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超導(dǎo)線圈承壓殼體焊接方法

文檔序號:4450693閱讀:241來源:國知局
超導(dǎo)線圈承壓殼體焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及MRI核磁共振醫(yī)療設(shè)備焊接制造方法領(lǐng)域。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種有效降低焊接熱對線圈骨架破壞的超導(dǎo)線圈承壓殼體焊接方法。超導(dǎo)線圈承壓殼體焊接方法的步驟:a、將內(nèi)筒與內(nèi)筒端蓋焊接成一個整體;b、將內(nèi)筒線圈骨架套接于內(nèi)筒外緣;c、將外筒線圈骨架套接于不銹鋼環(huán)外壁上;d、不銹鋼環(huán)的一個端面焊接于所述外筒端蓋的端蓋面上;e、內(nèi)筒端蓋的自由端與步驟d中包括的外筒端蓋的自由端通過連接焊縫焊接;f、將步驟e中包括的外筒端蓋另一個自由端與外筒的外筒內(nèi)緣的端面焊接。本發(fā)明有效保護對焊接熱很敏感的線圈骨架,可以應(yīng)用于焊接核磁共振醫(yī)療設(shè)備的超導(dǎo)線圈承壓殼體的工藝中。
【專利說明】超導(dǎo)線圈承壓殼體焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及MRI核磁共振醫(yī)療設(shè)備焊接制造方法領(lǐng)域,尤其是一種超導(dǎo)線圈承壓殼體焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]MRI核磁共振醫(yī)療設(shè)備主要采用奧氏體不銹鋼作為低溫承壓殼體,它可以將超導(dǎo)線圈的支撐體骨架密封起來。該線圈骨架可以是金屬材料如鋁合金或者非金屬材料如玻璃鋼等加工而成,同時線圈骨架可以采用機械辦法支撐懸掛起來,也可以采用粘接方式讓骨架與承壓筒體連接在一起。不管以哪種方式固定線圈骨架,都需要先將線圈骨架裝配到承壓殼體內(nèi),再通過焊接方式將承壓殼體連接成密閉容器。此密閉容器對焊接質(zhì)量要求非常高,比如低溫韌性、彎曲強度、拉升強度等力學(xué)性能,以及金相組織等。骨架是一種由環(huán)氧樹脂為基體,加入玻璃纖維布纏繞固化而成,其本身不能承受高溫(250°C以上)。同時骨架離焊縫距離很小,焊接過程除了考慮焊接本身質(zhì)量外,還必須考慮焊接變形、焊接熱量對線圈骨架燒損等,一旦骨架出現(xiàn)燒損,其中的碳、氫原子進入焊縫將大大降低焊縫機械性能,同時影響玻璃鋼的絕緣特性。
[0003]另外的,針對超導(dǎo)磁體的線圈骨架與承壓筒體采用樹脂粘接方式固定在一起的方式,其線圈骨架(GRP)主要采用環(huán)氧樹脂增強纖維預(yù)浸布材料制作,絕緣體與不銹鋼筒體采用樹脂打底、半固化片纏繞、烘焙固化方式進行固定,也就是線圈骨架與不銹鋼筒I是緊密貼合的,該線圈骨架在產(chǎn)品中起著關(guān)鍵的作用,主要是支撐電子元器件、鋪設(shè)線路的通道以及電氣絕緣功能,但是GRP材料承受的最高溫度不超過250°C,超過此溫度將出現(xiàn)燒損碳化,嚴(yán)重影響線圈骨架本身的結(jié)構(gòu)及性能。目前的低溫壓力容器設(shè)計空間局限導(dǎo)致其焊縫到線圈骨架端的距離只有十幾個毫米。另外容器必須保證焊縫具有良好的低溫性能(液氮甚至液氦溫度區(qū)),因此主要焊接方法為手工氬弧焊外加填絲方式。在連續(xù)的氬弧焊焊接過程中距離焊縫IOmm左右位置其溫度將超過450°C,距離焊縫20mm左右位置其溫度也接近300°C,這樣的情況已經(jīng)超出了線圈骨架能承受的最高溫度。在已有產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)了線圈骨架邊緣部分被嚴(yán)重?zé)龘p的情況。因此在容器裝配焊接過程中必須采用水冷加風(fēng)冷的冷卻方法來降低焊接溫度對線圈骨架的燒損,同時必須采用嚴(yán)格的焊接工藝順序及分段長度,而不能采取連續(xù)焊接的工藝方式。在此種焊接工藝條件下,噪聲很大、工人勞動強度大、工裝調(diào)節(jié)繁瑣、生產(chǎn)效率較低、不適合大批量生產(chǎn)。再者為增加焊縫到線圈骨架的距離使用了密封環(huán),導(dǎo)致焊縫結(jié)構(gòu)全為角焊縫,焊縫受力較為薄弱,同時此種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品不滿足容器結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn),使得該產(chǎn)品不適合國際市場需求。
