RU101957U1

RU101957U1 - INSTALLATION OF REMOTE ARC-ARC WELDING

Info

Publication number: RU101957U1
Application number: RU2010144705/02U
Authority: RU
Inventors: Николай Александрович Костюченко; Геннадий Владимирович Мирошниченко; Евгений Мордухович Табакин; Юлия Витальевна Иванович; Анатолий Александрович Соловьев; Вячеслав Анатольевич Атаманов
Priority date: 2010-11-01
Filing date: 2010-11-01
Publication date: 2011-02-10

Abstract

Установка дистанционной аргонодуговой сварки, содержащая сварочную горелку с системой позиционирования, систему подачи и регулирования защитного газа, систему подвода тока от источника питания, систему позиционирования изделия, отличающаяся тем, что дополнительно содержит блок управления, связанный с системами позиционирования горелки и изделия, а система позиционирования изделия включает устройство для вращения изделия, устройство для перемещения изделия и/или устройство для изменения пространственного расположения оси вращения изделия. A remote argon-arc welding installation comprising a welding torch with a positioning system, a shielding gas supply and control system, a current supply system from a power source, a product positioning system, characterized in that it further comprises a control unit associated with the torch and product positioning systems, and a positioning system the product includes a device for rotating the product, a device for moving the product and / or a device for changing the spatial location of the axis of rotation products.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована при изготовлении изделий различной конструкции, преимущественно трубчатых, в том числе, имеющих в своем составе радиоактивное вещество, в частности, тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерных реакторов, источников ионизирующих излучений.The utility model relates to the field of engineering and can be used in the manufacture of products of various designs, mainly tubular, including those containing a radioactive substance, in particular, fuel elements (fuel elements) of nuclear reactors, sources of ionizing radiation.

В атомной промышленности при герметизации трубчатых изделий для активной зоны реакторов, содержащих в своем составе радиационно-опасные материалы, например, твэлов реакторов на быстрых нейтронах, используется установка дистанционной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом дугой, управляемой магнитным полем (Рябиченко Б.Р., Андреев М.П., Гриценко М.С. Разработка технологии сварки дугой, управляемой магнитным полем, тонкостенных оболочек из высоколегированных сталей и химически активных металлов. // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Сварка в ядерной технологии, 1986, вып.1. С.29-19).In the nuclear industry, when sealing tubular products for the reactor core containing radiation-hazardous materials, for example, fast neutron fuel rods, a remote argon-arc welding unit using a non-consumable electrode with a magnetic field controlled arc (Ryabichenko B.R., Andreev M .P., Gritsenko MS Development of a technology for welding by an arc controlled by a magnetic field of thin-walled shells of high alloy steels and chemically active metals. // Questions of atomic science and technology. ep. Welding in Nuclear Technology, 1986, Issue 1. S.29-19).

Установка содержит сварочную горелку с системой позиционирования, систему подачи и регулирования защитного газа, систему подвода тока от источника питания и систему позиционирования изделия, представляющую собой устройство для фиксации изделия.The installation comprises a welding torch with a positioning system, a shielding gas supply and control system, a current supply system from a power source, and a product positioning system, which is a device for fixing the product.

Сварочная дуга получает вращение от магнитного поля, образованного специальными магнитными катушками. На установке такой конструкции, размещенной в радиационно-защитном боксе, выполняется, например, герметизация оболочек твэлов реактора БОР-60. В результате сварки часть пробки совместно с торцом корпуса твэла оплавляется, образуя сварное соединение полусферической формы.The welding arc receives rotation from a magnetic field formed by special magnetic coils. For an installation of this design, placed in a radiation-protective box, for example, sealing of the cladding of fuel elements of the BOR-60 reactor is carried out. As a result of welding, a part of the plug together with the end of the fuel rod body is melted, forming a hemispherical welded joint.

Данная установка использована в качестве прототипа.This installation was used as a prototype.

Недостатком является то, что с использованием данной установки возможна герметизация изделий только с торцовой точечной конструкцией сварного соединения. При сварке, например, изделий для активных зон ядерных реакторов или источников ионизирующих излучений различной конструкции, содержащих радиационно-опасные материалы, существует необходимость выполнения и других типов сварных соединений: торцовых кольцевых, стыко-замковых кольцевых с горизонтальным и вертикальным расположением оси вращения изделия.The disadvantage is that with the use of this installation, it is possible to seal products only with a butt-point structure of the welded joint. When welding, for example, products for active zones of nuclear reactors or sources of ionizing radiation of various designs containing radiation-hazardous materials, there is a need to perform other types of welded joints: butt ring, butt-lock ring with a horizontal and vertical arrangement of the axis of rotation of the product.

