一种大型双层d型截面真空室中平面窗口与支撑块组焊装置的制造方法
【专利摘要】本新型属于组焊装置，尤其涉及一种大型双层D型截面真空室中平面窗口与支撑块组焊装置，该装置包括作为底板的槽钢，在槽钢上设置三个支撑板，该三个支撑板的形状与被焊接件的形状相匹配。本实用新型具有如下优点：在真空室中平面窗口与支撑块组焊时，通过该装置及其焊接方法来保证其相对尺寸要求的同时控制焊接变形，同时保证5个中平面窗口与支撑块组件尺寸的一致性，提高焊接效率。
【专利说明】
一种大型双层D型截面真空室中平面窗口与支撑块组焊装置
技术领域
[0001] 本新型属于组焊装置，尤其涉及一种大型双层D型截面真空室中平面窗口与支撑 块组焊装置。
【背景技术】
[0002] 托卡马克是环形磁约束核聚变试验研究装置，它的主体主要由真空室、支撑和若 干组磁场线圈组成。环流器2号A(HL-2A)改造与升级项目HL-2M装置真空室是HL-2M装置最 主要部件之一，它是等离子体容器并直接运行的场所。真空室结构为D形截面的双层_薄壁_ 全焊接式-环状结构，整个真空室由20个扇形段组焊而成，每个扇形段中心夹角为18° ± 0.02°。单个扇形段主要由内壳、外壳、端面筋板、流道以及各种形式的窗口组成。其中，内 壳、外壳为等距D形截面的旋转曲面，内外壳夹层空腔内布置流道，流道用于扇形段内外壳 之间的连接与加强作用的同时还作为水气流通的通道，单个扇形段两端分别焊接1个端面 筋板，各扇形段两端端面筋板相焊组成真空室的环状结构，每个扇形段上开设大小、位置不 同的5~7个窗口。内外壳壁厚5.4mm,内壳内表面到外壳外表面距离30mm,内环直径为2m，外 环直径为5.22m，环高3.02m。
[0003] 真空室是一种超高真空容器，所有窗口均采用超高真空法兰连接，在环流器运行 过程中用于等离子体的诊断。其中，中平面窗口为方形台阶密封面凸缘型法兰，压 φ 1.5mm无氧铜丝密封，密封面尺寸精度要求极高。真空室本体采用5个在其中平面位置 均布的支撑块来承受其重力及运行时产生的电磁力，为降低支撑块处壳体的应力水平，将 支撑块设置在两个相邻扇形段之间，与两个扇形段中平面窗口、端面筋板和壳体同时组焊 在一起来分散受力点。中平面窗口与支撑块在靠近真空室中心轴线侧为同内壳体等距的旋 转曲面，旋转轴与真空室中心轴线共线。
[0004] 中平面窗口、支撑块属于厚壁件，单独加工为成品再组焊则焊后变形及密封面尺 寸将超差将无法控制。带来的要求是工艺采取中平面窗口与支撑块预留加工余量，密封面 等有重要尺寸公差的面均先不加工，在支撑块上与中平面窗口焊接侧开设双面U型坡口，三 者组焊在一起后整体加工为成品，再与厚度较之很薄的扇形段壳体和端面筋板焊接，此时， 中平面窗口与支撑块组件刚度大，焊接变形小。因此，需要设计一种装置用来组焊中平面窗 口与支撑块，保证其相对尺寸要求的同时控制焊接变形。
【发明内容】
[0005] 本新型目的是针对现有技术的缺陷提供一种平面窗口与支撑块组焊装置及其焊 接方法。
[0006] 本新型为实现上述目的，采用如下技术方案：
[0007] 一种平面窗口与支撑块组焊装置，包括作为底板的槽钢，在槽钢上设置三个支撑 板，该三个支撑板的形状与被焊接件的形状相匹配。
[0008] 如上所述的一种平面窗口与支撑块组焊装置，其中，所述的三个支撑板为轴对称 布置，对称轴为中间区域的中心线。
[0009] 如上所述的一种平面窗口与支撑块组焊装置，其中，所述三个支撑板中的左右两 个支撑板对称布置，分别由井字形设置的立板支撑，立板立于槽钢上，立板顶端为支撑板， 立板与支撑板间还设置筋板，中间支撑板由中间立板支撑。
[0010] 如上所述的一种平面窗口与支撑块组焊装置，其中，所述三个支撑板中的左右两 个支撑板对称布置，在左右两个支撑板的靠近端设置定位块，在左右两个支撑板的相背端 设置由螺栓和调节紧固块组成的紧固组件。
[0011] 如上所述的一种平面窗口与支撑块组焊装置，其中，所述的槽钢上开设14个M20的 螺纹孔，用于穿入压杆对其压紧。
[0012] -种平面窗口与支撑块组焊方法，包括下述步骤：
[0013 ]步骤一:工件放置
[0014]将被焊接的中平面窗口与支撑块组件放置在专用的平面窗口与支撑块组焊装置 上，使得中平面窗口放置在平面窗口与支撑块组焊装置的左右两个支撑板上，支撑块放置 在中间支撑板上；
[0015] 步骤二：固定
