CN1663726A - 在球形壁内加工形成的环形端面上熔敷焊料的方法和装置 - Google Patents

Abstract

焊接材料(8)自动熔敷在环状端面(7)内。焊枪(20)绕转动轴线(9)转动，该轴线在相对于球形壁(4)为径向的方向内延伸，并在环状端面(7)的中心部内穿过球形壁(4)的凹形内表面上的一点。焊枪(20)围绕转动轴线(9)转动的同时，还以可控制的方式沿垂直于转动轴线(9)的方向(Y)移动，而且焊枪在平行于转动轴线(9)的方向(Z)上的位置也可被控制，从而使得焊枪(20)之电极(20’)沿椭圆路径移动并保证焊接材料(8)以椭圆焊道的形式熔敷在环状端面(7)内。

Description

在球形壁内加工形成的 环形端面上熔敷焊料的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种在球形壁凹形内侧面上加工形成的环形端面内熔敷焊接材料方法及装置，尤其是一种方法，该方法最初准备一层粘结金属层以固定穿过球形壁的管子，例如固定在压水核反应堆容器顶盖内的适配座。

由加压水进行冷却的核反应堆通常包括一个圆筒形的容器，使用时其轴线垂直设置；该容器具有一个底端，该底端由一个固定在容器圆筒壁底端的圆底构成；该容器具有一个顶端，该顶端构成一个支承法兰，用于支承顶盖，顶盖通常为半圆形，固定在容器上，并可在核反应堆工作状态下耐受容器中的加压水。在核反应堆的一回路被冷却并降压之后，顶盖可拆下从而可以进出包含有核反应堆堆芯的容器内部。

总的来说，核反应堆堆芯的反应性可通过在核反应堆堆芯内部垂直移动的吸收材料控制棒来进行调节，核反应堆控制棒固定在驱动轴的底端，该驱动轴在管状适配座内部穿过容器顶盖，该管状适配座通常为圆筒形且其上固定有用于在垂直方向上移动控制棒的机构。

核反应堆在工作状态下，温度测量仪以热电偶柱的形式被放入核反应堆的堆芯内，这些热电偶同样在适配座内穿过容器顶盖。

容器顶盖因此具有一组圆柱形管状适配座穿过其中，每个管状适配座均固定在具有垂直轴线的孔内(当顶盖在容器上位于工作位置时)，不同的管状适配座分布成很多行并在顶盖很多区域内，绕着垂直轴线呈环状，该轴线为容器和顶盖共有的，且容器顶盖球形壁的中心位于该轴线上。取决于穿过容器顶盖的位置，管状适配座(均平行于容器顶盖的轴线)穿过的孔自身具有轴线，该轴线相对于穿过在孔轴上的各个点的半球形顶盖的半径存在不同的锐角。特别是，穿过容器顶盖的一圈孔以下述方式排列：孔轴相对于相应的半球形容器顶盖的半径成大约38°角。总而言之，孔轴不穿过半球形顶盖的中心(除了位于容器垂直轴线上的一个孔)，圆柱形孔与容器顶盖的外壁和内壁之间相贯形成复杂的外形。

每个穿过容器顶盖的管状适配座都具有一个顶部，该顶部凸出在容器顶盖之外，尤其是所述顶部安装有用于移动控制棒的机构；以及一个底部，凸出在容器顶盖的下面，所述相对于顶盖内表面的底部短于相对应的顶部。特别是，所述管状适配座的底部具有与驱动轴再次卡合用的一个锥体。

管状适配座通常由镍基合金如690合金制成，容器顶盖用低合金铁素体钢制成并在其内表面上覆盖不锈钢层。管状适配座必须以下述方式固定在其孔中穿过顶盖：在核反应堆工作状态下(温度大约320℃，压力大约155巴)，能够完全耐受容器中充满的加压水，并必须可以承受容器内部的压力。

管状适配座紧密安装在穿过容器顶盖的孔中并通过焊接的方法固定在容器顶盖的内部，该容器顶盖由表面覆盖不锈钢层的低合金构成。在顶盖的每个内部区域均为一根管状适配座形成一个通道，环形端面加工形成在管状适配座件所穿过的孔的周围，与管状适配座的材料具有金相兼容性的焊接材料通过焊接方法(通常采用熔化焊丝的方法)熔敷在该端面上。然后，顶盖被钻孔形成使管状适配座穿过的孔，管状适配座紧密固定在该孔中，而最后，管状适配座通过堆焊在管周围端面部分上的熔敷焊料被焊接，来固定到预先堆焊的焊接材料层上。

