[發(fā)明專利]水下自動焊接維修設備

有效

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• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN103480940A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設計）人: 文忠;楊堃;俞照輝;閆國華;張凱峰;李穎;葉琛;程保良
• 申請（專利權）人: 國核電站運行服務技術有限公司
• 主分類號: B23K9/00
• 分類號: B23K9/00;B23K9/32;B23K9/133;B23K9/095;B23K9/12;B23P6/00;B63C11/52
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 郭玲

技術領域

本發(fā)明涉及一種焊接設備，特別是涉及一種用于補焊、堆焊核電站壓力容器接管安全端焊縫的水下自動焊接維修設備。

背景技術

在核電站中，反應堆壓力容器與主管道的連接焊縫主要涉及壓力容器接管和安全端之間的異種合金焊縫、以及安全端和主管道之間的同種合金焊縫。上述異種合金焊縫由于制造過程中復雜的冶金轉變過程，使其成為整個壓力容器的薄弱環(huán)節(jié)，同時在核電站運行過程中，該異種合金焊縫承受高溫、高壓、高輻射及高速水流的沖擊，使其內壁極易出現(xiàn)點蝕、刀型腐蝕、以及應力腐蝕開裂等損傷。這些損傷將嚴重危害核電站的安全運行，甚至是核安全事故的誘因，若能及時對這一損傷進行維修，則可顯著提高電站運行的效率和可靠性。

目前，針對接管安全端焊縫內壁的維修，通常采取由潛水員對損傷部位進行人工打磨而后補焊、堆焊的處理方式，這種維修方式效率低下且質量難以保證，此外，由于環(huán)境的高放射性，嚴重危害作業(yè)人員的人身安全。近年來，國外主要的核電運行服務商針對這一維修專案展開了大量的技術研發(fā)，致力于開發(fā)接管安全端焊縫內壁水下自動化修復設備，其中，最具代表性的是美國西屋公司和日本東芝公司聯(lián)合開發(fā)了一套針對該焊縫的水下激光旋轉焊接系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要利用激光在水下的穩(wěn)定性，通過末端移動式排水氣腔構建動態(tài)局部干式環(huán)境來實現(xiàn)水下修復焊，但該技術現(xiàn)場安裝及工藝控制復雜，維修成本極高。

發(fā)明內容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種工藝控制簡單、安全可靠、操作方便、作業(yè)成本相對較低的水下自動焊接維修設備。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種水下自動焊接維修設備，包括一主軸，所述主軸兩端對稱設有一氣囊支架，兩個氣囊支架上均設有氣囊，兩個氣囊支架之間形成一焊接空間，該焊接空間內設有一可軸向移動的筒體，所述筒體上設有一進氣管和一排水管，所述排水管連通焊接空間和位于氣囊支架外側的排水空間，所述筒體內設有一焊接裝置。

進一步地，還包括一位于所述筒體內的三自由度運動機構，該三自由度運動機構包括周向運動機構、軸向運動機構、以及徑向運動機構，所述軸向運動機構與周向運動機構相連接，所述徑向運動機構安裝在軸向運動機構上，所述焊接裝置安裝在徑向運動機構上。

優(yōu)選地，所述周向運動機構包括周向驅動電機組件、與周向驅動電機組件的輸出端相連接的安裝筒，所述安裝筒套在主軸上、并可繞主軸轉動，所述安裝筒與所述軸向運動機構相連接。

進一步地，所述軸向運動機構包括通過軸向導桿相連接的前側固定板和后側固定板，所述前側固定板和后側固定板均安裝在所述周向運動機構上，所述后側固定板上設有一軸向驅動電機組件，該軸向驅動電機組件的輸出端與一軸向驅動絲杠相連，所述軸向驅動絲杠上套有一軸向移動螺母，所述軸向導桿上套有一軸向直線軸承組件，該軸向直線軸承組件的兩側分別設有第一安裝板和第二安裝板，所述軸向移動螺母與第一安裝板固定連接，所述第一安裝板與所述徑向運動機構相連接。

優(yōu)選地，所述前側固定板的內側和后側固定板的內側均設有一限位擋塊。

進一步地，所述徑向運動機構包括并排設置的徑向驅動連接塊、電機支架和工作頭安裝架，所述電機支架固定在所述軸向運動機構上，所述焊接裝置固定在工作頭安裝架上，所述徑向驅動連接塊與工作頭安裝架之間設有徑向導桿和徑向移動絲杠，所述電機支架上設有一徑向驅動電機組件，該徑向驅動電機組件的輸出端與一徑向轉動螺母相連接，且該徑向轉動螺母套在徑向移動絲杠上。

進一步地，所述焊接裝置包括送絲機、與送絲機相連接的送絲嘴、以及與送絲嘴相對設置的焊炬，所述送絲嘴和焊炬安裝在一焊接頭支撐塊上，所述焊接頭支撐塊固定在所述工作頭安裝架上。

優(yōu)選地，所述焊接頭支撐塊上還設有一高速CCD相機。

進一步地，所述工作頭安裝架上設有一擺動氣缸組件，所述工作頭安裝架上設有一開口，該開口內設有一與擺動氣缸組件相連接的氣動馬達組件，所述氣動馬達組件的輸出端設有一砂輪。

進一步地，兩個氣囊支架中，一個氣囊支架的內外兩側分別設有前內側支撐板和前外側支撐板，另一個氣囊支架的內外兩側分別設有后內側支撐板和后外側支撐板，所述前內側支撐板、前外側支撐板、后內側支撐板、以及后外側支撐板均固定在所述主軸上，所述筒體兩端分別與前內側支撐板和后內側支撐板相抵靠。