托卡馬克真空室全位置窄間隙焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核聚變裝置制造領(lǐng)域，具體是一種托卡馬克真空室全位置窄間隙焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為國內(nèi)首件大型托卡馬克聚變裝置的核心安全部件，真空室具有技術(shù)要求高、建造難度大等特點(diǎn)。真空室由扇形段和用于克服扇形段間直接轉(zhuǎn)配焊接困難的補(bǔ)償塊現(xiàn)場焊接而成，為內(nèi)外層各兩條環(huán)縫的變間距雙層殼體復(fù)雜截面焊接結(jié)構(gòu)，必須全位置焊接且焊縫質(zhì)量要求極為嚴(yán)格。目前國內(nèi)還沒有大型托卡馬克雙層復(fù)雜截面真空室的焊接方法研宄先例。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是提供一種托卡馬克真空室全位置窄間隙焊接方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)在大型托卡馬克雙層真空室現(xiàn)場裝配焊接方面存在的問題。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
托卡馬克真空室全位置窄間隙焊接方法，其特征在于:在真空室內(nèi)層殼體上設(shè)置柔性導(dǎo)軌和定型導(dǎo)軌，所述定型導(dǎo)軌應(yīng)用于大曲率過渡段并具有固定形狀，柔性導(dǎo)軌應(yīng)用于其余弧段并可根據(jù)真空室內(nèi)層殼體局部曲率的變化而變化；焊接小車安裝在柔性導(dǎo)軌、定型導(dǎo)軌上并沿導(dǎo)軌滾動行走進(jìn)行變間距雙層結(jié)構(gòu)的周向全位置焊接；所述柔性導(dǎo)軌和定型導(dǎo)軌為焊接小車提供支撐、定位和導(dǎo)向。
[0005]所述的托卡馬克真空室全位置窄間隙焊接方法，其特征在于:所述柔性導(dǎo)軌和定型導(dǎo)軌分別通過與自身固聯(lián)的真空吸盤吸附在無磁的真空室內(nèi)層殼體上，所述真空吸盤通過真空泵將其內(nèi)腔抽氣至真空狀態(tài)后具有吸附力。
[0006]所述的托卡馬克真空室全位置窄間隙焊接方法，其特征在于:焊接小車上安裝有扁氣嘴以實(shí)現(xiàn)窄間隙條件下焊接時(shí)鎢極的氣體保護(hù)；焊接小車除可沿柔性導(dǎo)軌和定型導(dǎo)軌行走之外，也可水平調(diào)整以實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外層補(bǔ)償塊兩側(cè)焊縫的焊接，以及垂直方向上適應(yīng)雙層結(jié)構(gòu)間距的變化，并在焊接過程中具有弧長自動控制功能。
[0007]本發(fā)明方案合理，操作方便，能很好地適應(yīng)無磁材料的變間距雙層復(fù)雜輪廓全位置窄間隙焊接，且自動化程度高、焊接質(zhì)量好。
【附圖說明】
[0008]圖1為真空室兩扇形段及其之間補(bǔ)償塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2為真空室兩扇形段及其之間補(bǔ)償塊的局部焊接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖3為雙層焊縫截面示意圖。
[0011]圖4為本發(fā)明應(yīng)用于真空室扇形段A和外層補(bǔ)償塊焊接的剖切示意圖。
[0012]圖5為本發(fā)明應(yīng)用于真空室扇形段A和外層補(bǔ)償塊焊接的局部示意圖。
[0013]圖6為本發(fā)明的柔性導(dǎo)軌系統(tǒng)示意圖。
[0014]圖7為本發(fā)明的定型導(dǎo)軌系統(tǒng)示意圖。
[0015]圖8為本發(fā)明的焊接小車示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]對于具有圖1?圖3所示特征的真空室扇形段A、扇形段B和外層補(bǔ)償塊1、內(nèi)層補(bǔ)償塊2之間的周向全位置焊接，采用了包含圖4、圖5所示的焊接方法，其中涉及的關(guān)鍵焊接系統(tǒng)部件如圖6?圖8所示。
