封头弧面上焊接管状件用变形控制装置的制作方法

本实用新型属于焊接辅助工具领域，具体的是封头弧面上焊接管状件用变形控制装置。

背景技术：

稳压器是核电站反应堆冷却剂系统的关键设备之一,通过上封头安全卸压管与卸压阀相连,其作用是提供超压保护,防止一回路主系统及设备超压或反应堆内冷却剂压力过低而出现容积沸腾现象,避免堆芯燃料元件棒过热烧毁的事故。CAP1000稳压器上封头通过焊接于其外弧面的管状件进行支撑。在封头外弧面上进行管状件焊接，要求全部焊透且满足后续体积探伤要求。管状件对封头起支撑作用，受封头及管状件的应用限制，导致管状件不能设置在封头向心位置。封头弧面与管状件焊接位置各点高度均不相同，且为配合封头弧面要求，管状件坡口角度及深度周圈也不一致，最终焊接过程中封头与管状件的焊缝熔敷金属出现严重的不对称性，后续焊接过程中不可避免会出现焊接变形。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种封头弧面上焊接管状件用变形控制装置，将焊接变形控制在合理的范围之内。

本实用新型采用的技术方案是：封头弧面上焊接管状件用变形控制装置，包括刚性环和多个调节结构；多个调节结构沿着刚性环周向均匀分布；

各调节结构均包括高度调节板、侧面调整条、径向调整条和角度调节器；

所述高度调节板设置于所述刚性环，并与刚性环滑动配合；

所述侧面调整条有两件，两件侧面调整条沿刚性环环向分别位于高度调节板的两侧，并沿所述刚性环环向与刚性环可动配合，且设置有锁定侧面调整条与刚性环相对位置的侧面锁紧机构；

所述径向调整条沿刚性环径向位于高度调节板的内端，并沿刚性环径向与刚性环可动配合，且设置有锁定径向调整条与刚性环相对位置的侧面锁紧机构；

所述角度调节器安装于刚性环与高度调节板之间，并经角度调节器调节高度调节板沿刚性环径向的倾斜角度；

由所述高度调节板、侧面调整条和径向调整条包围形成与管状件端板适配的凹槽，并在所述高度调节板上设置有用于与管状件端板相连接的连接结构。

进一步的，所述角度调节器为调节螺钉，所述调节螺钉位于高度调节板的外端，与高度调节板螺纹配合连接，且其一端贯通高度调节板顶靠刚性环的顶面。

进一步的，所述侧面调整条两端设置有第一腰形螺栓孔；在刚性环与第一腰形螺栓孔相应位置处设置有第二腰形螺栓孔；在第一腰形螺栓孔与第二腰形螺栓孔之间设置有连接侧面调整条与刚性环的侧面定位螺栓；且所述第一腰形螺栓孔与第二腰形螺栓孔相互垂直；由所述侧面定位螺栓构成所述侧面锁紧机构。

进一步的，在径向调整条两端设置有圆形螺栓孔；在刚性环与圆形螺栓孔相应位置处设置有腰形孔；在圆形螺栓孔与腰形孔之间设置有连接径向调整条与刚性环的径向定位螺栓；由所述径向定位螺栓构成径向锁紧机构。

进一步的，所述刚性环包括环形钢板和环绕环形钢板设置的一组平台，一组中平台数量与调节结构相等，且均固定于环形钢板；各调节结构中的高度调节板、侧面调整条、径向调整条和角度调节器均安装于对应的平台。

进一步的，在平台与环形钢板之间设置有加强筋板。

进一步的，在平台的中心设置有定位工艺孔。

进一步的，所述高度调节板有两块，且两块高度调节板分别位于定位工艺孔的两侧。

本实用新型的有益效果是：本实用新型，通过高度调节板、侧面调整条、径向调整条和角度调节器从六个自由度方向对管状件进行控制，焊接质量得到保证，且后续不再需要对残余变形量进行焊接校正，有效的节省生产成本，能在生产过程中缩短制造周期，节约大量人力物力资源。并且，高度调节板、侧面调整条、径向调整条和角度调节器均采用刚性构件，而高度调节板、侧面调整条、径向调整条和角度调节器在刚性环上均存在可调节范围，通过刚性和柔性相结合的方式对管状件进行限位，实现对焊缝变形的控制，最终将封头与管状件的焊缝控制在要求范围内，使得焊接质量得到提高。

附图说明

图1为本实用新型示意图；

图2为调节结构示意图；

图3为图2的左视图；

图4为图3的俯视图；

图5为本实用新型使用示意图。

图中，刚性环1、环形钢板11、平台12、腰形孔121、第二腰形螺栓孔122、加强筋板 13、定位工艺孔14、调节结构2、高度调节板21、连接结构211、侧面调整条22、第一腰形螺栓孔221、径向调整条23、圆形螺栓孔231、角度调节器24、管状件端板3。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明如下：

如图1、图2、图3、图4和图5所示，封头弧面上焊接管状件用变形控制装置，包括刚性环1和多个调节结构2；多个调节结构2沿着刚性环1周向均匀分布；

各调节结构2均包括高度调节板21、侧面调整条22、径向调整条23和角度调节器24；

所述高度调节板21设置于所述刚性环1，并与刚性环1滑动配合；

所述侧面调整条22有两件，两件侧面调整条22沿刚性环1环向分别位于高度调节板21 的两侧，并沿所述刚性环1环向与刚性环1可动配合，且设置有锁定侧面调整条22与刚性环 1相对位置的侧面锁紧机构；