钻孔之前，在环状端面熔敷焊接材料层的操作通常被称为“预堆边焊”。

背景技术

直到现在，钻孔之前在环形端面最初熔敷第一焊接材料的操作、钻孔并将管状适配座安装其中之后在端面其余部分上用熔敷第二焊接材料的方法焊接管状适配座件的操作一直采用手工方法，特别是因为管状适配座和容器顶盖内侧之间连接部表面具有的复杂形状。

这种操作费时而昂贵，并需要许多检查工作，因为焊接必须无缺陷。固定在容器顶盖的管状适配座件通常很多(如65或77根管状适配座，根据核反应堆的类型而不同)，这使得操作非常费时而且成本极高。

因此非常需要一种可用来自动熔敷焊接材料的方法，在将管状适配座固定在容器顶盖的球形壁凹面之前进行预堆边焊。

更广泛地说，在将通常为圆柱形的管子通过焊接固定在球形壁内，特别是管子的轴心线不穿过球形壁中心时，需要一种可用来熔敷焊接材料所适用的自动方法。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种将焊接材料熔敷于环状端面内的方法，该环状端面加工形成于球形壁的凹形内表面，该表面位于可接收率管的球形壁的一个区域的外围。该方法可实现降低焊接时间并具有非常好的焊接质量。

基于这种目的，焊接材料可通过以下操作实现自动熔敷：

·使焊枪绕转动轴线转动，该焊枪包括熔化装置和用以进给焊接材料的装置，该轴线沿一个方向延伸，该方向相对于球形壁为径向并穿过环形端面的中心点O；同时，

·使焊枪在垂直于转动轴线的方向内以可控制的方式移动，并校准焊枪在平行于转动轴线的方向上的位置，以这种方式将焊接材料熔敷于环形端面的内部，熔敷形式为至少一条具有稳定特性的椭圆焊带。

以下提到的实现方式可以单独或结合运用：

·在连续的焊道上熔敷焊接材料以得到围绕环形端面的整个外围的椭圆形连续焊带，沿着与转动轴线的方向相垂直的预定方向使焊接转动头移动一个固定距离，这些焊带在两条连续焊道之间叠置且并置在垂直于转动轴线的方向。

·用于熔敷连续焊带的连续焊道通过使焊枪绕着转动轴转动来实现，所述转动轴相对于球形表面的径向延伸，所述轴在与球形表面径向相垂直方向上相对平移。

·焊枪绕转动轴线转动的角速度可以不连续的方式变化，以使得焊枪之电极相对于环形端面的移动线速度基本不变，而焊枪之电极面向环形端面时沿着椭圆形路径移动。

·确定第一组幅角固定的围绕焊枪的转动轴线的扇区，并确定焊枪在该扇区内沿椭圆路径的一个部分移动时经过每个扇区的角速度。

·焊枪围绕转轴转动的同时在垂直于转动轴线方向的Y方向上的预定位移的确定，是通过确定第二组围绕转动轴线的幅角固定的扇区，以及通过分别确定焊枪在方向Y上的位移在进入扇区时的初始值和离开扇区时的最终值来进行的，这些初始值或最终值是对于围绕转轴转动过程中焊枪随之移动的第二组扇区内的每个扇区而言的，而焊枪在扇区内移动的过程中，焊枪在方向Y上的移动是以连续的方式在这两个值之间变化；和

·熔敷形成至少两条焊带，这些焊带在端面内沿连续焊道在方向Y上叠置且并置，在每一条焊道上焊枪沿椭圆路径移动，对每条椭圆路径而言，在第二组扇区的每个扇区内，为焊枪确定不同的方向Y上的移动值。

本发明还提供一种用于将焊接材料熔敷于环状端面内的装置，该环状端面加工形成于球形壁的凹形内表面，该表面位于可接收穿管的球形壁的周边区域，该装置的特征在于，它包括：具有将其固定于球形壁上的装置的一个轴，该轴沿球形壁的径向方向固定在球形壁上的一个环形端面的中心部；转动安装在轴上并绕转动轴线转动的焊接转动头，该焊接转动头在径向内延伸并包括用于驱动旋转的电机驱动装置；安装在焊接转动头上的第一电机驱动架，可在焊接转动头上沿垂直于焊接转动头转动轴线的方向上移动；安装在第一电机驱动架上的第二电机驱动架，可沿平行于转动轴线的方向上移动；固定在第二电机驱动架上的焊枪，包括电极、为电极输送电流的装置、将焊接材料输送到焊接电极附近的装置和将焊接材料供给至电极的电机驱动装置；控制单元，用于控制焊接转动头和第一第二电机驱动架上的电机驱动装置以及供给电流和焊接材料到焊枪之电极的装置。

