一种支管座焊接充氩装置的制作方法

本发明涉及核电维修技术领域，尤其涉及一种支管座焊接充氩装置。

背景技术：

根据制造、安装经验反馈，核电厂现场存在部分核级支管座(又称boss头)与母管连接的焊缝超标夹渣、未熔合等缺陷，需要对焊缝缺陷进行处理，最直接的方案是对boss头进行在役更换。

针对boss头更换，关键在于新boss头的焊接，而焊接质量又是考量更换工作成功与否的重要标准。核电厂boss头更换的过程中，发现有相当多一部分boss头焊接在薄壁母管上(母管壁厚＜5mm)，因薄壁母管在焊接过程中易塌陷、被氧化易熔穿及焊接过程易发生熔池不稳定致使焊缝成形差等问题，严重影响焊接质量和boss头更换工作的工期。

国际上并无对核级boss头进行在役更换的相关技术，也无boss头更换的相关成套专用工具，包括辅助焊接的专用工具。

目前，国内对于在薄壁母管上的boss头更换工作，一直采用如图1所示的自主设计的简易充氩装置，采用的是从焊缝上方(boss头侧)进行充氩的方式，为营造焊缝背部周围无氧或低氧环境，需要氩气的流量较大，耗氩量较高。此外，该方式对氩气流量的平稳性要求较高，易出现充氩效果不稳定导致的焊缝表面成型差等问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，提供一种支管座焊接充氩装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种支管座焊接充氩装置，其特征在于，包括：

用于从支管座一侧对焊缝上部充氩气的充氩套管；

用于从母管背部对焊缝下部充氩气的充氩芯管；

其中，所述充氩芯管可沿轴向插设在所述充氩套管中。

优选地，所述充氩套管包括：

套管本体；及

设置在所述套管本体外周、用于将所述充氩套管覆盖在所述支管座顶部以起定位及密封作用的压盖。

优选地，在所述压盖外侧的套管本体上设置有用于供氩气充入的至少一第一氩气入口；且在所述压盖内侧的套管本体上设置用于供氩气流出的至少一第一氩气出口。

优选地，所述充氩套管在所述套管本体顶部设置有第一安装孔、底部设置有带第二安装孔的套管端塞；

当所述充氩芯管沿轴向通过第一安装孔、第二安装孔插设在所述充氩套管中，所述套管本体、所述套管端塞以及所述充氩芯管外表面相配合形成供氩气流动的内部空间。

优选地，所述套管端塞设置用于供氩气从所述内部空间流出的至少一第三氩气出口；

优选地，所述第一安装孔设置有第一螺纹；

所述充氩芯管管壁外表面设置有与所述第一螺纹相配合、将所述充氩芯管可调节深度地插设到所述充氩套管中的第二螺纹。

优选地，所述充氩芯管的第一端设置有用于供氩气充入的第二氩气入口，第二端设置有用于供氩气流出的至少一第二氩气出口；

所述充氩芯管的管壁内表面包围起来而形成供氩气流通的中空腔体。

优选地，所述第二氩气出口设置在所述充氩芯管的第二端的管壁上，所述充氩芯管的第二端的管壁端部还设置有用于将所述第二氩气出口流出的氩气挡回所述母管背部的氩气空间挡板，及用于固定所述氩气空间挡板的固定件。

优选地，所述固定件包括螺母、以及与所述螺母相配合用于夹持所述氩气空间挡板的螺丝。

优选地，所述氩气空间挡板为耐高温胶布材料制作的挡板。

实施本发明具有以下有益效果：充氩套管中流通的氩气，从第一氩气入口充入，经套管本体从第一氩气出口流出，确保将支管座(boss头)内部(焊缝上部)的空气排出，营造焊缝上部的无氧或超低氧环境；从第二氩气入口进入并在中空腔体中流通的氩气，从第二氩气出口经氩气空间挡板呈放射状回流，与从第一氩气出口流出氩气混合，排开焊缝下部周围及母管背部一定范围内的空气，营造无氧或超低氧环境。

采用该支管座焊接充氩装置实现了薄壁母管上支管座(boss头)的成功更换，有效地减少了因充氩不均匀、熔池不稳定等非技术因素导致的焊缝表面成型差和母管塌陷量高等问题，确保了焊接和支管座(boss头)更换工作的质量和效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本领域常用的简易充氩装置的结构示意图；

图2是本发明支管座焊接充氩装置的结构示意图；

图3是本发明支管座焊接充氩装置的使用示意图。

具体实施方式

如图2所示，本发明的支管座焊接充氩装置，包括：用于从支管座11一侧对焊缝上部充氩气的充氩套管2；用于从母管12背部对焊缝下部充氩气的充氩芯管1；其中，充氩芯管1可沿轴向插设在充氩套管2中。

充氩套管2包括：套管本体；及设置在套管本体外周、用于将充氩套管2覆盖在支管座11顶部以起定位及密封作用的压盖6。

在本实施例中，该压盖6可以为圆板结构，其半径尺寸与支管座11头部的外径相接近或大于支管座11头部的外径，使得足够遮盖该支管座11头部，进而使得该支管座焊接充氩装置根据该压盖6定位安装到支管座11上。