[0004]由于傳統(tǒng)的焊接工藝只考慮了簡單的將內(nèi)筒、不銹鋼環(huán)、外筒和端蓋等部件焊接起來,即只是簡單的將內(nèi)筒和外筒與端蓋焊接,然后將不銹鋼環(huán)焊接于端蓋上。由于沒能考慮到焊接時焊接熱對骨架的影響,且焊接方式單一從而難以實現(xiàn)對焊接熱的靈活處理措施,因此就出現(xiàn)了焊接熱對不能承受高溫(250°C以上)的線圈骨架的影響。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在超導(dǎo)線圈承壓殼體焊接過程中有效降低焊接熱對線圈骨架破壞的超導(dǎo)線圈承壓殼體焊接方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:超導(dǎo)線圈承壓殼體焊接方法,包括以下步驟:
[0007]a、選取內(nèi)筒和與內(nèi)筒匹配的內(nèi)筒端蓋,將內(nèi)筒的內(nèi)筒外緣的端面與內(nèi)筒端蓋焊接成一個整體;
[0008]b、選取內(nèi)筒線圈骨架,將所述內(nèi)筒線圈骨架套接于內(nèi)筒外緣;
[0009]C、選取外筒線圈骨架和不銹鋼環(huán),將外筒線圈骨架套接于不銹鋼環(huán)外壁上;
[0010]d、選取外筒端蓋,將步驟c中的不銹鋼環(huán)的一個端面焊接于所述外筒端蓋的端蓋面上;
[0011]e、將步驟b中包括的內(nèi)筒端蓋的自由端與步驟d中包括的外筒端蓋的自由端通過連接焊縫焊接到一起,所述內(nèi)筒端蓋套接于外筒端蓋內(nèi);
[0012]f、選取外筒,將步驟e中包括的外筒端蓋另一個自由端與外筒的外筒內(nèi)緣的端面焊接成一體。
[0013]進一步的是,步驟e之后對連接焊縫進行探傷檢測。
[0014]進一步的是,步驟f中的焊接方式為滿焊。
[0015]進一步的是,步驟a的焊接過程通過設(shè)置在內(nèi)筒內(nèi)壁上的通水銅管進行強化冷卻。
[0016]進一步的是,步驟d的焊接過程通過在外筒線圈骨架上靠近外筒端蓋一端的端面上設(shè)置外筒線圈骨架空氣槽來降低焊接熱對外筒線圈骨架的影響。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明首先將傳統(tǒng)方案中的一個“端蓋”分為了兩個獨立的“內(nèi)筒端蓋”和“外筒端蓋”,讓焊接步驟更多元和靈活,從而讓焊接熱的破壞效果得到及時有效的分散,最終大大降低了線圈骨架收到的焊接熱的破壞。相比于傳統(tǒng)的焊接方法,本發(fā)明的焊接過程更精細,每個步驟的設(shè)計均考慮了對焊接熱的及時散熱處理,從而有效保護對焊接熱很敏感的線圈骨架,本發(fā)明可以應(yīng)用于焊接核磁共振醫(yī)療設(shè)備的超導(dǎo)線圈承壓殼體的工藝中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明所應(yīng)用的超導(dǎo)線圈承壓殼體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中標(biāo)記為:內(nèi)筒1、內(nèi)筒外緣11、內(nèi)筒端蓋12、內(nèi)筒焊縫13、內(nèi)筒線圈骨架14、通水銅管15、外筒2、外筒內(nèi)緣21、外筒端蓋22、外筒焊縫23、外筒線圈骨架24、外筒線圈骨架空氣槽241、不銹鋼環(huán)3、連接焊縫4、連接焊縫襯墊41。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0021]如圖1所示的超導(dǎo)線圈承壓殼體焊接方法,包括以下步驟:
[0022]a、選取內(nèi)筒I和與內(nèi)筒I匹配的內(nèi)筒端蓋12,將內(nèi)筒I的內(nèi)筒外緣11的端面與內(nèi)筒端蓋12焊接成一個整體;[0023]b、選取內(nèi)筒線圈骨架14,將所述內(nèi)筒線圈骨架14套接于內(nèi)筒外緣11 ;
[0024]C、選取外筒線圈骨架24和不銹鋼環(huán)3,將外筒線圈骨架24套接于不銹鋼環(huán)3外壁上;
[0025]d、選取外筒端蓋22,將步驟c中的不銹鋼環(huán)3的一個端面焊接于所述外筒端蓋22的端蓋面上;
[0026]e、將步驟b中包括的內(nèi)筒端蓋12的自由端與步驟d中包括的外筒端蓋22的自由端通過連接焊縫4焊接到一起,所述內(nèi)筒端蓋12套接于外筒端蓋22內(nèi);
