本发明涉及机械加工,具体地涉及一种核电堆内构件上部导向筒激光焊接工艺。
背景技术:
1、核电站是现代能源供应体系中的重要组成部分,其核心是核反应堆。在核反应堆中,控制棒导向筒组件是用于精确控制核裂变反应速率的关键部件之一。上部导向筒组件作为控制棒导向筒组件的一部分,负责确保控制棒能够在核反应堆内部顺畅移动,从而实现对核反应速率的有效调控。因此,上部导向筒组件的结构稳定性和使用寿命直接影响到核反应堆的安全运行和核电站的整体性能。
2、在核电堆内构件的制造过程中,上部导向筒组件的焊接是一项至关重要的工序。目前,行业内普遍采用电子束焊接(ebw)技术来进行此类精密部件的焊接。电子束焊接技术具有熔深大、热影响区小、焊接速度快等优点,适用于高精度和高强度要求的焊接任务。然而,该技术也存在一些明显的局限性:
3、1、传统的夹具和固定装置无法保证堆内构件在焊接过程中的精确位置控制,特别是在需要多次调整焊缝位置的情况下,反复的定位操作会增加工作量并可能引入额外误差;
4、2、焊接过程中产生的热应力往往会导致堆内构件发生变形,而现有工具缺乏有效的手段来抑制这种变形,从而影响焊接质量和零件的一致性;
5、3、由于缺少专为堆内构件设计的固定与调整工具,每次更换焊缝位置都需要重新校准,这大大降低了焊接效率。
技术实现思路
1、鉴于背景技术所存在的技术问题,本发明所提供一种核电堆内构件上部导向筒激光焊接工艺,既能保持甚至超越现有技术的焊接质量,又能有效解决上述局限性,成为核电堆内构件制造领域亟待解决的问题。特别是在提高焊接效率、降低成本、简化操作流程等方面,新型焊接技术的研发显得尤为重要。
2、为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
3、一种核电堆内构件上部导向筒激光焊接工艺,该工艺会使用到一种用于辅助焊接半方管的工具,该工具包括有调节支架、上底座、下底座和端盖,调节支架的顶部与下底座的下端面活动连接,上底座和下底座沿着轴线对称设置,上底座和下底座的前后端处连接有端盖,核电堆内构件焊接时放置在上底座和下底座之间,上底座和下底座上并列设置有多个调节块;
4、该焊接工艺包括以下步骤:
5、s1、调节调节支架的高度,使下底座处于同一水平面上;
6、s2、将核电堆内构件放置在下底座内,并将上底座扣放在下底座上;
7、s3、将两侧的端盖与上底座和下底座相连接,并对端盖进行预拧紧;
8、s4、调节上底座上位置,使上底座与下底座之间保持水平,调整完毕后对端盖进行二次拧紧;
9、s5、调节上底座和下底座上的调节块,使核电堆内构件的焊缝处于同一水平面上;
10、s6、对核电堆内构件的焊缝进行焊接。
11、优选的方案中,调节支架包括有支撑柱、顶板和支撑螺栓;所述支撑柱的顶部垂直连接有顶板,支撑螺栓与顶板螺纹连接,下底座放置在支撑螺栓上。
12、优选的方案中,顶板和下底座的下端面对应开设有第一螺纹孔,锁紧螺栓与第一螺纹孔螺纹连接并将下底座和顶板的位置锁死固定。
13、优选的方案中,调节块包括有压块、卡板、紧压螺栓和第二连接螺栓;上底座和下底座上等距开设有调节孔,所述调节孔内放置有压块,压块的上方设置有卡板,所述顶板的两侧通过第二连接螺栓与上底座和下底座螺纹连接,卡板的中心位置处开设有第二螺纹孔,紧压螺栓与第二螺纹孔螺纹连接并与压块相抵。
14、优选的方案中,端盖包括有侧板,上底座和下底座的端部开设有条形孔,第一连接螺栓穿过条形孔后与侧板的侧部螺纹连接。
15、优选的方案中,侧板的侧部与安装板固定连接,所述安装板上垂直安设有激光准直仪。
16、优选的方案中,上底座的上端面处安设有水准仪。
17、优选的方案中,在s6中,对核电堆内构件进行焊接采用先进行激光焊点焊固定,然后进行激光熔深焊所述点焊段的激光功率控制在2100w左右,熔深焊段的激光功率控制在2100w左右,焊接采用氮气作为保护气,其保护气流量控制在10—20l/min左右。
