CN1664430A - 一种使管子固定在球形壁上通贯孔中的方法以及表面堆焊焊料的设备 - Google Patents

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Abstract

在球形壁(4)的内表面中围绕着一个区域的外周边加工环状表面(7)，在该区域中壁(4)具有使穿管固定的孔(5)。第一焊接材料(8)堆焊在表面(7)上，并且通过钻穿由表面(7)包围住的一部分球形壁来形成孔(5)。管(3)紧密地接合在孔(5)中，并且第二焊接材料(12)在管(3)的外周熔敷在表面(7)中以便使管(3)焊接到第一焊接材料(8)上。将第一和第二焊接材料(8，12)堆焊在表面(7)中的至少一种操作，可以自动进行，使焊炬(20)围绕着孔(5)的轴线(10)转动，同时在平行于孔(5)的轴线(10)的方向(Z)上移动焊炬，并且在旋转的同时，使焊炬绕着一个与孔(5)的轴线(10)正交的轴线(26)枢转。

Description

一种使管子固定在球形壁上通贯孔中的方法 以及表面堆焊焊料的设备
技术领域
本发明涉及一种使大体上为圆柱形的管子固定在穿过一个球形壁的孔中的方法，以及用于使焊接材料表面堆焊的设备。特别地，本发明涉及一种用于使适配座固定在压水核反应堆的容器顶盖上的方法。
背景技术
由加压水冷却的核反应堆通常包括，在使用中放置成使它的轴线竖直且具有底端和顶端的圆柱形容器，其中该底端由固定到容器的圆柱形壁的底端上的圆形底部构成，顶端构成顶盖的支撑凸缘，该顶盖通常为半球形并且固定到容器上使核反应堆运行时能够阻止容器中所含加压水泄漏。在核反应堆的一回路已经冷却且被降压之后，拆卸顶盖以便能够进入包含核反应堆芯的容器内部。
一般而言，核反应堆堆芯的反应性通过在核反应堆堆芯内沿竖直方向移动的吸附材料控制棒来进行调整。核反应堆的控制棒被固定到在管状适配座内部穿过容器顶盖的驱动轴的底端上，该管状适配座通常为圆柱形且具有固定到其上的机构，该机构用于在竖直方向上移动控制棒。
在核反应堆运行的时候，通过几列同样也在适配座内穿过容器顶盖的热电偶来检测芯部的温度。
因此容器顶盖具有多个穿过它的圆柱形管状适配座，每个都固定在具有竖直轴的孔内侧(当顶盖在容器上处于它的使用位置时)，并且各个适配座分布成多行和且分布在顶盖的多个区域中，其中这些区域绕着容器和顶盖的公同竖向轴成环状，并且容器顶盖的球形壁的中心位于该轴上。根据它们穿过容器顶盖的位置，适配座穿过的孔本身(孔都平行于容器顶盖的该轴线)，各自具有相对于穿过上述孔的该轴线上各个点的半球形顶盖的半径，成不同锐角的轴线。特别地，穿过容器顶盖中的一圈环状孔设置成，使孔的轴线相对于半球形容器顶盖的相应半径成大约38°的角度。一般而言，孔的轴线不穿过半球形顶盖中心(除了一个孔外，该孔置于容器的竖轴上)，并且圆柱形孔与容器顶盖的外壁和内壁之间的相贯呈现出复杂的形状。
每个穿过容器顶盖的适配座都具有顶部和底部，其中顶部伸出到容器顶盖的上方，上述顶部具有固定到其上的、特别是用于移动控制棒的机构，而底部伸出到容器顶盖的下方，该底部相对于顶盖的内表面比相应的顶部要短，并且特别用于容纳再次卡合驱动轴的锥形体。
适配座管通常由镍基合金例如690合金形成，容器顶盖由低合金铁素体钢制造且一层不锈钢覆盖在它的内表面上。在核反应堆运行的同时(在大约320℃的温度和大约155bar的压力下)，适配座管必须能够完全阻止注入到容器中的加压水泄漏，固定在穿过顶盖的孔中，并且它们必须能够经受容器内部的压力。