[0027]f、選取外筒2,將步驟e中包括的外筒端蓋22另一個自由端與外筒2的外筒內(nèi)緣21的端面焊接成一體。
[0028]在實際操作時,具體的,內(nèi)筒I和外筒2的首選材料為奧氏體不銹鋼,從而保證。
[0029]對于步驟a,如圖1所示的,通過內(nèi)筒焊縫13實現(xiàn)將內(nèi)筒I的內(nèi)筒外緣11的端面與內(nèi)筒端蓋12焊接成一個整體。
[0030]其次的,對于步驟b,內(nèi)筒線圈骨架14套接于內(nèi)筒外緣11,此時,為盡量保護好內(nèi)筒線圈骨架14,可以適當(dāng)?shù)膶?nèi)筒線圈骨架14的位置與內(nèi)筒焊縫13保持一定距離,從而減小后續(xù)步驟中焊接熱的破壞。特別的,作為對此步驟的改進,可以通過在內(nèi)筒I內(nèi)壁上設(shè)置通水銅管15進行強化冷卻,即及時的將后續(xù)步驟焊接熱(尤其是焊接連接焊縫4的焊接熱)排走。
[0031]對于步驟d,如圖1所示的,為了進一步減小焊接熱對外筒線圈骨架24的影響,可以在外筒線圈骨架24上靠近外筒端蓋22 —端的端面上設(shè)置外筒線圈骨架空氣槽241來降低焊接熱對外筒線圈骨架24的影響。增設(shè)的外筒線圈骨架空氣槽241可以加大空氣流動,從而將焊接熱更多的排出。
[0032]對于步驟e,由于連接焊縫4作為連接內(nèi)筒I和外筒2的關(guān)鍵部位,為了進一步的保證連接焊縫4的質(zhì)量,可以對連接焊縫4進行探傷檢測。另外,在具體的焊接時,還可以在連接焊縫4靠近內(nèi)筒I和外筒2內(nèi)一側(cè)的壁面上增設(shè)連接焊縫襯墊41,從而進一步的保護已經(jīng)固定設(shè)置好的內(nèi)筒線圈骨架14和外筒線圈骨架24。
[0033]對于步驟f,由于基本的承壓殼體結(jié)構(gòu)已焊接完畢,作為優(yōu)化的焊接方式,可以在步驟f中焊接外筒2時選擇滿焊,即將接縫處全部焊滿。
[0034]本發(fā)明構(gòu)思巧妙之處在于,將焊接的步驟步步細化,實現(xiàn)更精細的焊接工序,從而將原本會累積的大量的焊接熱分布的散發(fā)掉,有效的保護了線圈骨架,正是由于對焊接時的焊接熱的各個擊破,才最終解決了有效降低焊接熱對線圈骨架破壞的技術(shù)問題。
【權(quán)利要求】
1.超導(dǎo)線圈承壓殼體焊接方法,其特征在于,包括以下步驟: a、選取內(nèi)筒(I)和與內(nèi)筒(I)匹配的內(nèi)筒端蓋(12),將內(nèi)筒(I)的內(nèi)筒外緣(11)的端面與內(nèi)筒端蓋(12)焊接成一個整體; b、選取內(nèi)筒線圈骨架(14),將所述內(nèi)筒線圈骨架(14)套接于內(nèi)筒外緣(11); C、選取外筒線圈骨架(24)和不銹鋼環(huán)(3),將外筒線圈骨架(24)套接于不銹鋼環(huán)(3)外壁上; d、選取外筒端蓋(22),將步驟c中的不銹鋼環(huán)(3)的一個端面焊接于所述外筒端蓋(22)的端蓋面上; e、將步驟b中包括的內(nèi)筒端蓋(12)的自由端與步驟d中包括的外筒端蓋(22)的自由端通過連接焊縫(4)焊接到一起,所述內(nèi)筒端蓋(12)套接于外筒端蓋(22)內(nèi); f、選取外筒(2),將步驟e中包括的外筒端蓋(22)另一個自由端與外筒(2)的外筒內(nèi)緣(21)的端面焊接成一體。
2.如權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)線圈承壓殼體焊接方法,其特征在于:步驟e之后對連接焊縫(4)進行探傷檢測。
3.如權(quán)利要求1或2所述的超導(dǎo)線圈承壓殼體焊接方法,其特征在于:步驟f中的焊接方式為滿焊。
4.如權(quán)利要求1或2所述的超導(dǎo)線圈承壓殼體焊接方法,其特征在于:步驟a的焊接過程通過設(shè)置在內(nèi)筒(I)內(nèi)壁上的通水銅管(15)進行強化冷卻。
5.如權(quán)利要求1或2所述的超導(dǎo)線圈承壓殼體焊接方法,其特征在于:步驟d的焊接過程通過在外筒線圈骨架(24)上靠近外筒端蓋(22) —端的端面上設(shè)置外筒線圈骨架空氣槽(241)來降低焊接熱對外筒線圈骨架(24)的影響。
【文檔編號】B29C65/02GK103737921SQ201410035997
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】李雪濤, 張濤, 大衛(wèi)·格萊姆 申請人:奧泰醫(yī)療系統(tǒng)有限責(zé)任公司
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