CN220574978U - 压力电阻焊的焊接室组件及端塞压力电阻焊装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压力电阻焊的焊接室组件及端塞压力电阻焊装置，包括焊室模块、电极拉紧模块和管夹紧模块，电极拉紧模块位于焊室模块和管夹紧模块之间，采用可拆卸方式与管夹紧模块和/或焊室模块连接；焊室模块用于容纳管材和端塞，在焊室模块中实现管材和端塞的压力电阻焊；管夹紧模块用于夹紧管材；电极拉紧模块给焊室模块提供沿管材轴向方向的拉力，使焊室模块中的电极夹紧管材。可以使得电极自动找中，受到周向均匀的挤压力，且焊接室组件拆装方便，便于对一些部件进行维护。

Description

压力电阻焊的焊接室组件及端塞压力电阻焊装置

技术领域

本实用新型涉及压力电阻焊技术领域，具体而言，涉及一种压力电阻焊的焊接室组件及端塞压力电阻焊装置。

背景技术

在核电领域，压力电阻焊工艺在燃料棒制造中应用较为广泛，在焊接过程中通电，使得原材料处于软化状态，通过压力使软化的金属间净化，形成结合接头。由于没有形成熔池，污染物无法进入焊缝，使得这一工艺对污染不敏感，更易于获得高质量的接头。同时，燃料棒压力电阻焊工艺还省去了充氦堵孔焊接工序，使燃料棒减少一道焊缝，提高了燃料棒的生产效率与可靠性。

现有的燃料棒压力电阻焊的焊室常常为燃料棒的包壳管与端塞之间的压力电阻焊接，需要在洁净的气氛环境中进行，以免焊接过程中有害杂质对焊缝带来危害。

现有技术CN211414011U公开了一种核燃料棒端塞压力电阻焊加压装置，装置包括顶锻电缸、压力传感器、浮动接头、导向调整机构、位移传感器、端塞座、电极杆、包壳管、焊接室、气动执行机构；顶锻电缸安装在基座上，顶锻电缸的一端与伺服电机相连，由伺服电机提供执行动力，另一端连接浮动接头，浮动接头正对电极杆，电极杆安装在导向调整机构上，电极杆与浮动接头接触一端安装有压力传感器，压力传感器用于和控制器相连，端塞座安装在中空的电极杆的另一端部，并且电极杆内提供负压，用于吸附住端塞座。

现有的燃料棒压力电阻焊焊室系统一般采用整体加工的一体式结构，并采用气缸对夹电极的方式。这种设计使得焊室系统不够紧凑，拆装不方便，维护难度大，且系统复杂。另外，管电极夹持包壳管不同步，容易造成夹紧不均匀。

鉴于以上技术问题，特推出本实用新型。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种压力电阻焊的焊接室组件及端塞压力电阻焊装置，用于解决焊室拆装不方便，维护难度大，系统复杂，管电极夹持包壳管不同步的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提出了一种压力电阻焊的焊接室组件，包括焊室模块、电极拉紧模块和管夹紧模块，电极拉紧模块位于焊室模块和管夹紧模块之间，采用可拆卸方式与管夹紧模块和/或焊室模块连接；焊室模块用于容纳管材和端塞，在焊室模块中实现管材和端塞的压力电阻焊；管夹紧模块用于夹紧管材；电极拉紧模块给焊室模块提供沿管材轴向方向的拉力，使焊室模块中的电极夹紧管材。

进一步的，焊室模块包括圆台段，用于容纳电极，圆台段的周向上设置有多个开槽。

进一步的，电极具有三瓣式结构，沿圆台段的周向分布，各瓣电极之间的空隙与开槽连通。

进一步的，焊室模块还包括管电极支撑部，管电极支撑部具有锥面，锥面与圆台段配合。

进一步的，焊室模块内包括管电极部，管电极部穿过管电极支撑部，可拆卸连接在电极拉紧模块上。

进一步的，电极拉紧模块包括管密封圈和管密封固定块，管密封圈与管密封固定块连接，管密封固定块与管电极支撑部连接，管密封圈套设于管材上，对管材与电极拉紧模块之间的空隙进行密封。