适配座管牢固地接合在穿过容器顶盖的孔中，通过焊接到低合金钢构成的不锈钢覆盖容器顶盖的内侧部分来进行固定。在形成适配座管通道的顶盖内侧部分的每个区域中，可加工一个环状表面，使它围绕在适配座管穿过的孔周围，与适配座管的材料在金相上相兼容的焊接材料通过焊接(通常通过熔化焊丝)溶敷在表面上。此后，对顶盖钻孔，以形成适配座穿过的孔，适配座就可以牢固地固定在孔中，最后，适配座通过使焊接材料沉积在适配座周围的一部分表面上，从而焊接适配座，使适配座固定到先前溶敷的焊接材料层上。
在钻孔之前，焊接材料层溶敷在环状表面上的操作通常称作“堆焊”。
迄今为止，在钻孔之前最初在环状表面上堆焊第一焊接材料的操作、在钻孔安装好适配座管之后通过使第二焊接材料溶敷在表面的保留部分上从而焊接适配座管的操作，特别是因为适配座和容器顶盖的内侧部分之间结合表面形状很复杂，所以都是由手动执行的。
因为焊接不能有缺陷，所以这种操作冗长且耗费高、而且需要多次检查。固定到容器顶盖上的适配座管的数目通常比较大(例如65或者77个适配座管，这依据核反应堆的类型而定)，这使这种操作极其冗长并且昂贵。
因此，对于执行先进行的堆焊和/或使适配座焊接到容器顶盖的凹球形壁上而言，非常希望有可行的自动焊接方法。
尤其是，希望具有用于使大体上为圆柱形的管焊接到球形壁上的自动焊接方法，特别是以轴线不穿过球形壁中心的方式固定管时。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种方法，使基本上为圆柱形的管固定在穿过球形壁的孔中，该方法包括：在球形壁的内表面位于固定管孔穿过的球形壁区域的周边加工出环状表面，使第一焊接材料堆焊在该表面上；加工焊接材料并且通过钻穿由该表面所包围的球形壁的一部分来形成孔；使管紧密地结合在孔中；并且使第二焊接材料在管的外周处溶敷在表面中，以便使管焊接到已堆焊在表面中的第一焊接材料上，这样就可以缩短作业时间高质量地执行这种方法。
为此，第一和第二焊接材料的至少一种通过执行以下的操作自动溶敷在表面中：
·配备具有用于连续地供给焊接材料的装置和用于熔化焊接材料的装置的自动焊炬，并且使它围绕用于固定管子的孔的轴线转动；并且
·沿平行于孔的轴线的方向移动自动焊炬，并且在焊炬转动的同时使焊炬绕着与孔的轴线正交的轴线枢转，从而使焊接材料以具有特性恒定的焊带的形式熔敷在表面中。
特别地，单独或者组合实施：
·在两个焊接通道之间，通过使焊接头部在与用于固定管子的孔的轴线垂直的方向上移动预先固定的距离，沿着环状表面的外周延伸并在垂直于固定管子的孔的轴线的方向上并列地在连续通道上自动堆焊连续的焊带。
·执行以下的步骤：通过加工形成环状表面，在环状表面内部留下球形壁的保留金属；在表面内的保留金属内侧沿着用于固定管子的孔的轴线钻孔；在孔中使一个轴固定在孔的轴线上；使自动焊接设备的旋转焊接头部安装在该轴上以便使它绕着该孔的轴线旋转；并且通过使自动焊接设备的焊接头部绕着轴上的孔的轴线旋转而使第一焊接材料堆焊在环状表面上；
·在管子已经紧密地卡合在穿过球形壁的孔中之后，自动焊接设备的轴在管的轴线上固定在管内，其中自动焊接设备具有可旋转地安装在轴上的焊接头部，并且管通过使焊接头部绕着固定在管中的轴上的轴线转动而自动焊接到球形壁上；并且
