一种用于燃料盒定位销钉环缝TIG全自动焊接的焊接夹具的制作方法

本实用新型属于核燃料元件制造技术领域，具体涉及一种用于燃料盒定位销钉环缝TIG全自动焊接的焊接夹具。

背景技术：

核燃料盒在反应堆内长期收中子辐照、高温高压、腐蚀作用、受力以及长周期运行，因此核燃料盒设计有其苛刻的要求和质量保证。核燃料盒销钉焊接是直接影响产品质量的直接原因。

核燃料盒销钉是指在燃料盒边沿开多个销钉孔，销钉孔直径为D，然后装上销钉，采用TIG焊接将销钉焊接，最后是打磨表面凸起和氧化色。核燃料元件制造中小直径销钉(＜￠10mm)焊接普遍采用手工TIG点焊方式，无需任何焊接夹具，为了保证焊接熔深均匀以及外观成型，因此TIG点焊对操作者的要求极高。在实际生产中发现，不仅不同焊工所焊接的销钉熔深存在较大差异，而且同一焊工所焊销钉的不同位置的熔深也存在较大差异，同时TIG点焊热影响区较大、表面氧化严重、外观成型较差、变形较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种用于燃料盒定位销钉环缝TIG全自动焊接的焊接夹,用于满足核燃料盒组装焊接，保证焊接熔深均匀和外观成型，减小热影响区，防止表面氧化，防止燃料盒变形，保证燃料盒综合尺寸，同时提高生产效率。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于燃料盒定位销钉环缝TIG全自动焊接的焊接夹具，包括夹具框架、冷却铜块，夹具框架为四边框形状，夹具框架每条边框的结构相同，夹具框架内框四边每条边都设置有一个相应尺寸的冷却铜块，装上定位销和压紧螺丝，组成焊接夹具，四个冷却铜块内部装填有需要焊接的工件。

所述夹具框架每边的两端各开有1个销钉通孔A，夹具框架每条边上以中心为准左右对称均匀设置共4个焊接通孔A，夹具框架1每条边上在每个焊接通孔A两侧各设置一个螺丝通孔，共计5个螺丝通孔。

夹具框架上的销钉孔直径为4mm，螺丝孔直径为6mm,焊接通孔为12mm。

所述冷却铜块，每块冷却铜块为梯形结构，在其两端端面上各开有1个销钉通孔B,在其上端面上以中心为准左右均匀设置共4个焊接通孔B、每个焊接通孔上设置有4根贯通凹槽，冷却铜块上的焊接通孔B与夹具框架每条边上的焊接通孔A位置相对应。

冷却铜块与工件接触面表面需要光滑、无毛刺、凹坑。

所述凹槽宽度约2mm，深度为铜块厚度的一半，销钉孔直径为4mm，焊接通孔为12mm。

夹具框架部件可由不易变形的不锈钢或铜材料加工，冷却铜块部件须用黄铜或紫铜材料加工，冷却铜块部件与工件接触面应该有表面应光滑、无凹坑、毛刺等，冷却铜块上开一定深度的槽。

本实用新型的有益效果在于：

(1)核燃料盒无变形，综合尺寸满足技术要求；

(2)焊接熔深均匀、成型美观；

(3)热影响区小；

(4)表面无氧化；

(5)一次装夹完成、可连续焊接、生产效率是手工点焊的3～5倍，质量明显优于手工焊接。

附图说明

图1为焊接夹具组装图示意图；

图2为夹具框架示意图；

图3为冷却铜块示意图；

图4为燃料盒示意图。

图中：1、夹具框架；2、冷却铜块；3、燃料盒；111、销钉通孔A；121、螺丝通孔；131、焊接通孔A；211、销钉通孔B；221、凹槽；231、焊接通孔B；311、待焊焊缝。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示：

一种用于燃料盒定位销钉环缝TIG全自动焊接的焊接夹具，包括夹具框架1、冷却铜块2。夹具框架1为四边框形状，夹具框架1每条边框的结构相同，夹具框架1内框四边每条边都设置有一个相应尺寸的冷却铜块2，装上定位销和压紧螺丝，组成焊接夹具，四个冷却铜块2内部装填有需要焊接的工件3。

夹具框架1每边的两端各开有1个销钉通孔A111，夹具框架1每条边上以中心为准左右对称均匀设置共4个焊接通孔A131，夹具框架1每条边上在每个焊接通孔A131两侧各设置一个螺丝通孔121，共计5个螺丝通孔121，上述销钉孔直径为4mm，螺丝孔直径为6mm,焊接通孔为12mm。

冷却铜块2见图3，每块冷却铜块2为梯形结构，在其两端端面上各开有1个销钉通孔B211,在其上端面上以中心为准左右均匀设置共4个焊接通孔B231、每个焊接通孔上设置有4根贯通凹槽221。

冷却铜块2上的焊接通孔B231与夹具框架1每条边上的焊接通孔A131位置相对应。

冷却铜块2与工件接触面表面需要光滑、无毛刺、凹坑。

凹槽宽度约2mm，深度为铜块2厚度的一半。

销钉孔直径为4mm，焊接通孔为12mm。

工件为燃料盒3，如图4所示，燃料盒3每边均含有4个待焊焊缝311。

夹具框架1作为外形支撑，冷却铜块2装在夹具框架1内侧，装上定位销和压紧螺丝，组成焊接夹具。

夹具框架1部件可由不易变形的不锈钢或铜材料加工。

冷却铜块2部件须用黄铜或紫铜材料加工，冷却铜块部件与工件接触面应该有表面应光滑、无凹坑、毛刺等，另外还需要在冷却铜块上开一定深度的槽。

定位销、螺丝可以采用标准件。

工作原理：

将4块冷却铜块2依次安装在夹具框架1内侧，通过定位销进行组装，孔111与211插入销钉即可组装，四边均如此。需要焊接时，装入工件3，调整焊接工装，，然后在夹具框架1的4个螺丝通孔121装入￠6mm的“十”字螺丝，拧紧螺丝，使冷却铜块2紧贴燃料盒3。

改变夹具框架1和冷却块2的焊接通孔13的直径，可以实现对不同直径销钉的焊接。也可根据需要增加或减少夹具框架1和冷却铜块2尺寸实现不同外形尺寸燃料盒或其它类似工件的焊接。