用于反应堆燃料棒制造的焊接设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及燃料棒制造设备领域，特别是涉及一种用于反应堆燃料棒制造的焊接设备。
【背景技术】
[0002]燃料棒组件是核反应堆中的重要组成部分，燃料棒组件中的管类部件，以燃料棒为主，起着容纳反应过程中产生的裂变气体，防止燃料芯块与高温水直接接触，同时抑制辐照肿胀的作用。管类部件也是防止核泄漏的关键性部件。
[0003]燃料棒的主要形式是几百个有铀混合粉末烧结成的二氧化铀陶瓷芯块叠在一起，装在直径1cm，长度约4m，厚度约Imm的细长不锈钢或锆合金材料套管内，两端焊接不锈钢或锆合金端塞密封组成。
[0004]燃料棒组件中管类部件的焊接作为燃料棒组件生产制造中的一道非常关键的工序，它的质量直接影响了正式产品在使用过程中的质量等级。
[0005]现有技术中燃料棒管类部件的焊接采用专用焊机。该焊机的焊接方式采用将燃料棒管类部件水平装夹固定，由转头带动所述部件旋转，焊枪固定不动的方式进行焊接。
[0006]该专用焊机具有的优缺点:
[0007]I)自动化焊接设备，生产效率高；
[0008]2)专用焊接设备，价格昂贵，结构复杂，维护困难，且适用范围具有局限性。
【实用新型内容】
[0009]针对上述现有技术中反应堆燃料棒组件中管类部件的焊接采用专用焊机，而该焊机存在价格昂贵，结构复杂，维护困难，且适用范围具有局限性的问题，本实用新型提供了一种用于反应堆燃料棒制造的焊接设备。
[0010]为解决上述问题，本实用新型提供的用于反应堆燃料棒制造的焊接设备通过以下技术要点来解决问题:用于反应堆燃料棒制造的焊接设备，包括制动夹持部、焊枪和焊枪架，所述制动夹持部包括制动端架体、固定在制动端架体上的驱动电机、连接在驱动电机转子上的物件卡盘，还包括支架和套管，所述支架包括支架架体和设置在支架架体上的轴承座，所述轴承座中内嵌有轴承，所述套管与轴承的内圈固定连接，且套管的一端固定在物件卡盘上，所述焊枪固定在焊枪架上，且焊枪位于套管的另一端，焊枪在焊枪架上的位置可调。
[0011]具体的，设置的制动夹持部用于制动套管转动，转动的动力来源为驱动电机，设置的物件卡盘用于夹持套管，物件卡盘的形式可采用三抓卡盘等，设置的焊枪架用于固定焊枪，套管的另一端，即套管的自由端用于固定待焊接的反应堆燃料棒组件，这样，在以上组件随着套管转动的过程中，完成组件上环焊缝的焊接。
[0012]以上结构中，采用套管作为待焊接组件的辅助支撑，由于套管固定于支架上，这样，支架对套管径向位置的限制使得燃料棒组件在焊接过程中即使发生高速旋转，也可保证燃料棒组件仅能够产生小幅振动，不仅利于保证焊缝质量，还可保证不破坏燃料棒管类组件的直线度，即使得燃料棒管类组件不会因焊接出现弯曲扭转等问题，最大限度的保护燃料棒管类组件的外观尺寸。
[0013]焊枪在焊枪架上位置可调的结构设置，不仅使得焊枪可以适应不同工位的焊接点，同时在焊枪与上述焊接点位置对应后，采用焊枪架固定焊枪的结构形式还可防止出现因为焊枪抖动影响焊接质量的问题。
[0014]更进一步的技术方案为:
[0015]为适应不同类型的燃料棒管类组件的焊接，所述物件卡盘和支架可在竖直面上同步转动，且物件卡盘和支架的轴线可停留在水平方向和竖直方向。以上结构可通过将制动夹持部、焊枪、支架和焊枪架整体转动或者在制动夹持部上设置转台，以上转台可采用设置转轴或采用机械、液压等制动的精密转台的结构形式，以实现在燃料棒管类组件中含有液体时，采用将套管竖直设置的结构形式来实施焊接，以保证含液体燃料棒管类组件的焊接。
[0016]为保证套管和物件卡盘之间的同轴度，以利于焊接质量，所述物件卡盘与套管之间还设置有万向接头。
[0017]为利于焊缝的成型、防止焊缝氧化，还包括气体保护工装，所述气体保护工装位于套管远离制动夹持部的一端。
[0018]作为一种易于制造和防氧化保护性能优异的气体保护工装结构，所述气体保护工装包括底座、支架和出口弯管，所述支架的两端分别固定于底座和出口弯管上，出口弯管内设置有气流通道，且出口弯管呈半圆环状，出口弯管内环的壁面上还设置有多个与气流通道相通的保护气出口，所述出口弯管上还设置有与气流通道相通的气源入口。以上结构中，保护气流，如氩气，从气源入口进入气流通道，再由保护气出口流体冲刷至焊缝周围以置换焊缝周围的空气。
