包殼管環(huán)焊縫的抗腐蝕性能。
[0023]設(shè)置了弧長跟蹤系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)電極與工件焊縫的距離，確保焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性；設(shè)置了氣缸控制的極間距觀察系統(tǒng)，便于操作者觀察焊接過程。
[0024]針對焊接工藝流程的各個不同的階段，設(shè)置了各種特殊的托輪結(jié)構(gòu)和送料機構(gòu)，確保了產(chǎn)品在各種工況下的表面質(zhì)量；
[0025]設(shè)置了特殊的副室機構(gòu)和頂頭機構(gòu)，以消除焊接的氣脹缺陷。
[0026]焊槍系統(tǒng)由焊槍體、焊槍骨架、弧長調(diào)整系統(tǒng)及鎢極對中系統(tǒng)等組成。本焊槍具有以下特點:鎢極可由跟蹤機構(gòu)帶動升降；焊槍采用端面密封，焊槍與焊室真空密封達到優(yōu)于5Pa ;結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便；焊槍平移調(diào)整方便；鎢極夾緊可靠、方便調(diào)整對中；電極與焊槍之間采用耐高溫的絕緣材料，以滿足焊機長期使用要求
[0027]為了使焊縫熔寬、熔深均勻一致，保證焊接質(zhì)量，采用弧長自動調(diào)整系統(tǒng)，使電弧長度在整個焊接過程中保持基本不變是必要的。這就要求設(shè)計弧長自動跟蹤系統(tǒng)，以電弧電壓為傳感源，采用弧壓反饋技術(shù)來控制電弧長度，達到連續(xù)、穩(wěn)定焊接的目的。
[0028]如圖4所示，電氣控制部分總體結(jié)構(gòu)框圖。系統(tǒng)由日本三菱公司FX2N-系列PLC為主的中央控制系統(tǒng)配電柜、操作臺，弧長檢測與跟蹤，氣體壓力檢測，焊機控制，自動檢料、上下進出料，控制工件的回轉(zhuǎn)，真空泵的起/停等。
[0029]在滿足可靠性、穩(wěn)定性前提下，具有焊接過程的全自動控制和維修、調(diào)試的全手動操作。良好的人機界面，具有良好的可操作性、可視性，配套計算機及激光打印機、激光條碼閱讀器(流通卡數(shù)據(jù)錄入及輸出用)。
[0030]根據(jù)整套焊接系統(tǒng)需要控制點位較多，存儲和故障顯示及系統(tǒng)的高可靠性要求，選定工業(yè)自動控制中可靠性好、編程修改方便的可編程序控制器PLC作為主控單元，以達到全部焊接過程的自動化和各種參數(shù)的存儲和顯示。實際應用中采用日本三菱公司的PLC、接觸器、中間繼電器、按鈕及指示燈采用進口施耐德的產(chǎn)品、真空計采用成都睿寶電子科技有限公司生產(chǎn)內(nèi)部隔離的數(shù)顯真空計。
[0031]工藝流程:工件向前進入焊室，到位一夾緊氣缸夾緊工件、密封一關(guān)閉排氣閥一抽真空一真空值到一延時、關(guān)抽真空和真空測量一工件旋轉(zhuǎn)一充氦一氦氣壓力到一延時一焊接一冷卻一工件旋轉(zhuǎn)停止一關(guān)氦氣進氣閥一放氣一夾緊松開一燃料棒退回，到位。
[0032]本發(fā)明的特點如下:
[0033]①焊接裝置引弧部分針對氦氣氣氛進行了特殊改進，采用專用高頻引弧器，解決氦氣的電離電位高，焊接時引弧較困難的問題，同時焊接電源采用國際知名品牌，安全、可靠、參數(shù)控制精度高，電弧燃燒穩(wěn)定；
[0034]②焊接小室氣密性好，并配備有真空系統(tǒng)，該系統(tǒng)可在充保護氣體之前對焊接小室抽真空，最大限度降低有害氣體浸入保護氣體，有效的保證了氦氣純度，減小有害氣體對焊縫污染的可能性。焊接小室抽到一定的真空后，反充入氦氣，焊室內(nèi)與管道內(nèi)的氣體達到平衡后開始焊接，這種方法最低限度的減少了有害氣體對焊縫及熱影響區(qū)的影響，同時改進的氣路設(shè)計，避免了上端環(huán)縫焊接在排氣過程中對管路的污染，確保了 M5合金包殼管環(huán)焊縫的抗腐蝕性能。
[0035]③焊槍結(jié)構(gòu)為端面密封，鎢極的調(diào)整為直線運動，從而確保鎢極對中調(diào)整方便，電極的更換輕松，焊室的氣密性得到有效的保障。照明成像系統(tǒng)使得極間距得到量化調(diào)節(jié)，同時操作人員也可以通過該系統(tǒng)監(jiān)控整個焊接過程。