进一步的，焊室模块包括安装于其一端的焊室盖，焊室盖容纳电极杆，端塞位于电极杆端部，焊室盖包括电极杆密封圈，电极杆密封圈对电极杆与焊室模块之间的空隙进行密封。

进一步的，管夹紧模块包括：筒夹、管夹紧气缸和管夹紧支撑座，管夹紧支撑座安装于管夹紧气缸上，筒夹安装于管夹紧支撑座上，筒夹容纳管材。

进一步的，管夹紧模块通过第一螺栓杆与电极拉紧模块连接，和/或电极拉紧模块通过第二螺栓杆与焊室模块连接。

为了实现上述目的，根据本实用新型的另一个方面，提出了一种端塞压力电阻焊装置，包括第一送料机构、压塞机构和第二送料机构，包括焊接室组件，第一送料机构位于焊接室组件一侧，将管材输送至焊接室组件内，压塞机构和第二送料机构位于焊接室组件另一侧，第二送料机构将电极杆输送至焊接室组件中，压塞机构对电极杆施加焊接压力。

应用本实用新型的技术方案，至少实现了如下有益效果：

1、本焊接室组件采用模块化设计，通过设置焊室模块、电极拉紧模块和管夹紧模块，能够实现对管材的电极夹紧、密封和安全夹紧功能，三个模块功能结构独立，整个焊接室组件结构简单，占用空间小，且可以根据需求进行灵活配置不同的模块，适用范围广，可以满足管材与端塞之间压力电阻焊的焊接要求。

2、本焊接室组件的三个模块之间采用螺栓杆进行可拆卸装配，使得本焊接室组件拆卸、安装方便，管夹紧模块设置在焊接室组件的一侧，结构和功能上与其他部件独立，方便对管夹紧模块进行维护。

3、本焊接室组件通过设置管电极部具有圆台段与锥面配合，以及设置开槽和三瓣式电极，使得管电极部在受到沿管材轴向方向的拉力时，圆台段可以沿径向同步收缩，具有自动找中的功能，管材受到周向均匀的压力，便于获得高质量的焊接接头。

4、本焊接室组件通过设置管电极部与电极拉紧模块螺纹连接，以及焊室盖与焊室壳体通过简单快拆结构连接，保证管电极部的快捷拆卸和维护。

5、本焊接室组件通过设置管密封圈实现对管材一侧的密封，设置电极杆密封圈实现对端塞一侧的密封，从而实现了对整个焊接空间进行完全密封，通过抽真空座和充氦气座实现对焊接空间的惰性气体保护，从而保证了焊接质量。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了管材和端塞之间进行压力电阻焊示意图；

图2示出了一个实施例的压力电阻焊的焊接室组件外观示意图；

图3示出了一个实施例的压力电阻焊的焊接室组件正视图；

图4示出了一个实施例的压力电阻焊的焊接室组件剖视图；

图5示出了一个实施例的管电极部正视图；

图6示出了一个实施例的管电极部左视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、焊室模块；11、管电极支撑部；12、焊室盖；13、电极杆夹紧气缸；14、电极杆密封圈；15、焊室壳体；16、抽真空座；17、充氦气座；18、焊室盖固定座；2、电极拉紧模块；21、电极拉紧气缸；22、管密封圈；23、管密封固定块；3、管夹紧模块；31、筒夹；32、管夹紧气缸；33、管夹紧支撑座；34、导向座；4、管电极部；41、管电极座；42、圆台段；43、开槽；44、管电极锁紧螺钉；45、电极；5、管材；6、端塞；7、第一螺栓杆；8、第二螺栓杆。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本实用新型所要求保护的范围。术语“包括”在使用时表明存在特征，但不排除存在或增加一个或多个其它特征；术语“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请的焊接室组件用于管材和端塞的压力电阻焊接，在本实施例中，以燃料棒的压力电阻焊为例，对燃料棒的包壳管与端塞进行压力电阻焊接，如图1所示，包壳管即管材5，在密封的焊接空间内，端塞6与包壳管的管口接触后，在该焊接空间内建立洁净的保护气氛和压力环境，电极45夹紧包壳管的端部，并通过电极45向包壳管和端塞通入电流，使得焊接处原材料处于软化状态，再通过在端塞一侧施加压力，使软化的金属间净化、形成结合接头。

在本实施例中，在焊接室组件中实现上述焊接过程，并实现对包壳管的夹持、固定和密封，同时作为接入点，将焊接电流引入包壳管前端，并为其提供洁净的气氛环境和承受一定的气体压力。