在优选的实施例中，自动焊接装置的轴以下述方式制成，轴可被固定在一个开孔中，该开孔在球形壁的端面内金属预留部的中心部上钻出形成，轴固定在相对于球形壁为径向的方向内。

附图说明

为了使本发明更易于理解，说明书以例举方式参照附图，该附图描述了依照本发明的自动熔敷方法，以及在将管状适配座固定在核反应堆容器顶盖内的操作情况。

附图1是压水核反应堆容器顶盖在扣盖位置的透视图。

附图2是底部的剖视图，其中管状适配座固定于容器顶盖。

附图3是在加工形成环状端面之后，在固定管状适配座的区域呈碗状摆放的一部分容器壁剖视图。

附图4是采用本发明中的方法将焊接材料预熔敷在环状端面内的焊接装置的简图。

附图5是环状端面以及用于熔敷连续焊带的焊接装置的焊枪所沿椭圆路径的平面视图。

附图6是类似于附图3的视图，在焊缝熔敷形成于环状端面内以后的剖视图。

具体实施例

附图1显示了由附图标记1整体给出的压水核反应堆容器顶盖。

容器顶盖有一个厚度很大的环形法兰1a安装在构成容器顶部的法兰上。法兰1a由开孔2贯穿，用以穿过柱螺栓将容器顶盖固定在容器法兰上。

容器顶盖的中心部1b为球形顶盖的形状并由一些开孔贯穿，开孔用来固定一组管状适配座3，这些管状适配座设置为其轴线与容器顶盖的对称轴线平行。图1中，容器顶盖1表示成处于“扣盖”位置，顶盖通过其法兰1a放置在水平地面上，并使构成容器顶盖中心部1b的球形顶盖的圆形凸起部分朝上。这种配置下，容器顶盖的轴线与管状适配座3的轴线均为垂直方向。在管状适配座组(顶盖被显示具有65根管状适配座)的周围，设置有圆筒形连接器1c，它固定于容器顶盖并可使圆筒形保护壳(图中未示出)放置在管状适配座的周围。

如图1所示，管状适配座分布在构成容器顶盖中心部的球形顶盖1d表面上，并以直线行和围绕容器轴线的环形行排列。因此，除了中心管状适配座之外，其他管状适配座的垂直轴线均不与穿过顶盖1b的球形表面中心的容器轴线相交。

附图2为竖向剖视图，显示了容器顶盖的厚壁4在球形顶盖部分1b的区域。壁4所显示的部分对应固定一根管状适配座3的区域。在固定管状适配座3的区域，球形顶盖状的容器顶盖(呈扣盖位置)的壁4由开孔5贯穿，管状适配座件3安装并固定在该开孔中。低合金铁素体钢容器顶盖的壁4的内侧由不锈钢覆盖层6覆盖。

在顶盖的壁4被锻造并机加工后，采用埋弧焊的方法并用机器进给不锈钢条，不锈钢层(含24％铬和12％镍，或20％铬和10％镍)即熔敷在容器顶盖内侧凹面上。

在使不锈钢层完整覆盖在容器顶盖壁4的内侧面上之后，在每个用以将管状适配座3固定于顶盖内表面的区域加工环状端面7，如图2所示，该端面的截面不对称。然后，镍合金(例如当管状适配座3由镍690合金制成时采用152合金)预堆边焊层8熔敷在每个环形端面7的内部。

图3显示了容器顶盖的壁4的内表面区域，其中在一个区域周围加工环形端面7，穿过该区域加工孔5并使管状适配座件3穿过其中。

图3中，容器顶盖的壁4以碗状显示，即在该位置状态下容器顶盖的凹部方向向上。通常，在适配座穿过的区域内将图3中壁表示成平面，该区域在壁4内表面的圆周方向上延伸出一小段距离。