[0036]④設(shè)計采用的壓緊力可調(diào)的壓緊機構(gòu)，保證了在自動送料頂緊頂頭的情況下，壓輪對包殼管表面的蹭痕較輕；雙托輪結(jié)構(gòu)使燃料棒包殼管在送料及焊接時分別被滾動輪支撐，確保了包殼管的表面質(zhì)量；新型副室密封結(jié)構(gòu)，既保證了管內(nèi)產(chǎn)生較高負壓，消除焊接氣脹缺陷，又保證了燃料棒包殼管管口不劃傷密封圈，影響上端管口的清潔度；
[0037]⑤弧長跟蹤系統(tǒng)及極間距觀察系統(tǒng)的設(shè)計，確保了極間距在規(guī)定范圍內(nèi)變化，保證了產(chǎn)品質(zhì)量；同時方便觀察者實時觀察整個焊接過程。
[0038]⑥通過采用相應的干擾措施，避免了 TIG焊機對自身的干擾以及現(xiàn)場其它設(shè)備的干擾。
[0039]⑦該裝置及能焊接燃料棒的上端，又能焊接燃料棒的下端，是目前已知的功能最全面的燃料棒TIG自動焊接裝置。
【主權(quán)項】
1.核燃料棒多功能全自動TIG焊接裝置，其特征在于:它包括跟蹤機構(gòu)(I)，跟蹤機構(gòu)(I)上設(shè)有焊室(2 )，焊室(2 )設(shè)置在加緊旋轉(zhuǎn)裝置(3 )上，加緊旋轉(zhuǎn)裝置(3 )的右側(cè)設(shè)有送料器(4)，送料器(4)的右側(cè)設(shè)有送料托輪(5)，送料托輪(5)的右側(cè)設(shè)有旋轉(zhuǎn)托輪(6)，旋轉(zhuǎn)托輪(6)的右側(cè)設(shè)有拔料機構(gòu)(7)，拔料機構(gòu)(7)的右側(cè)設(shè)有附室抽真空裝置(8)，其中，送料器(4)、送料托輪(5 )、旋轉(zhuǎn)托輪(6 )、拔料機構(gòu)(7 )和附室抽真空裝置(8 )均安裝在機架上。
2.如權(quán)利要求1所述的核燃料棒多功能全自動TIG焊接裝置，其特征在于:所述的送料器(4)包括送料機滑軌部件(13)，送料機滑軌部件(13)下部設(shè)有壓緊彈簧(14)，壓緊彈簧(14)的下部設(shè)有驅(qū)動力矩電機(15)和送料輪(16)，送料輪(16)的下部設(shè)置壓緊輪(11)，壓緊輪(11)安裝在壓緊氣缸(12 )上。
3.如權(quán)利要求1所述的核燃料棒多功能全自動TIG焊接裝置，其特征在于:所述的焊室(2)包括跟蹤機構(gòu)(21)，跟蹤機構(gòu)(21)的下部設(shè)有焊炬(24)，焊炬(24)的下部為焊槍平移調(diào)整機構(gòu)(25 )，焊槍平移調(diào)整機構(gòu)(25 )的一側(cè)設(shè)有旋轉(zhuǎn)部件(26 )，旋轉(zhuǎn)部件(26 )上設(shè)有氣缸(27)，焊槍平移調(diào)整機構(gòu)(25)的另一側(cè)安裝有端塞抽真空接頭(22)，焊槍平移調(diào)整機構(gòu)(25)的底部安裝有焊室抽真空接頭(23)。
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種焊接裝置，具體涉及一種核燃料棒多功能全自動TIG焊接裝置。它包括跟蹤機構(gòu)，跟蹤機構(gòu)上設(shè)有焊室，焊室設(shè)置在加緊旋轉(zhuǎn)裝置上，加緊旋轉(zhuǎn)裝置的右側(cè)設(shè)有送料器，送料器的右側(cè)設(shè)有送料托輪，送料托輪的右側(cè)設(shè)有旋轉(zhuǎn)托輪，旋轉(zhuǎn)托輪的右側(cè)設(shè)有拔料機構(gòu)，拔料機構(gòu)的右側(cè)設(shè)有附室抽真空裝置，其中，送料器、送料托輪、旋轉(zhuǎn)托輪、拔料機構(gòu)和附室抽真空裝置均安裝在機架上。它采用新型氣路結(jié)構(gòu)，解決氦氣排氣回路對焊室的污染，消除了焊縫熱影響區(qū)邊緣出現(xiàn)的白色腐蝕產(chǎn)物；采用專用超高頻引弧器，解決氦氣的電離電位高，焊接時引弧較困難的問題。
【IPC分類】B23K9-32, B23K9-167, B23K9-12
【公開號】CN104722894
【申請?zhí)枴緾N201310697610
【發(fā)明人】鄧昌義, 丁建波, 鐘澤, 鐘毅, 蘭智彬, 郭翔, 易小波
【申請人】中核建中核燃料元件有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2013年12月18日