实施例：

本申请提出了一种压力电阻焊的焊接室组件，如图1所示，焊接室组件包括焊室模块1、电极拉紧模块2和管夹紧模块3，电极拉紧模块2位于焊室模块1和管夹紧模块3之间。电极拉紧模块2采用可拆卸方式与管夹紧模块3和/或焊室模块1连接。优选地，焊室模块1、电极拉紧模块2和管夹紧模块3三个模块之间均采用螺栓杆方式进行可拆卸连接。

焊室模块1用于容纳管材5和端塞6，在焊室模块1中实现管材5和端塞6的压力电阻焊。电极拉紧模块2给焊室模块1提供沿管材5轴向方向的拉力，使焊室模块1中的电极45夹紧管材5。管夹紧模块3用于夹紧管材5，在电极拉紧焊接时，起安全作用，防止焊件在焊室内充高压气体情况下飞出，引发事故。另外，管夹紧机构具有夹紧管材和安全夹紧双重功能，可以满足不同焊接结构需求。

本焊接室组件采用模块化设计，通过设置焊室模块、电极拉紧模块和管夹紧模块，能够实现对管材的电极夹紧、密封和安全夹紧功能，三个模块功能结构独立，整个焊接室组件结构简单，占用空间小，且可以根据需求进行灵活配置不同的模块，适用范围广，可以满足管材与端塞之间压力电阻焊的焊接要求。

如图2所示，焊室模块1内设置有管电极部4，优选地，管电极部4在焊室模块内为一个独立的机构，其轴向的方向与管材的轴向方向相同，电极45位于管电极部4内。

管电极部4的结构如图5-图6所示，具有电极45及外部的管电极座41，管电极座41的一端为圆台段42，内部用于容纳电极45。圆台段42的周向上设置有多个开槽43，开槽43的方向沿管电极座41的轴向方向。使得圆台段42具有一定的弹性，可以沿径向收缩以夹紧电极45。

进一步优选地，如图6所示，电极45具有三瓣式结构，均匀地沿圆台段42的周向分布，电极45通过管电极锁紧螺钉44安装于圆台段42内。各瓣电极45之间的空隙与开槽43连通。在圆台段沿径向同步收缩时，管材可以自动找中，使得管材受到周向均匀的压力。

如图4所示，焊室模块1内部设置有管电极支撑部11，管电极支撑部11具有锥面，锥面与圆台段42配合。这样使得锥面可以将管电极部4沿管材的轴向方向限位。安装时，管电极部4穿过管电极支撑部11，前端的圆台段与管电极支撑部11的锥面配合。后端可拆卸连接在电极拉紧模块2上。优选地，电极拉紧模块2内具有电极拉紧气缸21，管电极部4的后端设置有螺纹，通过螺纹连接在电极拉紧气缸21上。通过控制通断压缩气体，管电极拉紧气缸21动作，实现对管电极部4的拉紧和松开，使管电极部4夹紧包壳管。

本焊接室组件通过设置管电极部具有圆台段与锥面配合，以及设置开槽和三瓣式电极，使得管电极部在受到沿管材轴向方向的拉力时，圆台段可以沿径向同步收缩，具有自动找中的功能，管材受到周向均匀的压力，便于获得高质量的焊接接头。

如图4所示，电极拉紧模块2还包括管密封圈22和管密封固定块23，管密封圈22与管密封固定块23连接，管密封固定块23与管电极支撑部11连接。管密封圈22套设于管材5上，通过通断压缩气体，管密封圈22实现对包壳管的夹紧密封，对管材5与电极拉紧模块2之间的空隙进行密封，即管密封圈22在包壳管的一侧使焊接空间与外部环境隔开。

另外，焊室模块1包括焊室壳体15以及焊室盖12，焊室盖12安装在焊室壳体15一侧的焊室盖固定座18上。焊室盖12与焊室壳体15通过简单快拆结构连接，可以快捷拆卸焊室盖12后拧出管电极部4，从而保证管电极部4的快捷拆卸和维护。

焊室盖12中心处容纳电极杆夹紧气缸13，电极杆夹紧气缸13用于容纳并夹紧电极杆。端塞6位于电极杆端部。焊室盖12还包括电极杆密封圈14，电极杆密封圈14对电极杆与焊室模块1之间的空隙进行密封。

如图3所示，焊室模块1还包括抽真空座16和充氦气座17，抽真空座16和充氦气座17均位于所述焊室壳体15上，连通焊室模块1的内外部。分别可以抽出焊接空间内的空气并充入氦气。