[0017]焊接小車7沿著吸附于真空室內(nèi)層殼體4上的柔性導(dǎo)軌9和定型導(dǎo)軌8行走，進(jìn)行變間距雙層結(jié)構(gòu)的周向全位置焊接。定型導(dǎo)軌8用于圖4所示位置的雙層窗口領(lǐng)圈3及其與雙層殼體(內(nèi)層殼體4、外層殼體6)的過渡連接段，以及與之對應(yīng)的上部過渡連接段；柔性導(dǎo)軌用于除此兩過渡段之外的所有其余位置，并根據(jù)所在焊接位置的內(nèi)層殼體4的曲率而變化其形狀，圖4示出了其在某曲率位置的工作形狀。
[0018]柔性導(dǎo)軌9、定型導(dǎo)軌8通過與其固聯(lián)的真空吸盤901、真空吸盤801吸附在無磁的真空室內(nèi)層殼體4上；真空吸盤901、真空吸盤801由真空泵通過抽氣管902、抽氣管802將其內(nèi)腔抽氣至真空狀態(tài)后具有較強(qiáng)的吸附功能，可滿足焊接小車全位置作業(yè)要求。
[0019]特制的扁氣嘴704安裝于焊接小車7上以實(shí)現(xiàn)窄間隙條件下焊接時(shí)鎢極的氣體保護(hù)。焊接小車7除可通過滾輪組702沿柔性導(dǎo)軌9、定型導(dǎo)軌8即Y向行走外，也可通過水平導(dǎo)軌701沿X向調(diào)整以實(shí)現(xiàn)內(nèi)(外)補(bǔ)償塊兩側(cè)坡口的焊接，以及通過垂直導(dǎo)軌703沿Z向調(diào)整以適應(yīng)雙層結(jié)構(gòu)間距的變化，并在焊接過程中具有弧長自動控制功能，從而滿足所有四條焊縫401、601的高質(zhì)量焊接。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.托卡馬克真空室全位置窄間隙焊接方法，其特征在于:在真空室內(nèi)層殼體上設(shè)置柔性導(dǎo)軌和定型導(dǎo)軌，所述定型導(dǎo)軌應(yīng)用于大曲率過渡段并具有固定形狀，柔性導(dǎo)軌應(yīng)用于其余弧段并根據(jù)真空室內(nèi)層殼體局部曲率的變化而變化；焊接小車安裝在柔性導(dǎo)軌、定型導(dǎo)軌上并沿導(dǎo)軌滾動行走進(jìn)行變間距雙層結(jié)構(gòu)的周向全位置焊接；所述柔性導(dǎo)軌和定型導(dǎo)軌為焊接小車提供支撐、定位和導(dǎo)向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的托卡馬克真空室全位置窄間隙焊接方法，其特征在于:所述柔性導(dǎo)軌和定型導(dǎo)軌分別通過與自身固聯(lián)的真空吸盤吸附在無磁的真空室內(nèi)層殼體上，所述真空吸盤通過真空泵將其內(nèi)腔抽氣至真空狀態(tài)后具有吸附力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的托卡馬克真空室全位置窄間隙焊接方法，其特征在于:焊接小車上安裝有扁氣嘴以實(shí)現(xiàn)窄間隙條件下焊接時(shí)鎢極的氣體保護(hù)；焊接小車除可沿柔性導(dǎo)軌和定型導(dǎo)軌行走之外，也可水平調(diào)整以實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外層補(bǔ)償塊兩側(cè)焊縫的焊接，以及垂直方向上適應(yīng)雙層結(jié)構(gòu)間距的變化，并在焊接過程中具有弧長自動控制功能。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種托卡馬克真空室全位置窄間隙焊接方法，利用焊接小車沿著吸附于真空室內(nèi)層殼體上的柔性導(dǎo)軌和定型導(dǎo)軌行走，進(jìn)行變間距雙層結(jié)構(gòu)的周向全位置焊接。柔性導(dǎo)軌和定型導(dǎo)軌均通過與其固聯(lián)的真空吸盤吸附在無磁的真空室內(nèi)層殼體上，為焊接小車提供支撐、定位和導(dǎo)向。特制的扁氣嘴安裝于焊接小車上以實(shí)現(xiàn)窄間隙條件下焊接時(shí)鎢極的氣體保護(hù)。焊接小車除可沿柔性導(dǎo)軌和定型導(dǎo)軌行走之外，也可水平調(diào)整以實(shí)現(xiàn)內(nèi)（外）層補(bǔ)償塊兩側(cè)焊縫的焊接，以及垂直方向上適應(yīng)雙層結(jié)構(gòu)間距的變化，并在焊接過程中具有弧長自動控制功能，從而滿足兩個(gè)真空室扇形段和補(bǔ)償塊之間共四條焊縫的高質(zhì)量焊接。
【IPC分類】B23K9-167
【公開號】CN104690400
【申請?zhí)枴緾N201510076743
【發(fā)明人】馬建國, 吳杰峰, 劉志宏
【申請人】中國科學(xué)院等離子體物理研究所
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月12日