Техническим результатом полезной модели является расширение области применения, использование установки для производства изделий с различными конструкциями сварных соединений, что позволяет расширить номенклатуру изделий, изготавливаемых на одной установке, в частности, источников ионизирующих излучений и изделий для активных зон ядерных реакторов.The technical result of the utility model is to expand the scope, use of the installation for the production of products with various designs of welded joints, which allows to expand the range of products manufactured on one installation, in particular, sources of ionizing radiation and products for active zones of nuclear reactors.

Установка дистанционной аргонодуговой сварки содержит сварочную горелку с системой позиционирования, систему подачи и регулирования защитного газа, систему подвода тока от источника питания, систему позиционирования изделия. Кроме того, дополнительно содержит блок управления, связанный с системами позиционирования горелки и изделия. А система позиционирования изделия включает устройство для вращения изделия, устройство для перемещения изделия и/или устройство для изменения пространственного расположения оси вращения изделия.A remote argon-arc welding installation comprises a welding torch with a positioning system, a shielding gas supply and control system, a current supply system from a power source, and a product positioning system. In addition, it further comprises a control unit associated with positioning systems of the burner and the article. A product positioning system includes a device for rotating the product, a device for moving the product and / or a device for changing the spatial location of the axis of rotation of the product.

Многофункциональность работы установки обеспечивается за счет исполнения системы позиционирования изделия, что позволяет производить сварку торцовых точечных, торцовых кольцевых, стыко-замковых кольцевых и других конструкций сварных соединений, тем самым расширить область применения установки. При этом перемещение изделия осуществляется в горизонтальном положении в двух координатных осях и обеспечивается, например, с помощью винтовых пар, а изменение пространственного расположения оси вращения изделия осуществляется плавно под любым углом поворота, например, червячной парой или дискретно с помощью перестановки из вертикального в горизонтальное положение. Работа устройств осуществляются от электроприводов. Вращение изделия выполняется, например, с помощью конической пары.The versatility of the installation is ensured by the execution of the product positioning system, which allows welding of butt point, butt ring, butt-lock ring and other designs of welded joints, thereby expanding the scope of the installation. In this case, the product is moved in a horizontal position in two coordinate axes and is provided, for example, using screw pairs, and the spatial arrangement of the axis of rotation of the product is carried out smoothly at any angle of rotation, for example, with a worm pair or discretely using a permutation from vertical to horizontal position . The operation of the devices is carried out from electric drives. The rotation of the product is carried out, for example, using a conical pair.

Система позиционирования горелки обеспечивает ее перемещение в двух направлениях, необходимых для ее позиционирования относительно изделия. При изготовлении изделий, содержащих радиационно-опасные материалы, предлагаемая установка размещается внутри защитной камеры. Для обеспечения работоспособности основных узлов установки в агрессивных условиях защитных камер они изготавливаются из нержавеющей стали. Конструкция установки выполнена с учетом минимизации геометрических размеров агрегатов и узлов для эффективного использования занимаемого пространства радиационно-защитного бокса или камеры.The positioning system of the burner provides its movement in two directions necessary for its positioning relative to the product. In the manufacture of products containing radiation-hazardous materials, the proposed installation is placed inside the protective chamber. To ensure the operability of the main components of the installation in aggressive conditions of the protective chambers, they are made of stainless steel. The design of the installation is made taking into account the minimization of the geometric dimensions of units and assemblies for the effective use of the occupied space of the radiation-protective box or chamber.

Блок управления обеспечивает дистанционное перемещение горелки и изделия с помощью систем позиционирования и размещен за пределами защитной камеры - в операторском помещении. Там же смонтирована система подачи и регулировки защитного газа и система подвода тока от источника питания. Контроль над выполнением вспомогательных операций, процесса сварки и оценки состояния сварных соединений осуществляется с помощью оптического устройства, расположенного в операторском помещении.The control unit provides remote movement of the burner and the product using positioning systems and is located outside the protective chamber - in the operator's room. A shielding gas supply and adjustment system and a current supply system from a power source are also mounted there. Control over the implementation of auxiliary operations, the welding process and the assessment of the condition of welded joints is carried out using an optical device located in the operator's room.

Новыми существенными признаками заявляемой полезной модели являются:New significant features of the claimed utility model are:

- наличие блока управления, связанного с системами позиционирования горелки и изделия;- the presence of a control unit associated with the positioning systems of the burner and the product;

- наличие в системе позиционирования устройства для вращения изделия, устройства для перемещения изделия и/или устройства для изменения пространственного расположения оси вращения изделия.- the presence in the positioning system of a device for rotating the product, a device for moving the product and / or device for changing the spatial location of the axis of rotation of the product.

