专利名称：一种核电设备接管安全端接头自动焊接设备及焊接方法
技术领域：
本发明涉及核电设备，具体涉及一种采用自动跟踪系统的核电设备接管安全端接头自动钨极氩弧焊的设备和方法。
背景技术：
核电站核岛主设备的大型容器，如反应堆压力容器、蒸汽发生器和稳压器等设备的壳体一般由材料型号为低合金高强钢制成，而和核容器连接的各种管道大多为奥氏体不锈钢，为保证核电设备的质量，一般会先在壳体的接管端头上先焊上一段不锈钢管，称为安全端。
根据核设备安全等级和结构设计要求，安全端焊接采用自动脉冲钨极氩弧焊。现有核电安全端焊接不使用自动跟踪系统，完全依靠操作工人自己的判断和观察。由于安全端窄间隙的坡口有“深、窄”的特点，所以往往在焊接过程中极易导致电极触碰到坡口侧壁，导致焊接缺陷的产生，焊缝返修的次数多，焊接质量存在很大的风险。也就是说，由于安全端坡口属于窄间隙深坡口，对于电极的位置要求很高，完全依靠人工的观察和判断不能满足对电极位置的精确度要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种核电设备接管安全端接头自动焊接设备及焊接方法，为了保证精确度，在焊接设备中增加了自动跟踪系统，从而保证了核电窄间隙深坡口工件的精确焊接。为达到上述目的，本发明提供了一种核电设备接管安全端接头自动焊接设备，该设备包含
传感器，该传感器具有探针，该探针紧贴设置在工件的侧壁；
与传感器电连接的控制系统；
与控制系统电连接的电动双伺服滑块；
与该电动双伺服滑块固定连接的焊机；
设置在焊机下端的电极，该电极置于待加工的工件的坡口中。上述的核电设备接管安全端接头自动焊接设备，其中，该焊机通过托架固定位置，该托架固定设置在该电动双伺服滑块与焊机之间，分别与电动双伺服滑块、焊机固定连接，使得电动双伺服滑块通过托架带动焊机移动。本发明还提供了一种采用上述的核电设备接管安全端接头自动焊接设备焊接工件的方法，该方法包含
步骤1，将电极置于待加工的工件的坡口中，传感器的探针紧贴在工件的侧壁；步骤2，打开焊机及控制系统，开始焊接；
步骤3，当焊接过程中工件发生位移，传感器将通过探针捕捉到工件发生位移的信号，该信号被传输到控制系统，由控制系统根据工件的位移量自动控制电动双伺服滑块进行相应的位移，带动焊机移动，使得电极始终保持在最佳的位置；直至焊接完成。本发明将自动跟踪、控制系统用于核电安全端窄间隙的钨极氩弧焊，自动跟踪系统可获取工件的空间位置变化量从而进行反馈，保证运转中的工件的多功能和高精度的跟踪和测量，并进行控制。本发明在钨极氩弧焊机头上安装了自动跟踪、控制系统后，使得电极始终处于最佳位置，大大提高了焊接质量及焊接效率，能进行不间断产品焊接，大幅减少焊后返修量，降低质量风险的发生率。
图I为本发明所适用的安全端焊接坡口形式示意图。图2为本发明的一种核电设备接管安全端接头自动焊接设备的系统示意图。 图3为本发明的电动双伺服滑块、托架和焊机之间的连接关系示意图。
具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明的具体实施方式
作进一步地说明
本发明所述的承制的容器设备接管所选用的安全端焊接坡口形式，如图I所示，具有窄间隙深坡口的特点。如图2所示，为本发明的一种核电设备接管安全端接头自动焊接设备的系统示意图，该设备包含
传感器10，该传感器10具有探针11，该探针11紧贴设置在工件I的侧壁；
与传感器10电连接的控制系统20 ；
与控制系统20电连接的电动双伺服滑块30 ；
与该电动双伺服滑块30固定连接的焊机40 ;—些优选的实施例中，该焊机40通过托架42固定位置，该托架42固定设置在该电动双伺服滑块30与焊机40之间，分别与电动双伺服滑块30、焊机40固定连接，如图3所示，使得电动双伺服滑块30通过托架42带动焊机40移动；