另外，图3显示了钻孔的轴线10，以及该壁的径向9，以及在管状适配座穿过容器顶盖1的凹形内表面区域，该径向9与孔5的轴线10相交于中心点O。通常，且为了使视图更易于理解，壁4的径向9以垂直方向表示。

穿管状适配座的孔5，在图3中显示在位于球形壁4的区域，这样，孔5的轴线10与该径向之间的夹角略大于38°。

环形端面7围绕设置在半球形外壳4的径向9上的轴线制成，该轴线穿过用以放置管状适配座的孔5的轴线10与壁4的内表面之间的交点O，端面通过加工半圆形壁4的内表面制成。端面7通过铣削加工而成以获得如图3所示精心设计且不对称的外形。壁的金属预留部11保留在环状端面7的中心部分，利用此部分，在预堆边焊材料层熔敷在环状端面7内之后，然后加工穿管的孔5。

本发明中，在端面7内熔敷焊接材料的操作，即所谓“预堆边焊”，以全自动的方式实现。

图4显示了一种自动焊接装置，该装置可用以实现本发明中自动熔敷焊接材料的方法。

图3中显示了容器顶盖的壁4在固定管状适配座的区域。壁以碗形位置被显示出来，从而使得壁4的凹形内表面方向向上且壁4的径向9垂直设置并在穿过半圆形壁的中心的同时穿过壁内表面的端面中心点O。

与手工实现预堆边焊的现有技术相比，如图4所示，为了实现这种自动操作，端面7被加工成具有减小的并且在端面的整个周向上精确固定的宽度，其宽度等于用自动方式熔敷的焊带的多倍宽度。这就可以避免为获得预堆边焊而熔敷部分焊带。

端面7加工完毕之后，在金属预留部11的中心部分沿轴线9的方向上钻孔以获得孔13，轴15位于其中并固定在壁4的半球形内表面的径向9的方向上。

轴15上安装有焊接装置的转动头16，该转动头所支承的驱动装置28用以绕径向轴线9旋转驱动该转动头，转动方向如曲线箭头16’所示。焊接转动头16首先通过第一电机驱动架17支承着自动焊枪20，其中第一电机驱动架径向可动，即沿垂直于轴线9的Y向可动，而第二电机驱动架18轴向可动，即沿平行于轴线9的Z向可动；其次支承着焊丝卷21，该卷对面向焊枪20之电极20’的焊丝导向器22喂丝。焊枪20之电极20’供给有焊接电流，这样电弧在电极20’和端面7的底部之间被引燃。焊丝23由安装有电机驱动回卷装置27的卷轴进给至焊丝导向器22，并被电弧熔化，从而使得焊带熔敷形成在端面7的底部。

焊丝23最好为具有由镍合金如152合金制成的金属被覆盖的丝。

为了实现自动焊接，焊接转动头16在电机装置28的驱动之下实现转动，如箭头16’所示。为了在端面部形成焊带，焊枪20的位置首先利用第一电机驱动架17沿垂直于转动头16的转动轴线9的Y向进行校准。

焊接转动头16绕轴线9转动的同时，焊枪20在可控制的方式下由第一电机驱动架17沿Y向移动，从而使得在整体形状为椭圆形的环形端面7上形成椭圆路径。

为了保证电极20’相对于熔敷有焊接材料的端面7的表面保持精确定位，焊枪20的位置沿平行于径向轴9的Z向依靠第二电机驱动架18进行校准。这使得焊枪20之电极20’的端部与端面7的底面之间的距离可校准至一个精确的定值。端面与沿椭圆路径回转的焊枪20之电极20’之间的电弧可因此精确校准，从而校准焊丝23熔化所需的各种条件。

另外，焊接转动头16绕轴线9的转动速度受到控制，从而为焊枪20之电极20’提供相对于端面底部精确而恒定的线速度。

如下所述，焊接转动头16的转动速度可由非连续地方式进行校准从而具有不同的值，其值取决于焊枪20之电极20’移动所沿的椭圆路径部分。

焊接转动头16转动速度、在驱动架17的驱动之下焊接转动头沿Y向的移动、以及在驱动架18的驱动之下焊枪20在Z向的位置这三方面的校准由连接于焊接转动头16的控制单元30进行控制。转动头16转动的同时，控制单元30用于控制焊接转动头16与驱动架17、18上的驱动电机28。另外，控制单元30还调节提供给焊枪20的焊接电流以及由驱动装置27供给焊丝23的速度。这样，熔敷端面17的焊接速度具有精确固定的特性，即单位长度上的宽度、截面、体积都可以精确确定。