进一步的，该压盖6确保充氩过程中，氩气不会从支管座11的头部溢出或渗出，保证充氩的均匀性，并且可节省氩气。

可以理解的，该压盖6还可以是其他结构以及其他尺寸，只要实现上述定位安装及密封作用即可，这里并不做具体的限定。

在压盖6外侧的套管本体上设置有用于供氩气充入的至少一第一氩气入口8；且在压盖6内侧的套管本体上设置用于供氩气流出的至少一第一氩气出口9。

在本实施例中，该第一氩气入口8可以设置一个，也可以是周向设置在套管本体的多个，可以是沿该套管本体轴线对称设置的两个。

可以理解的，该第一氩气入口8的设置数量可以根据实际需要进行设置，此外，该第一氩气入口8的孔径也可以根据实际需要进行设置，这里并不做具体的限定。

进一步的，该第一氩气出口9可以设置一个，也可以是周向设置在套管本体的多个，可以是沿该套管本体轴线对称设置的两个。

可以理解的，该第一氩气出口9的设置数量可以根据实际需要进行设置，此外，该第一氩气出口9的孔径也可以根据实际需要进行设置，这里并不做具体的限定。

在本实施例中，该充氩套管2在套管本体顶部设置有第一安装孔、底部设置有带第二安装孔的套管端塞3。

当充氩芯管1沿轴向通过第一安装孔、第二安装孔插设在充氩套管2中，套管本体、套管端塞3以及充氩芯管1外表面相配合形成供氩气流动的内部空间201。

可以理解的，该内部空间201的大小可以通过套管本体、套管端塞3以及充氩芯管1的尺寸大小进行调节。该内部空间201的形成缩小了支管座11上部需要充氩气的空间，且使得支管座11头部充氩更均匀，充氩效果更好。

在一些实施例中，该套管端塞3设置用于供氩气从内部空间201流出的至少一第三氩气出口，使得在内部空间201流动的氩气充第三氩气出口流出并排放到支管座11头部的环境中。

进一步的，第一安装孔设置有第一螺纹；充氩芯管1管壁外表面设置有与第一螺纹相配合、将充氩芯管1可调节深度地插设到充氩套管2中的第二螺纹。

可以理解的，该套管端塞3的第二安装孔内壁表面可以做光滑处理。也可以设置与第二螺纹相配合的第三螺纹，此时，需要对该套管端塞3进行精加工，使得对中精确。

在本实施例中，可以根据现场需要合理调整充氩芯管1端部位置。进一步的，将充氩芯管1插入到第一安装孔中，并调节安装位置，当该充氩芯管1调整安装到预定位置后，将套管端塞3通过第二安装孔旋入到该充氩芯管1中，并抵接套管本体的底部，进行安装固定。

可以理解的，可以通过焊接方式进行固定。进一步的，可以通过设置在套管本体与套管端塞3周向侧面的锁紧件进行锁紧。进一步的，该套管本体底部面向套管端塞3一面设置定位槽或定位细柱，套管端塞3与之对应设置有定位细柱或定位槽，更方便进行定位安装，且可以增强安装稳定性。

在本实施例中，充氩芯管1的第一端设置有用于供氩气充入的第二氩气入口102，第二端设置有用于供氩气流出的至少一第二氩气出口10。

进一步的，充氩芯管1的管壁内表面包围起来而形成供氩气流通的中空腔体101。氩气充第二氩气入口102充入并在中央腔体101中流通，最后经第二氩气出口10流出。

第二氩气出口10设置在充氩芯管1的第二端的管壁上，充氩芯管1的第二端的管壁端部还设置有用于将所述第二氩气出口10流出的氩气挡回母管12背部的氩气空间挡板7，及用于固定氩气空间挡板7的固定件。

在本实施例中，该第二氩气出口10可以设置一个，也可以是周向设置在充氩芯管1管壁上的多个，可以是沿该充氩芯管1轴线对称设置的两个。

可以理解的，该第二氩气出口10的设置数量可以根据实际需要进行设置，此外，该第二氩气出口10的孔径也可以根据实际需要进行设置，这里并不做具体的限定。

进一步的，固定件包括螺母4、以及与螺母4相配合用于夹持氩气空间挡板7的螺丝5。氩气空间挡板7为耐高温胶布材料制作的挡板，可以理解的，还可以根据实际需求采用其他材料制作该氩气空间挡板7。

该氩气空间挡板7中间开设与螺丝5直径接近的孔，通过该孔旋入到螺丝5中，再配合螺母4，即可完成夹持工作。当需要更换该氩气空间挡板7，只需要反向旋出该螺丝5即可。

在一些实施例中，可以通过第一压板与第二压板相互配合夹持该氩气空间挡板7，可以理解的，只要实现对该氩气空间挡板7的夹持即可。

如图3所示，在本实施例中，充氩套管2中流通的氩气，从第一氩气入口8充入，经套管本体从第一氩气出口9流出，确保将支管座11(boss头)内部(焊缝上部)的空气排出，营造焊缝上部的无氧或超低氧环境；从第二氩气入口102进入并在中空腔体101中流通的氩气，从第二氩气出口10经氩气空间挡板7呈放射状回流，与从第一氩气出口9流出氩气混合，排开焊缝下部周围及母管12背部一定范围内的空气，营造无氧或超低氧环境,焊接完成后，直接向上提出该支管座焊接充氩装置即可。

采用该支管座焊接充氩装置实现了薄壁母管12上支管座11(boss头)的成功更换，有效地减少了因充氩不均匀、熔池不稳定等非技术因素导致的焊缝表面成型差和母管12塌陷量高等问题，确保了焊接和支管座11(boss头)更换工作的质量和效率。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。