·为了使第一和第二焊接材料的至少一个自动熔敷在表面中，在焊炬绕着该孔的轴线旋转的同时，控制供给至焊炬的电流和向焊炬供给的焊接材料的供给速率。
本发明还提供一种用于在环状表面中沉积焊接材料的设备，其中在球形壁中围绕着使孔穿过球形壁，以便将圆柱形管固定到球形壁上的区域加工环状表面，该设备的特征在于：它包括一个轴，该轴具有在管子固定孔的轴线上将其固定到壁上的装置，一个安装在轴上绕着孔的轴线旋转并且包括旋转驱动马达装置的焊接头部，一个由焊接头部支承并且在与固定管子的孔的轴线平行的方向上可移动的第二马达驱动支架，一个绕着与固定管子的孔的轴线相正交的轴线可枢转地安装的焊炬，一个使焊炬绕着第二支架上枢转轴枢转而使焊炬倾斜的马达驱动设备，以及用于控制第二支架和倾斜设备的位移、从而使焊炬相对于球形壁的表面保持某个恒定倾斜角度和恒定距离的位置的控制装置。
在特定实施例中，具有下列单独或者组合特征：
·设备还包括安装了第一马达驱动支架，该支架在焊接头部上沿着与焊接头部的轴的轴线相垂直的方向移动，在焊接头部上安装了在与该轴的轴线平行的方向上移动的第二马达驱动支架；
·自动焊接设备的轴以能够固定在开孔中的方式形成，其中开孔通过从表面内的保留金属的中央部沿着管固定孔的轴线方向钻进球形壁中经加工而成，以便使第一焊接材料自动堆焊在表面中；并且
·该设备包括用于使自动焊接设备的轴在管孔内固定在轴线上的装置，以便使管子自动焊接到球形壁上。
附图说明
为了更好地理解本发明，下面是参照本发明中用于使适配座固定在核反应堆的容器顶盖中的自动方法的附图，借助于实例给出的说明。
图1是处于扣盖放置的压水核反应堆的容器顶盖的透视图。
图2是将适配座固定到容器顶盖的底部的剖视图。
图3是在固定适配座管区域中呈碗状放置的一部分容器壁的剖视图，在第一焊接材料已经堆焊之后和对球形壁进行填充之前。
图4是焊接设备的示意图，该设备使用本发明的自动方法在表面中预先堆焊第一焊接材料以便固定适配座管。
图5是在适配座管已经放进穿过壁的孔中之后半球形顶盖的壁部剖视图。
图6是在焊接适配座时实施本发明方法的自动焊接设备的示意图。
具体实施方式
图1显示了加压水核反应堆容器的顶盖，总体由序号1表示。
容器顶盖具有厚度非常大的环状凸缘la，用于装配到构成容器顶部的凸缘上。凸缘la穿孔成开孔2，将容器顶盖固定在容器凸缘上的螺栓穿过该开孔2。
容器顶盖的中央部lb为球盖形，并且被固定多个适配座3的开孔穿通，该适配座3设置成使它们的轴线与容器顶盖的对称轴平行。在图1中，容器顶盖1呈“扣盖”放置，顶盖通过凸缘la停放在水平地面上，并且球形盖构成朝上凸起的圆球状容器顶盖的中央部lb。在这个布置中，容器顶盖的轴线和适配座3的轴线都竖直。围绕着该组连接器(示出的顶盖具有65个连接器)放置有圆柱形连接件lc，该圆柱形连接件lc固定到容器顶盖上且使圆柱形保护罩(未显示)放置在适配座圆周。
从图1中可以看出，适配座分布在球形盖lb构成容器顶盖的中央部的表面上，呈直线排列以及围绕着容器轴呈环形排列。因此，除中心适配器外，适配座具有与经过盖子lb的球形表面中心的容器轴线不交叉的竖直轴线。
图2是容器顶盖球盖形部分1b的厚壁4一个区域的竖向视图。壁4中所显示的部分对应于用于固定连接器3的区域。在用于固定连接器3的区域中，具有球盖形的容器顶盖的壁4(在扣盖位置)由开孔5穿透，其中在开孔5中卡合并固定了适配座管3。低合金铁素体钢容器顶盖的壁4内侧覆盖了一层不锈钢层6。