[0019]由于在焊接过程中焊缝周围热辐射量较大，作为一种可缩小出口弯管体积和便于保护气流保护工装与气源管连接关系的结构，所述支架与出口弯管焊接连接，支架内还设置有用于保护气流通的支架内孔，所述气源入口与支架内孔相通，支架内孔的入口端设置有快速接头。以上结构中，快速接头用于与气源管的连接，这样，快速接头与焊接区域距离较远的结构设置可保护气源管或快速接头上的紧固件。
[0020]为便于焊枪相对于焊缝位置和交底的调整，作为一种易于实现的结构，所述焊枪架包括固定架体，所述固定架体上还设置有竖直滑槽，所述竖直滑槽内设置有可沿着竖直滑槽滑动的竖直滑块，所述竖直滑块上设置有水平滑槽，所述水平滑槽内设置有可沿着水平滑槽滑动的水平滑块，所述水平滑块上固定有焊枪座，所述焊枪可绕焊枪座滑动和转动。
[0021]为尽量减小上述套管悬空段的长度，利于燃料棒管类组件在焊接过程中的同轴度，所述支架不止一个。
[0022]为便于套管与不同型号燃料棒管类组件的连接，所述套管的自由端上还内嵌有物件套，所述套管上螺纹连接有用于物件套固定的顶紧螺栓。以上结构中，可通过针对具体型号的燃料棒管类组件，选取特定内径或长度的物件套。
[0023]为利于套管转动的平稳性和燃料棒管类组件旋转的同心度，利于焊接质量，所述顶紧螺栓为偶数个，且相对于套管的轴线呈对称布置。
[0024]本实用新型具有以下有益效果:
[0025]本实用新型结构简单，设置的制动夹持部用于制动套管转动，转动的动力来源为驱动电机，设置的物件卡盘用于夹持套管，物件卡盘的形式可采用三抓卡盘等，设置的焊枪架用于固定焊枪，套管的另一端，即套管的自由端用于固定待焊接的反应堆燃料棒组件，这样，在以上组件随着套管转动的过程中，完成组件上环焊缝的焊接。
[0026]本实用新型中，采用套管作为待焊接组件的辅助支撑，由于套管固定于支架上，这样，支架对套管径向位置的限制使得燃料棒组件在焊接过程中即使发生高速旋转，也可保证燃料棒组件仅能够产生小幅振动，不仅利于保证焊缝质量，还可保证不破坏燃料棒管类组件的直线度，即使得燃料棒管类组件不会因焊接出现弯曲扭转等问题，最大限度的保护燃料棒管类组件的外观尺寸。
[0027]本实用新型中，焊枪在焊枪架上位置可调的结构设置，不仅使得焊枪可以适应不同工位的焊接点，同时在焊枪与上述焊接点位置对应后，采用焊枪架固定焊枪的结构形式还可防止出现因为焊枪抖动影响焊接质量的问题。
【附图说明】
[0028]图1为本实用新型所述的用于反应堆燃料棒制造的焊接设备一个具体实施例的结构示意图；
[0029]图2为图1所示A部的局部放大图；
[0030]图3为本实用新型所述的用于反应堆燃料棒制造的焊接设备一个具体实施例中，套管在旋转至竖直状态时本实用新型的结构示意图；
[0031]图4为本实用新型所述的用于反应堆燃料棒制造的焊接设备一个具体实施例中，支架的结构和支架与套管连接关系的示意图；
[0032]图5为本实用新型所述的用于反应堆燃料棒制造的焊接设备一个具体实施例中，套管自由端的结构示意图；
[0033]图6为本实用新型所述的用于反应堆燃料棒制造的焊接设备一个具体实施例中，气流保护工装的结构示意图；
[0034]图7为本实用新型所述的用于反应堆燃料棒制造的焊接设备一个具体实施例中，出口弯管的俯视图。
[0035]图中标记分别为:1、制动端架体，2、物件卡盘，3、支架，31、支架架体，32、轴承座，
33、轴承，4、套管，41、顶紧螺栓，5、焊枪，6、焊枪架，61、固定架体，62、焊枪座，63、水平滑块，64、水平滑槽，65、竖直滑块，66、竖直滑槽，7、万向接头，8、气体保护工装，81、气流通道，82、保护气出口，83、气源入口，84、支架内孔，85、支架，86、快速接头，87、底座，88、出口弯管，9、
物件套。
【具体实施方式】
[0036]本实用新型提供了一种用于反应堆燃料棒制造的焊接设备，用于解决:现有技术中反应堆燃料棒组件中管类部件的焊接采用专用焊机，而该焊机存在价格昂贵，结构复杂，维护困难，且适用范围具有局限性的问题。下面结合实施例对本实