本焊接室组件通过设置管密封圈实现对管材一侧的密封，设置电极杆密封圈实现对端塞一侧的密封，从而实现了对整个焊接空间进行完全密封，通过抽真空座和充氦气座实现对焊接空间的惰性气体保护，建立保护气氛保护被焊对象不被氧化，从而保证了焊接质量。

如图4所示，管夹紧模块3包括：筒夹31、管夹紧气缸32和管夹紧支撑座33，管夹紧支撑座33安装于管夹紧气缸32上，筒夹31安装于管夹紧支撑座33上，筒夹31用于容纳管材5。还包括导向座34，也安装在管夹紧支撑座33上，起到了导向作用，以方便包壳管插入到筒夹中。通过通断压缩气体，管夹紧气缸32动作，通过管夹紧气缸32推动管夹紧支撑座33，管夹紧支撑座33挤压筒夹31，实现对管材5的夹紧，从而完成管夹紧模块3对包壳管的夹紧。在电极拉紧焊接时，起安全作用，防止焊件在焊室内充高压气体情况下飞出，引发事故。另外，管夹紧模块具有夹紧管材和安全夹紧双重功能，可以满足不同焊接结构需求。

优选地，管夹紧模块3通过第一螺栓杆7与电极拉紧模块2连接，电极拉紧模块2通过第二螺栓杆8与焊室模块1连接。本焊接室组件的三个模块之间采用螺栓杆进行可拆卸装配，使得本焊接室组件拆卸、安装方便，管夹紧模块设置在焊接室组件的一侧，结构和功能上与其他部件独立，方便对管夹紧模块进行维护。

根据本实用新型的另一个方面，提出了一种端塞压力电阻焊装置，包括第一送料机构、压塞机构和第二送料机构，包括焊接室组件，第一送料机构位于焊接室组件一侧，将管材输送至焊接室组件内，压塞机构和第二送料机构位于焊接室组件另一侧，第二送料机构将电极杆输送至焊接室组件中，压塞机构对电极杆施加焊接压力。

综上，本端塞压力电阻焊装置的实施步骤如下：

(1)系统装配。通过各类螺栓、连接销、密封圈等，装配整个端塞压力电阻焊装置。

(2)包壳管送料到位。在自动送料系统或手动操作下，第一送料机构将包壳管从管夹紧模块3的导向座34插入到焊室模块1中的指定位置。

(3)包壳管夹紧、密封。在电极拉紧气缸21的作用下，管电极部4实现对包壳管前端的夹紧。随后，管密封圈22实现对包壳管的夹紧密封，并在这一侧阻断焊接空间的内外部。之后，在管夹紧气缸32作用下，筒夹实现对包壳管的辅助夹紧。

(4)电极杆密封。在第二送料机构作用下，推动端部吸附了端塞的电极杆前移，直至端塞与包壳管管口接触。随后，在电极杆夹紧气缸13以及电极杆密封圈14的作用下，实现对电极杆的夹紧和密封。

(5)焊接空间内抽真空及充氦气。通过抽真空座16，真空系统对焊接空间进行抽真空。满足要求后，通过充氦气座17，将一定压力的氦气充入到焊接空间内，建立洁净的保护气氛和压力环境。

(6)压力电阻焊焊接。通入焊接电流，压塞机构施加焊接顶锻力，完成对端塞和包壳管的压力电阻焊接。

(7)系统复位。焊接完成后，通过充氦气座17将氦气排出；然后电极杆夹紧气缸13松开，电极杆退出；电极拉紧气缸21、管密封圈22和管夹紧气缸32依次松开；在自动送料系统或手动操作下，包壳管退出焊室。

(8)重复(2)-(7)直至批量焊接任务完成。

总之，从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现如下技术效果：

1、本焊接室组件采用模块化设计，通过设置焊室模块、电极拉紧模块和管夹紧模块，能够实现对管材的电极夹紧、密封和安全夹紧功能，三个模块功能结构独立，整个焊接室组件结构简单，占用空间小，且可以根据需求进行灵活配置不同的模块，适用范围广，可以满足管材与端塞之间压力电阻焊的焊接要求。

2、本焊接室组件的三个模块之间采用螺栓杆进行可拆卸装配，使得本焊接室组件拆卸、安装方便，管夹紧模块设置在焊接室组件的一侧，结构和功能上与其他部件独立，方便对管夹紧模块进行维护。