在锻造和加工出顶盖的壁4之后，使用可供给不锈钢带的机器通过埋弧焊方法使不锈钢层(24％的铬和12％的镍，或20％的铬和10％的镍)堆焊在容器顶盖的凹形内表面上。
在使不锈钢层覆盖在容器顶盖壁4的整个内表面上之后，在将适配座3固定到顶盖的内表面上的每个区域中形成环状表面7，其中该表面的截面不对称，如图2所示。此后，镍合金堆焊层(例如固定由镍690合金制成的适配座3用的152合金)溶敷在每个环形表面7内侧。
图3显示了容器顶盖壁4的一个区域，其中在下面将要钻出孔5以穿适配座管3的区域中，已经加工出了环状表面7。在图3中，容器顶盖壁4呈碗状放置，即处于容器顶盖的凹部朝上的位置上。在图3中，在适配座穿过的区域，一般将壁4的形状实际上表示为一个平面，该区域在壁4内表面的圆周方向上延伸一段较短的距离。另外，图3显示了将要钻孔5的轴线10，和壁4的径向9，径向9与孔5的轴线10在适配座穿过的区域的中心点O处交叉。因为通常为了示图清楚，壁4的径向9表示成竖直的。
如图3所示，使适配座穿过的孔5位于球形壁4的一个区域中，这样孔5的轴线10和径向9之间的角度稍微大于38°。
如图3所示，在绕径向9加工形成具有不对称外形的环状表面7之后，例如溶敷Inconel 150合金作为第一焊接材料来形成堆焊层8，然后研磨再加工以便获得完工状态下的堆焊层8的内表面8′。
以后沿着轴向10钻孔形成穿透壁4的孔5。
如图2所示，适配座3紧紧地卡合并固定在孔5中。为了实现这一点，提供一个具有直径略小于适配座3外径的孔5，并且使用液氮来安装适配座3，即在适配座3的底部冷却到液氮温度之后，使适配座3卡合在孔5中如图2所示的安装位置上。当适配座3返回到壁4的温度(通常为大约20℃的温度)时，适配器管的膨胀保证使它紧密地安装在孔5内的已确定位置上。然后带有螺纹3b的适配座3的底部3a稍微伸出到容器顶盖底面下方(如图2中所示的扣盖位置)，该螺纹3b用于安装控制棒卡合锥形体。适配座的顶部3c伸出到壁4的凸形顶面上方，图中只显示了一部分。
此后，通过使焊接材料12熔敷在堆焊层8被堆焊且加工之后留出来的表面7的保留部分上，使适配座3焊接到容器顶盖上，这样就在由镍合金制成的适配座9和也由镍合金形成的堆焊层8之间提供金相上键合。第二焊接材料12通常由与堆焊层8一样的镍合金构成。
在本发明中，通过熔敷第一焊接材料层8来进行堆焊以及通过熔敷第二焊接材料来焊接适配座3的操作中至少一种可以通过完全自动的方式来执行。
图4显示了自动焊接设备，该设备可以用于实现本发明的自动熔敷焊接材料的方法。
同图3一样，容器顶盖的壁4处于呈碗状放置的适配座固定区域中，并且壁4的径向沿竖直方向延伸。
在容器顶盖的壁4内侧已经覆盖了不锈钢层之后，围绕着适配座将要穿过的区域加工环状表面7。
加工环状表面7，以保留表面7中央部的保留金属11。与手动执行堆焊的现有方法相比较，为了自动执行这个操作，如图4所示围绕着表面的周围，加工一个厚度减小了的、且精确恒定的表面7，其中所述的厚度等于自动堆焊的焊带宽度的几倍。这就不需要堆焊部分焊带组成堆焊层。