18、一种核电堆内构件上部导向筒激光焊接工艺该方法的有益效果包括但不限于以下几点:
19、1、本工艺通过调节支架上的支撑螺栓与顶板的配合使用,可以实现下底座的高度微调,确保半方管在焊接过程中保持理想的水平度。此外,上底座和下底座之间的调节块能够精准固定半方管的位置,避免因位置偏移而导致的焊接质量问题;
20、2、本发明设计的压块与卡板结合,能够施加均匀的压力于半方管表面,有助于在焊接过程中抑制热变形,从而保证焊接后的尺寸稳定性及焊缝的平整度;
21、3、通过在上底座和下底座的端部设置条形孔,方便对底座的位置进行微调,进一步地保证了底座的平整度;
22、4、端盖上的激光准直仪能够方便精准的测量焊缝水平度,避免了因定位不准确造成的焊接缺陷;
23、5、本发明采用激光焊点焊和激光熔深焊相结合的焊方式,相比于传统电子束焊的焊接其效率提升约2倍,节省了用工成本并缩短了产品制造周期,且焊缝成型稳定,焊接质量良好。
1.一种核电堆内构件上部导向筒激光焊接工艺,其特征在于:该工艺会使用到一种用于辅助焊接半方管的工具,该工具包括有调节支架(1)、上底座(3)、下底座(2)和端盖(4),调节支架(1)的顶部与下底座(2)的下端面活动连接,上底座(3)和下底座(2)沿着轴线对称设置,上底座(3)和下底座(2)的前后端处连接有端盖(4),核电堆内构件(5)焊接时放置在上底座(3)和下底座(2)之间,上底座(3)和下底座(2)上并列设置有多个调节块(6);
2.根据权利要求1所述的核电堆内构件上部导向筒激光焊接工艺,其特征在于:调节支架(1)包括有支撑柱(101)、顶板(102)和支撑螺栓(103);所述支撑柱(101)的顶部垂直连接有顶板(102),支撑螺栓(103)与顶板(102)螺纹连接,下底座(2)放置在支撑螺栓(103)上。
3.根据权利要求2所述的核电堆内构件上部导向筒激光焊接工艺,其特征在于:顶板(102)和下底座(2)的下端面对应开设有第一螺纹孔(104),锁紧螺栓(105)与第一螺纹孔(104)螺纹连接并将下底座(2)和顶板(102)的位置锁死固定。
4.根据权利要求1所述的核电堆内构件上部导向筒激光焊接工艺,其特征在于:调节块(6)包括有压块(601)、卡板(602)、紧压螺栓(603)和第二连接螺栓(606);上底座(3)和下底座(2)上等距开设有调节孔(605),所述调节孔(605)内放置有压块(601),压块(601)的上方设置有卡板(602),所述顶板(102)的两侧通过第二连接螺栓(606)与上底座(3)和下底座(2)螺纹连接,卡板(602)的中心位置处开设有第二螺纹孔(604),紧压螺栓(603)与第二螺纹孔(604)螺纹连接并与压块(601)相抵。
5.根据权利要求1所述的核电堆内构件上部导向筒激光焊接工艺,其特征在于:端盖(4)包括有侧板(401),上底座(3)和下底座(2)的端部开设有条形孔(404),第一连接螺栓(402)穿过条形孔(404)后与侧板(401)的侧部螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的核电堆内构件上部导向筒激光焊接工艺,其特征在于:侧板(401)的侧部与安装板(403)固定连接,所述安装板(403)上垂直安设有激光准直仪(7)。
7.根据权利要求1所述的核电堆内构件上部导向筒激光焊接工艺,其特征在于:上底座(3)的上端面处安设有水准仪(8)。
8.根据权利要求1所述的核电堆内构件上部导向筒激光焊接工艺,其特征在于:在s6中,对核电堆内构件(5)进行焊接采用先进行激光焊点焊固定,然后进行激光熔深焊所述点焊段的激光功率控制在2100w左右,熔深焊段的激光功率控制在2100w左右,焊接采用氮气作为保护气,其保护气流量控制在10—20l/min左右。