3、本焊接室组件通过设置管电极部具有圆台段与锥面配合，以及设置开槽和三瓣式电极，使得管电极部在受到沿管材轴向方向的拉力时，圆台段可以沿径向同步收缩，具有自动找中的功能，管材受到周向均匀的压力，便于获得高质量的焊接接头。

4、本焊接室组件通过设置管电极部与电极拉紧模块螺纹连接，以及焊室盖与焊室壳体通过简单快拆结构连接，保证管电极部的快捷拆卸和维护。

5、本焊接室组件通过设置管密封圈实现对管材一侧的密封，设置电极杆密封圈实现对端塞一侧的密封，从而实现了对整个焊接空间进行完全密封，通过抽真空座和充氦气座实现对焊接空间的惰性气体保护，从而保证了焊接质量。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压力电阻焊的焊接室组件，其特征在于：

包括焊室模块(1)、电极拉紧模块(2)和管夹紧模块(3)，所述电极拉紧模块(2)位于所述焊室模块(1)和所述管夹紧模块(3)之间，采用可拆卸方式与所述管夹紧模块(3)和/或所述焊室模块(1)连接；

所述焊室模块(1)用于容纳管材(5)和端塞(6)，在所述焊室模块(1)中实现所述管材(5)和所述端塞(6)的压力电阻焊；

所述管夹紧模块(3)用于夹紧所述管材(5)；

所述电极拉紧模块(2)给所述焊室模块(1)提供沿所述管材(5)轴向方向的拉力，使所述焊室模块(1)中的电极(45)夹紧所述管材(5)。

2.根据权利要求1所述的焊接室组件，其特征在于：所述焊室模块(1)包括圆台段(42)，用于容纳所述电极(45)，所述圆台段(42)的周向上设置有多个开槽(43)。

3.根据权利要求2所述的焊接室组件，其特征在于：所述电极(45)具有三瓣式结构，沿所述圆台段(42)的周向分布，各瓣所述电极(45)之间的空隙与所述开槽(43)连通。

4.根据权利要求3所述的焊接室组件，其特征在于：所述焊室模块(1)还包括管电极支撑部(11)，所述管电极支撑部(11)具有锥面，所述锥面与所述圆台段(42)配合。

5.根据权利要求4所述的焊接室组件，其特征在于：所述焊室模块(1)内包括管电极部(4)，所述管电极部(4)穿过所述管电极支撑部(11)，可拆卸连接在所述电极拉紧模块(2)上。

6.根据权利要求4所述的焊接室组件，其特征在于：所述电极拉紧模块(2)包括管密封圈(22)和管密封固定块(23)，所述管密封圈(22)与所述管密封固定块(23)连接，所述管密封固定块(23)与所述管电极支撑部(11)连接，所述管密封圈(22)套设于所述管材(5)上，对所述管材(5)与所述电极拉紧模块(2)之间的空隙进行密封。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的焊接室组件，其特征在于：所述焊室模块(1)包括安装于其一端的焊室盖(12)，所述焊室盖(12)容纳电极杆，所述端塞(6)位于所述电极杆端部，所述焊室盖(12)包括电极杆密封圈(14)，所述电极杆密封圈(14)对所述电极杆与所述焊室模块(1)之间的空隙进行密封。

8.根据权利要求1所述的焊接室组件，其特征在于：所述管夹紧模块(3)包括：筒夹(31)、管夹紧气缸(32)和管夹紧支撑座(33)，所述管夹紧支撑座(33)安装于所述管夹紧气缸(32)上，所述筒夹(31)安装于所述管夹紧支撑座(33)上，所述筒夹(31)容纳所述管材(5)。

9.根据权利要求1所述的焊接室组件，其特征在于：所述管夹紧模块(3)通过第一螺栓杆(7)与所述电极拉紧模块(2)连接，和/或所述电极拉紧模块(2)通过第二螺栓杆(8)与所述焊室模块(1)连接。

10.一种端塞压力电阻焊装置，包括第一送料机构、压塞机构和第二送料机构，其特征在于：包括根据权利要求1-9中的任一项所述的焊接室组件，所述第一送料机构位于所述焊接室组件一侧，将管材输送至所述焊接室组件内，所述压塞机构和所述第二送料机构位于所述焊接室组件另一侧，所述第二送料机构将电极杆输送至所述焊接室组件中，所述压塞机构对所述电极杆施加焊接压力。