此后，沿孔的理论几何轴线方向10对保留金属11的中央部进行钻孔，其中在形成堆焊层8且顶盖壁4被钻孔之后，将适配座固定到该孔中。例如如图2所示，对于适配座而言，轴线10相对于方向9成略微大于38°的角度，其中方向9相对于壁4为正交方向或径向。用于形成堆焊层8且整体参考标记为14的自动焊接设备具有轴15，该轴卡合且固定在轴向10的开孔13内，其中该开孔通过沿环状表面7的中央部钻入保留金属11而预先制备而成。旋转头部16安装在轴15上，并且具有如弯箭头16′所示驱动它绕着轴15的轴线10旋转的装置28。首先，旋转头部16经由沿径向可移动的第一马达驱动支架17、轴向可移动的第二马达驱动支架18和马达驱动的焊炬倾斜设备19来支承自动焊炬20，其次，还支承一卷焊丝21，它向指向焊炬20的电极20′的焊丝导向装置22提供焊丝。焊炬20的电极20′被供电从而进行焊接，这样就在电极20′的端部和表面7的底部之间形成电弧。由装配有马达驱动的退绕设备27的卷丝向焊丝导向装置22供给焊丝23，该焊丝被电弧熔化从而在表层7的底部上堆焊焊带。
焊丝23最好是一种其金属部分由一种镍合金例如125合金形成的被覆丝。
为了自动执行焊接，焊接头部16设置成在其驱动装置28的驱动下如箭头16′所示地进行旋转。为了在表面7的一部分中形成焊带，首先，定位焊炬20的位置由支架17沿着与头部16的旋转轴线垂直的Y方向进行调整。此后，支架17保持静止，并且在头部16旋转的同时，通过轴向位移支架18以受控制的方式沿平行于轴线10的轴向Z移动焊炬20，从而使椭圆的焊带熔敷在该表面底部。
为了保证电极20′相对于焊接材料的熔敷表面保持在精确恒定的位置上，焊炬20绕着一个轴线的倾斜由焊炬倾斜设备19来调整，其中该轴线与孔的理论轴线正交并且与包含轴线Y和Z的平面垂直。这就保证了电极20′的端部和熔敷表面之间的距离，并且焊炬的电极20′相对于孔的理论轴线方向倾斜的角度被调整为精确地保持恒定的值。因此焊丝23可以用于堆焊具有恒定特性的焊带，其中该焊丝以可调节的方式供给由熔化电极20′所产生的电弧。
在焊接头部16的整个旋转过程中，支架沿轴向方向Z的位移和焊炬20的倾斜角度，以及焊接电流和焊丝23的线性供给速率都可由自动焊接设备14的控制单元30进行程序控制，从而产生具有精确恒定特性的焊带。特别地，焊接电流和焊丝的供给速率在焊接头部的旋转期间可以进行调整，以便获得规则的堆焊层。
如上所述，在堆焊层8已经熔敷在环状表面7上之后，已经熔敷的堆焊层通过研磨进行加工以获得具有完工状态的层8。在这之后，在壁4的中央部内沿预先设定的、且经过保留金属11的轴向10上钻出孔5，其中在形成表面7之后，该保留金属11被留在了适当的位置上。然后如图5所示，适配座管3被紧密地卡合固定(容器顶盖处于碗状位置)。
如图5所示，堆焊层8盖住了在铁素体钢壁4和不锈钢层6中加工出的表面7的底部。通过填充焊接准备槽24，在两种镍合金之间以相一致的方式进行适配座的焊接，其中槽24设置在适配座3的镍合金壁和堆焊层8之间，堆焊层8由与构成适配座3的合金相兼容的镍合金制成。槽24可以使用例如由与堆焊层8的镍合金类似的镍152合金构成的焊接材料来填充。在本发明中，可以在通过上述方式自动执行堆焊之后再执行手工焊接。然而，如图6所示，最好可通过使用参照图4描述的自动焊接设备14或使用相似的设备，使适配座3焊接到容器顶盖的壁4上。用于焊接适配座3且如图6所示的自动焊接设备14，除了包括如上所述的部件之外，还包括装置25，该装置用于使轴13在适配座轴线上在适配座3的孔内固定且定中，然后该轴13保持在孔5和适配座3的轴线10上。