На чертеже представлена схема установки дистанционной аргонодуговой сварки.The drawing shows a diagram of the installation of remote argon arc welding.

Предлагаемая установка дистанционной аргонодуговой сварки состоит из узлов, размещенных в защитной камере (1):The proposed installation of remote argon arc welding consists of nodes located in a protective chamber (1):

- сварочной горелки (2);- welding torch (2);

- системы позиционирования горелки (3);- burner positioning systems (3);

- системы позиционирования изделия (4), включающей устройство для вращения изделия (5), устройство для перемещения изделия (6) и/или устройство для изменения пространственного расположения оси вращения изделия (7);- product positioning system (4), including a device for rotating the product (5), a device for moving the product (6) and / or a device for changing the spatial location of the axis of rotation of the product (7);

и узлов, размещенных вне защитной камеры:and nodes located outside the protective chamber:

- блока управления (8);- control unit (8);

- системы подачи и регулировки защитного газа (9);- shielding gas supply and adjustment systems (9);

- системы подвода тока от источника питания (10).- systems for supplying current from a power source (10).

Установка работает следующим образом. Свариваемое изделие, фиксируется в устройстве для вращения (5) системы позиционирования изделия (4), расположенной в защитной камере (1). В зависимости от конструкции сварного соединения изделие устанавливается вертикально, горизонтально или под углом с помощью устройства для перемещения изделия (6) или устройства для изменения пространственного расположения оси вращения изделия (7). Системой позиционирования изделия (4) обеспечивается установка изделия относительно сварочной горелки (2). С помощью системы позиционирования горелки (3) обеспечивается необходимая длина дуги и прецизионное расположение электрода относительно свариваемого стыка. С помощью блока управления (8) включается электродвигатель вращения изделия. Подключается система подачи и регулировки защитного газа (9) и устанавливается требуемый расход газа. Система подвода тока от источника питания (10) обеспечивает проведение процесса сварки с заданными режимами.Installation works as follows. The product to be welded is fixed in the device for rotation (5) of the product positioning system (4) located in the protective chamber (1). Depending on the design of the welded joint, the product is installed vertically, horizontally or at an angle using a device for moving the product (6) or a device for changing the spatial location of the axis of rotation of the product (7). The product positioning system (4) provides installation of the product relative to the welding torch (2). With the help of the positioning system of the burner (3), the necessary arc length and the precise location of the electrode relative to the welded joint are provided. Using the control unit (8), the product rotation motor is switched on. The shielding gas supply and adjustment system (9) is connected and the required gas flow rate is set. The current supply system from the power source (10) provides the welding process with the specified modes.

Заявляемая установка позволяет производить аргонодуговую сварку изделий методом оплавления торца, кольцевым швом по торцу в вертикальной плоскости и кольцевым швом в горизонтальной плоскости, а также под любым углом по отношению к горелке. В отличие от прототипа на предлагаемой установке можно выполнять аргонодуговую сварку различных конструкций сварных соединений и изделий различных диаметров с разной толщиной свариваемых кромок.The inventive installation allows for argon-arc welding of products by reflowing the butt, an annular seam along the end in a vertical plane and an annular seam in a horizontal plane, as well as at any angle with respect to the burner. In contrast to the prototype, it is possible to perform argon-arc welding of various designs of welded joints and products of various diameters with different thicknesses of welded edges on the proposed installation.

На установке изготовлены экспериментальные образцы источников ионизирующих излучений диаметрами 1…6 мм с точечной торцовой, с кольцевой торцовой и со стыко-замковой конструкциями сварных соединений. Были проведены исследования по отработке режимов сварки корпусов представленных источников. По результатам контроля сварные соединения соответствуют требуемому качеству. Предлагаемая установка сварки не требует специальных материалов, может быть изготовлена с помощью известных технических средств и обеспечивает технический результат. Следовательно, установка обладает промышленной применимостью.At the facility, experimental samples of ionizing radiation sources with diameters of 1 ... 6 mm with a point end-face, with an end-face and with a butt-lock construction of welded joints were made. Studies have been conducted to refine the welding modes of the hulls of the presented sources. According to the results of the inspection, welded joints correspond to the required quality. The proposed welding installation does not require special materials, can be manufactured using known technical means and provides a technical result. Therefore, the installation has industrial applicability.

Claims

A remote argon-arc welding installation comprising a welding torch with a positioning system, a shielding gas supply and control system, a current supply system from a power source, a product positioning system, characterized in that it further comprises a control unit associated with the torch and product positioning systems, and a positioning system products includes a device for rotating the product, a device for moving the product and / or a device for changing the spatial location of the axis of rotation products.