印结构下管座电子束焊接夹具，该夹具可有效简化下管座组装难度，控制焊接变形，提高焊接质量。
本发明的技术方案如下：一种3D打印结构下管座电子束焊接夹具，包括底板、定位销柱、固定销、压板、拧紧螺母、第一限位棒、第二限位棒、紧定螺钉和圆柱筒螺钉，
所述的第一限位棒、第二限位棒设置在底板上；固定销和定位销柱带螺纹孔的一端插入底板并通过圆柱筒螺钉固定，在底板另一侧通过紧定螺钉固定；压板穿入定位销柱，拧紧螺母拧入定位销柱头部的螺柱并压紧压板。
所述的底板为四方形板状结构，底板设置有中心圆孔用于减重和消除焊接热应力集中，中心圆孔的外围均布6个螺纹孔用于夹具与电子束焊接回转轴连接，6个阶梯孔用于精确定位固定销和定位销柱，底板的两端开有长条形槽用于安装定位焊接生产试样和焊接试验试样。
所述的定位销柱为圆形阶梯销柱结构，底部带固定螺纹孔，顶部带定位销和螺杆，用于定位连接板。
所述的固定销为圆形阶梯销柱结构，底部带固定螺纹孔，顶部带定位销，用于定位框板。
所述压板为十字型异形结构件，便于安装固定和焊接件散热，四侧带阶梯孔用于辅助定位。
所述拧紧螺母为轴类结构，内部螺纹孔用于拧紧螺栓以固定焊接件，外侧带防滑纹路以方便拧紧操作，下端阶梯轴用于辅助定位。
所述第一限位棒、第二限位棒为轴类结构，安装在特定通孔中，可保持焊接试样与基座底板保持垂直，另外还可防止焊接试样插入夹具过深，影响电子束回转轴运动。
本发明的有益效果在于：使用本夹具，可以保证在3D打印结构下管座电子束焊接完成后，焊缝横向收缩变形量小于0.15mm，焊缝纵向收缩变形量小于0.20mm。从而增加了一次成品率，减少了材料、人员和经济的浪费，具有很好的经济价值。
附图说明
图1为本发明所提供的一种3D打印结构下管座电子束焊接夹具的侧视图；
图2为图1的主视图；
图3为本发明所提供的一种3D打印结构下管座电子束焊接夹具零件示意图；
图4为本发明所提供的一种3D打印结构下管座电子束焊接夹具的装配关系示意图。
图中：1底板，2定位销柱，3固定销，4压板，5拧紧螺母，6第一限位棒，7第二限位棒，8紧定螺钉，9圆柱筒螺钉。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1-4所示，一种3D打印结构下管座电子束焊接夹具，包括底板1、定位销柱2、固定销3、压板4、拧紧螺母5、第一限位棒6、第二限位棒7、紧定螺钉8和圆柱筒螺钉9。
如图1-2所示，第一限位棒6、第二限位棒7通过内螺纹安装在底板1上；固定销3和定位销柱2带螺纹孔的一端插入底板1通过圆柱筒螺钉9固定，在底板1另一侧通过紧定螺钉8固定；上述几部分整体通过6个均布螺纹连接在电子束焊机的回转轴上；下管座框板零件安装在夹具固定销3上，3D打印下管座连接板安装在夹具定位销柱2上，实现精确定位；压板4穿入定位销柱2后压住下管座，拧紧螺母5拧入定位销柱2头部的螺柱后压紧压板4，实现下管座两部分的刚性固定。
如图3和4所示，所述的底板1为四方形板状结构，底板1设置有中心圆孔用于减重和消除焊接热应力集中，中心圆孔的外围均布6个螺纹孔用于夹具与电子束焊接回转轴连接，6个阶梯孔用于精确定位固定销3和定位销柱2，底板1的两端开有长条形槽用于安装定位焊接生产试样和焊接试验试样。
所述的定位销柱2为圆形阶梯销柱结构，底部带固定螺纹孔，顶部带定位销和螺杆，用于定位连接板。
所述的固定销3为圆形阶梯销柱结构，底部带固定螺纹孔，顶部带定位销，用于定位框板。
所述压板4为十字型异形结构件，便于安装固定和焊接件散热，四侧带阶梯孔用于辅助定位。
所述拧紧螺母5为轴类结构，内部螺纹孔用于拧紧螺栓以固定焊接件，外侧带防滑纹路以方便拧紧操作，下端阶梯轴用于辅助定位。
所述第一限位棒6、第二限位棒7为轴类结构，安装在特定通孔中，可保持焊接试样与基座底板保持垂直，另外还可防止焊接试样插入夹具过深，影响电子束回转轴运动。
本发明的使用方式如下：
装配前首先取下压板和拧紧螺母，留出装配空间；然后将框板穿入固定销并贴紧底板；再然后连接板穿入定位销柱并贴紧框板；之后压板穿入定位销柱并贴紧连接板；最后拧紧螺母旋如定位销柱螺杆并贴紧压板阶梯孔。固定好产品后对焊缝进行焊接。
Claims (7)
1.一种3D打印结构下管座电子束焊接夹具，其特征在于：包括底板、定位销柱、固定销、压板、拧紧螺母、第一限位棒、第二限位棒、紧定螺钉和圆柱筒螺钉，
所述的第一限位棒、第二限位棒设置在底板上；固定销和定位销柱带螺纹孔的一端插入底板并通过圆柱筒螺钉固定，在底板另一侧通过紧定螺钉固定；压板穿入定位销柱，拧紧螺母拧入定位销柱头部的螺柱并压紧压板。
2.如权利要求1所述的一种3D打印结构下管座电子束焊接夹具，其特征在于：所述的底板为四方形板状结构，底板设置有中心圆孔用于减重和消除焊接热应力集中，中心圆孔的外围均布6个螺纹孔用于夹具与电子束焊接回转轴连接，6个阶梯孔用于精确定位固定销和定位销柱，底板的两端开有长条形槽用于安装定位焊接生产试样和焊接试验试样。
3.如权利要求1所述的一种3D打印结构下管座电子束焊接夹具，其特征在于：所述的定位销柱为圆形阶梯销柱结构，底部带固定螺纹孔，顶部带定位销和螺杆，用于定位连接板。
4.如权利要求1所述的一种3D打印结构下管座电子束焊接夹具，其特征在于：所述的固定销为圆形阶梯销柱结构，底部带固定螺纹孔，顶部带定位销，用于定位框板。
5.如权利要求1所述的一种3D打印结构下管座电子束焊接夹具，其特征在于：所述压板为十字型异形结构件，便于安装固定和焊接件散热，四侧带阶梯孔用于辅助定位。
6.如权利要求1所述的一种3D打印结构下管座电子束焊接夹具，其特征在于：所述拧紧螺母为轴类结构，内部螺纹孔用于拧紧螺栓以固定焊接件，外侧带防滑纹路以方便拧紧操作，下端阶梯轴用于辅助定位。
7.如权利要求1所述的一种3D打印结构下管座电子束焊接夹具，其特征在于：所述第一限位棒、第二限位棒为轴类结构，安装在特定通孔中，可保持焊接试样与基座底板保持垂直，另外还可防止焊接试样插入夹具过深，影响电子束回转轴运动。
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2020
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