一种大型托卡马克真空室壳体曲面的固溶处理工装的制作方法

本发明属于核聚变装置制造技术领域，具体涉及一种大型托卡马克真空室壳体曲面的固溶处理工装。

背景技术：

压真空室作为大型托卡马克核聚变装置的重要安全部件，其壳体曲面材料是化学成分进行过特殊控制的奥氏体不锈钢316ln，其最终曲面的屈服强度、抗拉强度、延伸率、硬度、晶粒度、微观组织、抗应力腐蚀等材料性能均有严格的验收要求。因此，为了保证最终曲面的各项材料性能满足标准规定，在曲面进行模具成形后需进行固溶处理。在固溶的高温和快速冷却的苛刻条件下，若不采取有效控制措施，曲面的形状会产生严重的畸变，如果继续对该曲面进行形状整形，可能会由于材料的变形量过大造成最终曲面的材料性能不满足标准要求，从而造成产品报废。针对固溶变形问题的一般做法是，制作专门的固溶工装来控制曲面变形，但国内目前还没有专门针对大型托卡马克真空室壳体曲面的固溶热处理工装的设计制造先例。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种大型托卡马克真空室壳体曲面的固溶处理工装,既能有效减少曲面的固溶变形又可在高温和热冲击的条件下多次使用，其结构简单便于制造。

本发明的技术方案如下：

一种大型托卡马克真空室壳体曲面的固溶处理工装，包括有支撑主体和弧形压板，所述支撑主体包括有并列设置的左侧纵向支撑板、中间纵向支撑板、右侧纵向支撑板，多个横向支撑板通过中间纵向支撑板上预先加工出的安装槽定位后与各纵向支撑板焊接成一个整体，左侧纵向支撑板和右侧纵向支撑板上焊接有若干对压板卡箍和加强筋板，各纵向支撑板上端正对于弧形压板的位置处开有u型槽，中间纵向支撑板的支撑弧面中间位置的侧面焊接有一块曲面连接过渡板，左侧纵向支撑板和右侧纵向支撑板上都开有两对起吊孔。

一种大型托卡马克真空室壳体曲面的固溶处理工装，所述横向支撑板与弧形压板错开分布，两者分布距离在40mm～100mm之间。

一种大型托卡马克真空室壳体曲面的固溶处理工装，各纵向支撑板、横向支撑板、压板卡箍、弧形压板、加强筋选用的材质为奥氏体不锈钢310s。

一种大型托卡马克真空室壳体曲面的固溶处理工装，所述各纵向支撑板和和横向支撑板组成固溶工装的支撑主体，各纵向纵向支撑板和横向支撑板的弧面所形成的包络曲面与真空室壳体曲面的下表面曲率一致，弧形压板与真空室壳体曲面上表面对应位置的曲率一致。

一种大型托卡马克真空室壳体曲面的固溶处理工装，真空室壳体曲面放置在支撑主体上，通过20mm长的短焊缝将真空室壳体曲面与曲面连接过渡板焊接在一起，

一种大型托卡马克真空室壳体曲面的固溶处理工装，所述曲面连接过渡板的材质与真空室壳体曲面的材质相同。

一种大型托卡马克真空室壳体曲面的固溶处理工装，弧形压板与真空室壳体曲面上表面的装配间隙保持在0.3mm至0.5mm之间将弧形压板与压板卡箍焊接固定。

本发明的有益效果在于：

本发明有效减少大型托卡马克真空室壳体曲面的固溶变形，可在固溶热处理的苛刻条件下多次重复使用，结构简单便于制造，节约生产成本。

附图说明

图1本发明的支撑主体结构示意图；

图2本发明的装配使用状态图；

图中：1-左侧纵向支撑板，2-中间纵向支撑板，3-右侧纵向支撑板，4-横向支撑板，5-压板卡箍，6-u型槽，7-曲面连接过渡板，8-加强筋板，9-起吊孔，10-弧形压板，p0-真空室壳体曲面。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图所示，一种大型托卡马克真空室壳体曲面的固溶处理工装，包括有支撑主体和弧形压板10，支撑主体包括有并列设置的左侧纵向支撑板1、中间纵向支撑板2、右侧纵向支撑板3，多个横向支撑板4通过中间纵向支撑板2上预先加工出的安装槽定位后与各纵向支撑板焊接成一个整体，左侧纵向支撑板1和右侧纵向支撑板3上焊接有若干对压板卡箍5和加强筋板8，各纵向支撑板上端正对于弧形压板10的位置处开有u型槽6，中间纵向支撑板2的支撑弧面中间位置的侧面焊接有一块曲面连接过渡板7，左侧纵向支撑板1和右侧纵向支撑板3上都开有两对起吊孔9。

横向支撑板4与弧形压板10错开分布，两者分布最佳距离在40mm～100mm之间，各纵向支撑板上正对于弧形压板10的位置开有与压板宽度相同的u型槽6，此种布置可避免工装增加曲面的有效热处理厚度，保证曲面的热传导效率。

各纵向支撑板、横向支撑板4、压板卡箍5、弧形压板10、加强筋8选用的材质为奥氏体不锈钢310s，可以保证工装在高温和热冲击的条件下多次重复使用。

各纵向支撑板和和横向支撑板4组成固溶工装的支撑主体，各纵向纵向支撑板和横向支撑板4的弧面所形成的包络曲面与真空室壳体曲面p0的下表面曲率一致，弧形压板10与曲面上真空室壳体表面p0对应位置的曲率一致。

在使用时，将真空室壳体曲面p0放置在本发明的支撑主体上找准定位，通过20mm长的短焊缝将真空室壳体曲面p0与曲面连接过渡板7焊接在一起，曲面连接过渡板7的材质与真空室壳体曲面p0的材质相同。

按图示装配弧形压板10，弧形压板10与真空室壳体曲面p0上表面的装配间隙保持在0.3mm至0.5mm之间，然后将弧形压板10与压板卡箍5焊接固定。通过此种装配方式，可使壳体曲面在受热和冷却时在纵向、横向和厚度方向上均有一定的膨胀和收缩余量，可避免因工装约束过多致使曲面热应力过大和局部应力集中的问题。

技术特征：

技术总结
本发明属于核聚变装置制造技术领域，具体涉及一种大型托卡马克真空室壳体曲面的固溶处理工装。本装置包括有支撑主体和弧形压板，多个横向支撑板通过中间纵向支撑板上预先加工出的安装槽定位后与各纵向支撑板焊接成一个整体，左侧纵向支撑板和右侧纵向支撑板上焊接有若干对压板卡箍和加强筋板，各纵向支撑板上端正对于弧形压板的位置处开有U型槽，中间纵向支撑板的支撑弧面中间位置的侧面焊接有一块曲面连接过渡板，左侧纵向支撑板和右侧纵向支撑板上都开有两对起吊孔。本发明有效减少大型托卡马克真空室壳体曲面的固溶变形，可在固溶热处理的苛刻条件下多次重复使用，结构简单便于制造，节约生产成本。

技术研发人员：侯吉来;冉红;黄运聪;曹曾;宋斌斌;唐乐;林涛
受保护的技术使用者：核工业西南物理研究院
技术研发日：2017.11.24
技术公布日：2019.06.04