设置在焊机下端的电极41，该电极42置于待加工的工件I的坡口 2中。本发明所述的自动跟踪控制系统为GMH联合跟踪控制器，由电源(图中未示)、传感器单元、控制系统、电动双伺服滑块(即，十字滑块)一起，形成了一个易于在自动焊接中使用的联合跟踪系统。其中，控制系统中还包含了信息判断元件，十字滑块作为控制位移元件。此跟踪系统能在焊接过程中根据传感器的反馈自动调节焊接位置，最大限度地减少人工对焊接位置的修复调整，在焊接过程中焊机的机头能始终保持在一个良好的焊接位置。焊接机头安装在托架上，托架连接在电动双伺服滑块装置上，详见图3，机头能够上下左右进行移动。传感器是整个系统中最为关键的零部件，能向控制系统传递信号，发出如何调节滑块的指令。操作人员焊接前将焊接机头和传感器的指针移动到焊缝的正确位置上，系统就开始自动跟踪，通过传感器的信号来控制焊机机头的位置，保证电弧始终处于最佳位置。本发明的一些实施例中，跟踪系统主要参数为
控制电压42V AC 50-60Hz电源450 VA
传感器(标准)敏感度 ±0. I mm
托架工作行程(托架上下左右可移动位移)300_
焊接时工件在变位器上旋转，电极处于坡口中，传感器的探针紧贴着工件的侧壁，如在焊接过程中工件发生位移，使得电极不在要求范围，这时传感器将捕捉到工件发生位移的信号，然后传送至控制系统，由控制系统根据工件的位移量自动控制电动滑块也发生相应的位移，带动托架上的焊机移动，从而使电极一直处于一个最佳位置。本发明在钨极氩弧焊机头上安装了自动跟踪、控制系统后，使得电极始终处于最佳位置，大大提高了焊接质量及焊接效率，能进行不间断产品焊接，大幅减少焊后返修量，降低质量风险的发生率。 尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
权利要求
1.一种核电设备接管安全端接头自动焊接设备，其特征在于，该设备包含 传感器(10)，该传感器(10)具有探针(11)，该探针(11)紧贴设置在工件的侧壁； 与传感器(10)电连接的控制系统(20)； 与控制系统(20)电连接的电动双伺服滑块(30)； 与该电动双伺服滑块(30)固定连接的焊机(40)； 设置在焊机(40)下端的电极(41)，该电极(41)置于待加工的工件(I)的坡口(2)中。
2.如权利要求I所述的核电设备接管安全端接头自动焊接设备，其特征在于，该焊机(40 )通过托架(42 )固定放置，该托架(42 )固定设置在该电动双伺服滑块(30 )与焊机(40 )之间，使得电动双伺服滑块(30 )通过托架(42 )带动焊机(40 )移动。
3.一种采用权利要求I所述的核电设备接管安全端接头自动焊接设备焊接工件的方法，其特征在于，该方法包含 步骤1，将电极置于待加工的工件的坡口中，传感器的探针紧贴在工件的侧壁； 步骤2，打开焊机及控制系统，开始焊接； 步骤3，当焊接过程中工件发生位移，传感器将通过探针捕捉到工件发生位移的信号，该信号被传输到控制系统，由控制系统根据工件的位移量自动控制电动双伺服滑块进行相应的位移，带动焊机移动，使得电极始终保持在最佳的位置；直至焊接完成。
全文摘要
本发明提供了一种核电设备接管安全端接头自动焊接设备及焊接方法，该设备包含传感器，该传感器具有探针，该探针紧贴设置在工件的侧壁；与传感器电连接的控制系统；与控制系统电连接的电动双伺服滑块；与该电动双伺服滑块固定连接的焊机；设置在焊机下端的电极，该电极置于待加工的工件的坡口中。本发明在钨极氩弧焊机头上安装了自动跟踪、控制系统后，使得电极始终处于最佳位置，大大提高了焊接质量及焊接效率，能进行不间断产品焊接，大幅减少焊后返修量，降低质量风险的发生率。
文档编号B23K9/127GK102794551SQ20121032664
公开日2012年11月28日 申请日期2012年9月6日 优先权日2012年9月6日
发明者罗成, 张茂龙, 许杰, 陈石磊 申请人:上海电气核电设备有限公司