用于在槽24中形成焊带的自动焊接设备14的操作，类似于形成所述堆焊层的焊接设备的操作。槽24使用由具有精确恒定特性的并排焊带构成的焊接材料12进行填充。在两个焊接通道之间，为了使两个连续的焊带都沿着槽24的外周熔敷，马达驱动的支架17使焊炬沿垂直于轴线10的Y方向，移动一个与焊带宽度相对应的确定量。如前所述，轴向位移支架18和用于调整焊炬倾斜角度的设备19在进行焊接的整个过程中都由程序控制和调整。自动焊接机器的焊接电流和丝的供给速率也是如此。控制单元30使焊炬的位移可以由马达驱动的支架17、18和倾斜设备19来控制，且使焊接条件(焊接电流和焊接材料的供给速率)可以通过程序控制方式进行调整。
这使固定适配座的堆焊和焊接可以通过质量精确恒定的方式自动地执行，且执行速度提高。
本发明中用于固定适配座的方法可以通过以上述方式自动地执行表面的初步堆焊和适配座的焊接来实现，或者通过仅仅自动执行堆焊和焊接操作两者之一来实现。
可以选择使用一种不同于上述的方法来手动或自动执行堆焊。特别地，堆焊可以通过与本发明在同一天提交的专利申请所描述的自动方法来执行，其中焊接材料通过使焊炬绕着一个相对于容器顶盖的球形表面沿径向延伸的轴线旋转而进行溶敷。
为了实现本发明的方法，也可以通过如上所述的自动方式，使焊接头部绕着一个轴线旋转来执行堆焊，该轴线相对于容器顶盖球形表面的径向方向倾斜，且可通过不同的方式执行自动焊接或者甚至手动地执行焊接。
在所有的情况下，以自动方式执行堆焊和焊接操作中的至少一种，可以显著缩短用于进行固定适配座的操作所需要的时间，并且获得冶金质量非常好的效果。
本发明并不限于穿过容器顶盖的适配座的固定，也可以用于固定任何穿过球形壁的圆柱形管状元件。
本发明可以应用到建造或者修复原子核反应堆之外的领域中。

Claims (9)

1.一种用于将基本上为圆柱形一个管(3)固定在沿着一个轴向(10)穿过一个球形壁(4)的一个孔(5)中的方法，该方法包括：在球形壁(4)的内表面位于球形壁(4)的一个区域的周边加工出环状表面(7)，固定该管(3)的孔(5)穿透该球形壁(4)；在表面(7)中堆焊第一焊接材料(8)；加工第一焊接材料(8)并通过钻穿由该表面(7)所包围的一部分球形壁(4)来形成孔(5)；使管(3)紧密地结合在孔(5)中；并且在表面(7)中管(3)的外周上熔敷第二焊接材料(12)，以便使管(3)焊接到此前堆焊在表面(7)中的第一焊接材料(8)上，该方法的特征在于，将第一和第二焊接材料(8，12)熔敷表面(7)中的至少一个操作可以通过进行以下的操作来自动执行：
·配备一个具有用于连续地供给焊接材料(23)的装置(20)和用于熔化焊接材料的装置(20′)的自动焊炬(20)，并且使它围绕用于固定该管(3)的该孔(5)的轴线(10)转动；同时
·沿与孔(5)的轴线(10)平行的方向(Z)移动自动焊炬(20)，并且在焊炬(20)转动的同时使焊炬(20)绕着与孔(5)的轴线(10)正交的轴线进行枢转，从而以具有恒定特性的焊带形式使焊接材料(8，12)熔敷在表面(7)上。
2.如权利要求2所述的方法，其特征在于，第一和第二焊接材料(8，12)中的至少一种可以进行自动熔敷，即在两个焊接通道之间，通过使焊接头部(20)在与固定管(3)的孔(5)的轴线(10)垂直的方向(Y)上移动预先固定的距离，沿着环状表面(7)的外周延伸并且在垂直于固定管(3)的孔(5)的轴线(10)的方向(Y)上并列地在连续通道上自动堆焊连续的焊带。