图5显示了端面7在垂直于轴线9的平面内相对于半球形表面径向展开的图形。端面7具有椭圆轮廓的外边缘7a和内边缘7b，椭圆环状端面7在二者之间延伸。为了得到端面7内侧连续的预堆边焊层，形成三条叠置的焊道，他们横向并置在端面的宽度方向。每条焊带经一个焊道被熔敷形成，焊枪绕轴线9经一条焊道完成一次完整的回转，焊枪20之电极20’相对于端面底部沿椭圆焊道跟进。

图5显示了三条由焊枪20之电极20’跟进的椭圆路径T1、T2和T3，经三个连续的阶段形成三条焊带以覆盖环形端面7的底部。

图6显示了三条焊缝8a、8b和8c在径向轴线9所在平面上的剖视图，这三条焊带由熔敷焊材分别经过第一、第二和第三焊道熔敷而成，焊时电极分别沿图5中所示路径T1、T2和T3移动。

图5还显示了沿0°-180°，90°-270°方向的轴，分别对应环形端面7的椭圆外形的长轴和短轴。转动时焊枪和焊接电极的角度位置根据这些轴进行定义。

为了改变转动头和焊枪的转动角速度从而使得焊接电极相对于端面底部获得基本上固定的线速度，将椭圆路径T1、T2和T3细分为一些扇区，在这些扇区中跟进路径不会太偏离中心点在径向轴线9上的圆。因此定义了八个扇区，每个扇区具有45°幅角。由于对称现象，中心点位于长轴0°-180°上的两个椭圆扇区形状相同；同样，中心点位于短轴90°-270°上的两个椭圆扇区形状相同；位置介于位于长轴上的两个扇区和位于短轴上的两个扇区之间的其他四个扇区的形状也同样互相相同。

中心点在短轴90°-270°上的两个扇区选择转动头和焊枪的转动位移角速度V1；中心点在椭圆长轴0°-180°上的两个扇区选择角速度V3；位于中心点在椭圆的长轴和短轴上的各个扇区之间的余下的四个扇区选择中间速度V2。

角速度V1、V2和V3以V1＞V2＞V3的方式选择。角速度V1、V2和V3由以下方式确定，根据每个扇区内路径的不同平均半径，使焊枪和电极相对于端面底面的线速度在路径的所有部分基本上不变。

另外，为了在焊接转动头16绕轴线9转动的同时使电极沿椭圆路径T1、T2和T3运动，必须使焊枪在转动的同时沿Y向移动。焊枪的这些运动由第一电机驱动架17实现。

如图5所示，沿Y向平移(如双向箭头24所示)同时绕轴线9转动(如曲线箭头19所示)的位移量可在连续的扇区内进行连续地调整以占据已定义的区域。

作为转动组件的初始角度位置，被选位置即椭圆路径的短轴(90°-270°)。从这一初始位置开始，Y向移动驱动架17位于其初始位置(对于路径T1、T2和T3而言，位移量均为零)。驱动架17沿Y向在椭圆路径短轴和长轴(0°-180°)相对应的两个位置之间背离转动轴线9运动。90°方向和0°方向之间的象限被细分为四个扇区，每个扇区对应一个由上述定义用于速度调节的半个扇区。在从90°方向开始的第一个扇区内，对路径T1而言Y向位移量从0逐渐增大至a。对路径T2而言Y向位移量从0逐渐增大至b，对路径T3而言Y向位移量从0逐渐增大至c。

在第二扇区，对路径1而言Y向位移量从a变化至a’，对路径2而言Y向位移量从b变化至b’，对路径3而言Y向位移量从c变化至c’。

所提到的对每个路径T1、T2和T3相对于扇区界限而言的Y向位移量出现在离开每个扇区时。如上提到的，离开第一扇区时的位移量分别为a、b和c，离开第二扇区的位移量分别为a’、b’和c’，离开第三扇区的位移量分别为a”、b”和c”，离开第四扇区的移动分别为a、b和c。从0°位置开始，为了跟随椭圆路径，对于如图5所示直至到达270°位置的四个扇区而言，Y向的位移量会以与上述变化相反的方式进行变化，即向着轴线9的方向移动。然后，直至到达180°位置之前，每个扇区内的移动均背离轴线9，最后从180°-90°，移动向着轴线9进行。在每个连续的扇区内，其Y向位移与相对于0°-180°轴呈对称位置扇区内的位移相对称。