所述径向调整条23沿刚性环1径向位于高度调节板21的内端，并沿刚性环1径向与刚性环1可动配合，且设置有锁定径向调整条23与刚性环1相对位置的侧面锁紧机构；

所述角度调节器24安装于刚性环1与高度调节板21之间，并经角度调节器24调节高度调节板21沿刚性环1径向的倾斜角度；

由所述高度调节板21、侧面调整条22和径向调整条23包围形成与管状件端板3适配的凹槽，并在所述高度调节板21上设置有用于与管状件端板3相连接的连接结构211。

上述管状件，一端为与封头连接的待焊接端，另一端设置有管状件端板3，用于与调节结构2相连接。

在管状件与封头焊接时，通过该工装调节管状件与封头的相对位置，待调整到位后，通过该工装锁定管状件与封头的相对位置，再进行焊接。

具体使用时，如图5所示，通过连接结构211将管状件端板3与对应高度调节板21相连接，然后，通过侧面调整条22沿所述刚性环1环向绕刚性环1的中心转动一定的角度，该角度满足管状件坡口与封头焊接时的扭曲度允许误差要求，常为-1°～1°，从而通过两侧面调整条22将管状件限定于合适的扭曲范围内，再将侧面调整条22与刚性环1的相对位置固定；通过径向调整条23沿刚性环1径向向外在设定距离内滑动，该设定距离为0～8mm，从而将管状件与封头的中心的相对位置限定在合适的范围内，并固定径向调整条23与刚性环1的相对位置，同时，配合高度调节板21上下位置的调节，从而将管状件与封头相连接的焊接面的高度位置确定；最后，通过角度调节器24可以在设定角度范围调节高度调节板21沿刚性环 1径向的倾斜角度，该设定角度范围为0～1°，并将角度调节器24与刚性环1的相对位置固定，从而将管状件控制在合适的翻转角度范围内。

本实用新型，通过高度调节板21、侧面调整条22、径向调整条23和角度调节器24从六个自由度方向对管状件进行控制，焊接质量得到保证，且后续不再需要对残余变形量进行焊接校正，有效的节省生产成本，能在生产过程中缩短制造周期，节约大量人力物力资源。并且，高度调节板21、侧面调整条22、径向调整条23和角度调节器24均采用刚性构件，而高度调节板21、侧面调整条22、径向调整条23和角度调节器24在刚性环1上均存在可调节范围，通过刚性和柔性相结合的方式对管状件进行限位，实现对焊缝变形的控制，最终将封头与管状件的焊缝控制在要求范围内，使得焊接质量得到提高。

角度调节器24可以为楔形块等，但是，楔形块使用不便且调节精度较差，为了避免该问题，优选的，所述角度调节器24为调节螺钉，所述调节螺钉位于高度调节板21的外端，与高度调节板21螺纹配合连接，且其一端贯通高度调节板21顶靠刚性环1的顶面。

可以通过滑轨和滑槽的结构实现侧面调整条22与刚性环1的相对移动，但是，滑轨和滑槽加工复杂，为了简化侧面调整条22及刚性环1的连接结构，优选的，所述侧面调整条22 两端设置有第一腰形螺栓孔221；在刚性环1与第一腰形螺栓孔221相应位置处设置有第二腰形螺栓孔122；在第一腰形螺栓孔221与第二腰形螺栓孔122之间设置有连接侧面调整条 22与刚性环1的侧面定位螺栓；且所述第一腰形螺栓孔221与第二腰形螺栓孔122相互垂直；由所述侧面定位螺栓构成所述侧面锁紧机构。

可以通过滑轨和滑槽的结构实现径向调整条23与刚性环1的相对移动，但是，滑轨和滑槽加工复杂，为了简化径向调整条23及刚性环1的连接结构，优选的，在径向调整条23两端设置有圆形螺栓孔231；在刚性环1与圆形螺栓孔231相应位置处设置有腰形孔121；在圆形螺栓孔231与腰形孔121之间设置有连接径向调整条23与刚性环1的径向定位螺栓；由所述径向定位螺栓构成径向锁紧机构。

刚性环1可以仅为一块环形板，然而，该结构的刚性环1具有以下弊端：首先，为了满足刚度要求，该环形板通常较厚，从而增加了刚性环1的重量，不便于使用，还增加了材料成本；其次，为了安装高度调节板21、侧面调整条22、径向调整条23和角度调节器24的需要，刚性环1上需要加工多个孔，给加工带来不便，同时孔的加工影响刚性环1的强度。

优选的，所述刚性环1包括环形钢板11和环绕环形钢板11设置的一组平台12，一组中平台12数量与调节结构2相等，且均固定于环形钢板11；各调节结构2中的高度调节板21、侧面调整条22、径向调整条23和角度调节器24均安装于对应的平台12。

上述结构，通过平台12对应支撑各调节结构2，首先，相对于整块环形板，平台12尺寸小，孔的加工等更方便，且平台12损坏，更换更容易；其次，平台12的使用，使得环形钢板11仅仅起到支撑各平台12的作用，可相应减小环形钢板11的尺寸，从而降低了整个刚性环1的重量，且节约了材料。

为了提高环形钢板11的刚度，优选的，在平台12与环形钢板11之间设置有加强筋板 13。

为了规范管状件与刚性环1的初始位置，减少后序调整量，缩短调节时间，优选的，在平台12的中心设置有定位工艺孔14。

高度调节板21可以为一块，但是，该形式，需要在高度调节板21上开设与定位工艺孔 14相适应的工艺孔，而使用时，还需要保证该工艺孔与平台12的定位工艺孔14对中，从而给使用带来不便，为了克服该问题，优选的，所述高度调节板21有两块，且两块高度调节板 21分别位于定位工艺孔14的两侧。