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，执行如下的步骤：通过加工形成环状表面(7)，使球形壁(4)的保留金属(11)留在环状表面(7)内侧；在表面(7)内侧的保留金属(11)中沿着用于固定管(3)的孔(5)的轴线(10)钻孔(13)；在孔(13)中将一个轴(15)固定在孔(5)的轴线(10)上；将自动焊接设备(14)的旋转焊接头部(16)安装在轴(15)上以便使它绕着孔(5)的轴线(10)旋转；通过将自动焊接设备(14)的焊接头部(16)设置成绕着轴(15)上的孔(5)的轴(10)旋转，从而使第一焊接材料(8)自动堆焊在环状表面(7)中。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在管(3)紧密地卡合在穿过球形壁(4)的孔(5)中之后，在管(3)内将具有可旋转地安装在轴(15)上的焊接头部(16)的自动焊接设备(14)的轴(15)固定在管(3)的轴线上，并且通过使焊接头部(16)绕着固定在管(3)中的轴(15)上的轴线(10)转动，从而将管(3)自动焊接到球形壁(4)上。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，为了使第一和第二焊接材料(8，12)中的至少一种自动熔敷在表面(7)中，在焊炬绕着该孔的轴线旋转的同时，控制供给至焊炬的电流和向焊炬供给的焊接材料的供给速率。
6.一种用于在环状表面(7)中沉积一种焊接材料(8，12)的设备，其中在球形壁(4)中围绕着使孔(5)穿过球形壁(4)以便将圆柱形管(3)固定到球形壁(4)上的区域，加工环状表面(7)，该设备的特征在于：它包括一个轴(15)，该轴具有在固定管(3)的孔(5)的轴线(10)上使其固定到壁(4)上的装置(25)，一个安装在轴(15)上绕着孔(5)的轴线(10)旋转并且包括旋转驱动马达装置(28)的焊接头部(16)，一个由焊接头部(16)支承并且在与固定管(3)的孔(5)的轴线(10)平行的方向(Z)上可移动的第二马达驱动支架(18)，一个绕着与固定管(3)的孔(5)的轴线(10)正交的轴线可枢转地安装的焊炬(20)，一个使焊炬(20)绕着第二支架(18)上的枢转轴(26)枢转而使焊炬(20)倾斜的马达驱动设备(19)，以及用于控制第二支架(18)和倾斜设备(19)的位移、从而使焊炬(20)相对于球形壁(4)的表面(7)保持某个恒定倾斜角度和恒定距离的位置的控制装置(30)。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，它还包括第一马达驱动支架(17)，安装的该支架在焊接头部(16)上沿着与焊接头部(16)的轴(15)的轴线(10)垂直的方向(Y)移动，在焊接头部(16)上安装了在与轴(15)的轴线(10)平行的方向(Z)上移动的第二马达驱动支架(18)。
8.如权利要求6或者7所述的设备，其特征在于，自动焊接设备(14)的轴(15)以能够固定在开孔(13)中的方式形成，其中开孔(13)通过从表面(7)内的保留金属(11)的中央部沿着固定管(3)的孔(5)的轴线(10)的方向钻进球形壁(4)中经加工而成，以便使第一焊接材料(8)自动堆焊在表面(7)中。
9.如权利要求6或者7所述的设备，其特征在于，它包括装置(25)，用于使自动焊接设备(14)的轴(15)在管(3)的孔内固定在该轴线上，以便使管(3)自动焊接到球形壁(4)上。
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