因此，焊枪20和电极20’可因此沿椭圆路径移动，这将完全由事先计算好的用来定义每个扇区内的Y向移动的参数进行控制。

当焊枪的转动角速度调整为在每个扇区都相等时，如上所述，对三条椭圆路径T1、T2和T3而言，电极相对于端面的线速度对路径T2而言会比T1略大，而同样地对路径T3而言会比T2略大。采用电极沿椭圆路径移动熔化焊丝时，这种小的线速度差别使得熔敷在端面底部的焊带的质量和稳定性无影响。为了在一个焊道上熔敷焊带，电极的线速度基本上保持不变。

不过，也可以在每个扇区内控制角速度从而为每条路径T1、T2和T3确定不同的值。

在电极沿每条路径T1、T2和T3移动时，如图6所示，分别在端面的底面上熔敷形成焊带8a、8b和8c。焊接电极沿路径T1移动时第一焊道在围绕金属预留部11的端面的底部形成第一焊带8a；随着沿路径T2的移动形成焊带8b，并使得其中一部分叠置于焊带8a之上；沿着路径T3，第三条焊带8c熔敷形成在第二焊带8b之上，并覆盖了包括壁4的不锈钢被覆层6在内的端面外侧部分。

考虑到端面7的不对称性，有必要将焊接转动头的转动轴线从一个焊带到另一个进行偏置。这种偏置可通过调整焊接转动头16在轴15上的安装或通过调整Y向移动来实现，以引起这种偏置。

考虑到端面的底部相对于轴线9的不对称的形状，用以产生第一焊带8a的第一焊道围绕径向轴线9a形成，轴线9a由球形壁4的轴线9偏置而成。用以产生第二焊带8b的第二焊道围绕径向轴线9b形成，轴线9b距离轴线9稍近；第三焊道围绕与半球形壁4的轴线9一致的轴线9c形成。

在焊枪沿椭圆路径移动过程中，焊接电流受到控制，同样焊料(以包覆焊丝的形式)的进给速度受到控制，从而得到具有精确固定特性的焊缝。

调节焊枪的移动状态得到相对于端面保持不变的线速度，并调节焊枪使其在端面的整个周边上获得精确恒定的分段速度以及金相质量。

预堆边焊层8因此通过并置及叠置焊带如8a、8b和8c(如图6所示)得到，该层具有很高的质量并可由全自动、程序化的方式完成。因此可显著地降低形成预堆边焊层所需的时间。在预堆边焊层8熔敷完成之后，对预堆边焊层的表面进行铣削加工，然后钻孔得到用于安装通管的孔5，如图6中所示就在端面中心部金属预留部11与预堆边焊层之间完成钻孔。

然后，通管紧密地装配在孔5之中(例如使用液氮)，且通管通过一种与预堆边焊材和通管金属具有金相兼容性的焊材进行焊接，并在通管和预堆边焊层之间的端面保留部分上形成倒棱。

通管可自动焊接，如用与本申请于同一天提出的一份专利申请中所描述的一种方法，自动焊接转动头可绕通管轴线转动，所述转动头安装在一根轴上，所述轴安装在通管内的所述轴线上。

当然，用本发明的方法预堆边焊之后，管子可以用其他任何自动焊方法来进行焊接，或甚至采用手工焊。

在所有情况下，采用自动方法进行预堆边焊操作可显著降低安装管状适配座所需时间，并为连结提供良好的金相性能。

本发明并非仅限于用来固定穿过容器顶盖的管状适配座，而是可用于固定任何穿过球形壁的圆柱形管状件。

本发明可应用于建造及维修核反应堆之外的用途。

Claims (9)

1、一种将焊接材料(8)熔敷于环状端面(7)内的方法，该环状端面(7)加工形成于球形壁(4)的凹形内表面，该表面位于可接收穿管(3)的球形壁(4)的一个区域的外围，该方法特征在于，焊接材料(8)通过进行以下操作而得以自动熔敷：

.使焊枪(20)绕转动轴线(9)转动，该焊枪(20)包括用熔化装置(20’)和用以进给焊接材料的装置(21)，该轴线(9)沿一个方向延伸，该方向相对于球形壁(4)为径向并穿过环形端面(7)的中心点(O)，球形壁(4)的内表面与穿管(3)的轴线(10)相交于该点；同时，