[0016] 将被焊接的中平面窗口与支撑块组件的最内侧顶紧定位块，以防止焊接时中平面 窗口向内收缩变形，用螺栓和调节紧固块将被焊接的中平面窗口与支撑块组件固定，
[0017] 在槽钢上的14个M20的螺纹孔中穿入压杆；
[0018] 步骤三:焊接
[0019] 对中平面窗口与支撑块组件进行焊接。
[0020] 本新型具有如下优点：在真空室中平面窗口与支撑块组焊时，通过该装置及其焊 接方法来保证其相对尺寸要求的同时控制焊接变形，同时保证5个中平面窗口与支撑块组 件尺寸的一致性，提高焊接效率。
【附图说明】
[0021 ]图1为真空室总图主视图；
[0022]图2为中平面窗口与支撑块组件图；
[0023]图3为图2的俯视视图；
[0024] 图4为中平面窗口与支撑块焊接组对图；
[0025] 图5为中平面窗口与支撑块组焊装置；
[0026] 图6为图5的俯视视图；
[0027]图7为图4与图5的组装图；
[0028]图中：1，3中平面窗口、2.支撑块、4.焊缝、5，7，10立板、6，8筋板、9槽钢、11.螺栓、 12.调节紧固块、13.定位块、14，15.支撑板、16.加强筋板、17.螺纹孔、18.中平面窗口与支 撑块组件、19.中平面窗口与支撑块组焊装置。
【具体实施方式】
[0029]如附图5和图6所示，一种平面窗口与支撑块组焊装置，包括作为底板的槽钢9,在 槽钢9上设置三个支撑板，该三个支撑板的形状与被焊接件（中平面窗口与支撑块组18)的 形状相匹配。
[0030] 所述的三个支撑板为轴对称布置，对称轴为中间区域的中心线。
[0031] 所述三个支撑板中的左右两个支撑板对称布置，分别由井字形设置的立板(5、6、 7)支撑，立板立于槽钢9上，立板顶端为支撑板，立板与支撑板间还设置筋板(6、8)，中间支 撑板由中间立板(10)支撑。
[0032]所述三个支撑板中的左右两个支撑板对称布置，在左右两个支撑板的靠近端设置 定位块13,在左右两个支撑板的相背端设置由螺栓11和调节紧固块12组成的紧固组件。 [0033]所述的槽钢9上开设14个M20的螺纹孔，组焊中平面窗口与支撑块组件时用压杆对 其压紧，防止焊接时整个组件变形。
[0034] -种平面窗口与支撑块组焊方法，包括下述步骤：
[0035] 步骤一：工件放置
[0036] 将被焊接的中平面窗口与支撑块组件18放置在专用的平面窗口与支撑块组焊装 置上，使得中平面窗口（1、3)放置在平面窗口与支撑块组焊装置的左右两个支撑板上，支撑 块2放置在中间支撑板上。
[0037] 步骤二：固定
[0038] 将被焊接的中平面窗口与支撑块组件18的最内侧顶紧定位块13，以防止焊接时中 平面窗口（1、3)向内收缩变形，用螺栓11和调节紧固块12将被焊接的中平面窗口与支撑块 组件18固定。
[0039] 在槽钢9上的14个M20的螺纹孔中穿入压杆。
[0040] 步骤三:焊接
[0041]对中平面窗口与支撑块组件18进行焊接。
【主权项】
1. 一种大型双层D型截面真空室中平面窗口与支撑块组焊装置，其特征在于:包括作为 底板的槽钢，在槽钢上设置三个支撑板，该三个支撑板的形状与被焊接件的形状相匹配。2. 如权利要求1所述的一种大型双层D型截面真空室中平面窗口与支撑块组焊装置，其 特征在于:所述的三个支撑板为轴对称布置，对称轴为中间区域的中心线。3. 如权利要求2所述的一种大型双层D型截面真空室中平面窗口与支撑块组焊装置，其 特征在于:所述三个支撑板中的左右两个支撑板对称布置，分别由井字形设置的立板支撑， 立板立于槽钢上，立板顶端为支撑板，立板与支撑板间还设置筋板，中间支撑板由中间立板 支撑。4. 如权利要求3所述的一种大型双层D型截面真空室中平面窗口与支撑块组焊装置，其 特征在于:所述三个支撑板中的左右两个支撑板对称布置，在左右两个支撑板的靠近端设 置定位块，在左右两个支撑板的相背端设置由螺栓和调节紧固块组成的紧固组件。5. 如权利要求4所述的一种大型双层D型截面真空室中平面窗口与支撑块组焊装置，其 特征在于:所述的槽钢上开设14个M20的螺纹孔，用于穿入压杆对其压紧。
【文档编号】B23K37/04GK205437604SQ201521132894
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月30日
【发明人】门伟, 张建, 张会敏, 周霞, 武小强
【申请人】西安核设备有限公司