.使焊枪(20)在垂直于转动轴线(9)的方向(Y)内以可控制的方式移动，并校准焊枪(20)在平行于转动轴线(9)的方向(Z)上的位置，以这种方式将焊接材料(8)熔敷于环形端面(7)的内部，熔敷形式为至少一条具有稳定特性的椭圆焊带(8a、8b、8c)。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，焊接材料(8)熔敷于连续焊道以得到围绕环形端面(7)的整个外围的椭圆形连续焊带，通过在相邻两个连续焊道之间移动焊接转动头(20)并使焊接转动头沿着与转动轴线(9)的方向(Y)相垂直的预定方向使焊接转动头(20)移动，这些焊带在垂直于转动轴线(9)的方向(Y)上叠置且并置于两条连续焊道之间。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，用于熔敷连续焊带(8a、8b、8c)的连续焊道通过使焊枪(20)绕着转动轴线转动来实现，所述转动轴线相对于球形表面的径向延伸，所述轴线在与球形表面径向相垂直的方向(Y)上相对平移。

4、根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，焊枪绕转动轴线(9)转动的角速度可以不连续的方式变化，以使得焊枪之电极(20’)相对于环形端面(7)的移动线速度基本不变，焊枪(20)之电极(20’)面向环形端面(7)的同时沿着椭圆形路径(T1、T2、T3)移动。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定第一组幅角固定的扇区围绕焊枪(20)的转动轴线(9)的扇区，对于每个扇区而言，转动角速度(V1、V2、V3)是确定的，且确定焊枪(20)在扇区内沿椭圆路径的一个部分(T1、T2、T3)移动时经过每个扇区的角速度(V₁、V₂、V₃)。

6、根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，焊枪(20)围绕转动轴线(9)的转动同时在垂直于转动轴线(9)的方向(Y)上预定位移的确定，是通过确定第二组围绕转动轴线(9)的幅角固定的扇区，以及通过分别确定焊枪(20)在方向(Y)上的位移在进入扇区时的初始值和离开扇区时的最终值来进行的，而这些初始值或最终值是对于围绕转轴(9)转动过程中焊枪(20)随之移动的第二组扇区内的每个扇区而言的，在扇区内移动过程中，焊枪(20)在方向(Y)上的移动以连续的方式在这两个值之间变化。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，熔敷形成至少两条焊带(8a、8b、8c)，这些焊带沿连续焊道在端面(7)内在方向(Y)上叠置且并置，在每一条焊道上焊枪(20)沿椭圆路径(T1、T2、T3)移动，对每条椭圆路径(T1、T2、T3)而言，在第二组扇区的每个扇区内，为焊枪确定方向(Y)上不同的移动值。

8、一种用于将焊接材料熔敷于环状端面(7)内的装置，该环状端面(7)加工形成于球形壁(4)的凹形内表面，该表面位于可接收穿管(3)的球形壁的一个周边区域，该装置的特征在于，包括：

一个轴(15)，该具有将其固定于球形壁(4)上的装置，并沿球形壁(4)的径向方向(9)固定在球形壁(4)上的环形端面(7)的中心部；

焊接转动头(16)，该焊接接头转动安装在轴(15)上并绕转动轴线(9)转动，且该焊接转动头在径向(9)内延伸并包括用于驱动旋转的电机驱动装置(28)；

第一电机驱动架(17)，该架安装在焊接转动头(16)上，并可在焊接转动头(16)上沿垂直于焊接转动头(16)的转动轴线(9)的方向(Y)上移动；

第二电机驱动架(18)，该架安装在第一电机驱动架(17)上，并可沿平行于转动轴线(9)的方向(Z)上移动；

焊枪(20)，该焊枪固定在第二电机驱动架(18)上，并包括电极(20’)、为电极(20’)输送电流的装置、将焊接材料输送到焊接电极附近的装置(21，22)和将焊接材料供给至电极(20’)的电机驱动装置(27)；

控制单元(30)，该单元用于控制焊接转动头和第一第二电机驱动架(17、18)上的电机驱动装置以及供给电流和焊接材料到焊枪(20)之电极(20’)的装置。

9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，自动焊接装置(14)的轴(15)以下述方式制成，轴(15)被固定在一个开孔(13)中，该开孔(13)通过在球形壁(4)的端面(7)内金属预留部(11)的中心部上钻孔形成，轴(15)固定在相对于球形壁为径向的方向内。

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