[發(fā)明專利]一種核燃料棒束的端板焊接設備

有效

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• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106695097B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設計）人: 張杰;郭吉龍;王文革;王軍;馮素貞;李東坡;杜江
• 申請（專利權）人: 中核北方核燃料元件有限公司
• 主分類號: B23K11/00
• 分類號: B23K11/00;B23K11/36;B23K11/30;B23K37/047
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 張雅丁

1.一種核燃料棒束的端板焊接設備，其特征在于：根據(jù)功能的不同，端板焊接設備分為元件焊接裝置、環(huán)規(guī)定位裝置、轉(zhuǎn)動平臺裝置、元件定位夾具和焊機整體框架5大部分；元件焊接裝置、環(huán)規(guī)定位裝置、轉(zhuǎn)動平臺裝置通過螺釘固定于焊機機身的上、中、下部，元件定位夾具通過定位塊固定在轉(zhuǎn)動平臺裝置上；

(1)元件焊接裝置利用壓力電阻焊實現(xiàn)端板的焊接及焊接質(zhì)量的監(jiān)控與保護；

(2)環(huán)規(guī)定位裝置實現(xiàn)元件定位夾具的上端部固定，間接保證焊接過程中各元件與電極的同軸度；

(3)轉(zhuǎn)動平臺裝置實現(xiàn)元件定位夾具下端部的定位、元件定位夾具順序的旋轉(zhuǎn)、縱向及橫向的移動與定位、手動圓周方向分度與定位；

(4)元件定位夾具實現(xiàn)37根不同組別的元件和兩塊端板的精確定位；

(5)焊機整體框架由立柱支撐板焊接組合、焊機機身、元件定位夾具翻轉(zhuǎn)裝置、焊接變壓器、人機交互顯示屏組成。

2.如權利要求1所述的一種核燃料棒束的端板焊接設備，其特征在于：元件焊接裝置包括升降氣缸、連接螺栓、彈簧、焊接裝置支架、地極分度組件、分度定位盤、地極氣缸、中心電極、地極、限位開關、焊接監(jiān)控傳感器；

升降氣缸安裝在焊接裝置支架上，通過連接螺栓部件與中心電極相連接，提供中心電極對端板施加作用力、焊頭部分的升降；

彈簧安裝在連接螺栓桿上，避免升降氣缸運動時的剛性沖擊、起緩沖作用；

地極氣缸安裝在焊接裝置支架的下側(cè)，提供地極對元件施加作用力；

地極分度組件與分度定位盤安裝在地極氣缸的上側(cè)，實現(xiàn)地極支腿位置的調(diào)整；

中心電極與地極均位于地極氣缸的下側(cè)，二者同軸安裝，使得端板焊接時中心電極壓到端板、地極壓到元件上；

限位開關安裝在地極氣缸上，避免地極支腿壓到端板時造成的短路；

焊接監(jiān)控傳感器安裝在焊接裝置支架的一側(cè)，實時監(jiān)測每根元件焊接的鐓粗值。

3.如權利要求1所述的一種核燃料棒束的端板焊接設備，其特征在于：環(huán)規(guī)定位裝置包括：環(huán)規(guī)、插銷一、定位塊一和定位環(huán)裝置支架；

環(huán)規(guī)通過螺釘固定于環(huán)規(guī)定位裝置的上部，其下側(cè)安裝有橫向與縱向?qū)к墸⑴溆袡M向與縱向的定位銷和定位塊；

環(huán)規(guī)內(nèi)環(huán)套在元件定位夾具的上端部，在橫、縱導軌上配合轉(zhuǎn)動平臺裝置一起挪動，并由插銷一、定位塊一和定位環(huán)裝置支架實現(xiàn)兩個方向的位置調(diào)整與精確定位。

4.如權利要求1所述的一種核燃料棒束的端板焊接設備，其特征在于：轉(zhuǎn)動平臺裝置包括：旋轉(zhuǎn)分度臺、傳感器、手動分度裝置、定位塊二和插銷二；

旋轉(zhuǎn)分度臺安裝于轉(zhuǎn)動平臺裝置的上部，實現(xiàn)圓周方向的自動轉(zhuǎn)動；

旋轉(zhuǎn)分度臺的上端面裝有定位塊與鎖緊彈簧，用于元件定位夾具的固定；

傳感器安裝于轉(zhuǎn)動平臺裝置的縱前方，判斷旋轉(zhuǎn)分度臺縱向方向的位置，避免誤操作；

手動分度裝置安裝在旋轉(zhuǎn)分度臺的下面，手動實現(xiàn)圓周方向的位置調(diào)整；

旋轉(zhuǎn)分度臺的下側(cè)安裝有橫向與縱向?qū)к墸⒏髋湟惶锥ㄎ粔K二和插銷二，實現(xiàn)分度臺的精確定位。

5.如權利要求1所述的一種核燃料棒束的端板焊接設備，其特征在于：元件定位夾具由夾具殼體、定位隔架、端板夾持器、導向環(huán)和墊板組成；

定位隔架、導向環(huán)通過螺釘固定于夾具殼體，人工根據(jù)各組別的位置插入夾具內(nèi)，實現(xiàn)元件的定位；

端板夾持器通過螺釘固定于夾具殼體的兩端，用于端板的定位；

墊板扣在焊接第一端后的端板夾持器中，用于第二端焊接時支撐棒束，避免因焊接壓力過大導致端板夾持器的損壞。

6.如權利要求1所述的一種核燃料棒束的端板焊接設備，其特征在于：焊機整體框架中，在框架左側(cè)的元件定位夾具翻轉(zhuǎn)裝置一用于元件定位夾具的固定，由人工將37根元件插入到元件定位夾具中，在框架右側(cè)的元件定位夾具翻轉(zhuǎn)裝置二用于夾具翻轉(zhuǎn)；

焊接變壓器固定與焊機機身，提供元件焊接裝置電源；

人機交互顯示屏安裝與焊機機身右側(cè)，提供給操作人員焊接鐓粗、焊接點數(shù)信息、設置焊接熱量。

7.如權利要求1所述的一種核燃料棒束的端板焊接設備，其特征在于：元件焊接裝置包括升降氣缸、連接螺栓、彈簧、焊接裝置支架、地極分度組件、分度定位盤、地極氣缸、中心電極、地極、限位開關、焊接監(jiān)控傳感器；

升降氣缸安裝在焊接裝置支架上，通過連接螺栓部件與中心電極相連接，提供中心電極對端板施加作用力、焊頭部分的升降；

彈簧安裝在連接螺栓桿上，避免升降氣缸運動時的剛性沖擊、起緩沖作用；

地極氣缸安裝在焊接裝置支架的下側(cè)，提供地極對元件施加作用力；

地極分度組件與分度定位盤安裝在地極氣缸的上側(cè)，實現(xiàn)地極支腿位置的調(diào)整；

中心電極與地極均位于地極氣缸的下側(cè)，二者同軸安裝，使得端板焊接時中心電極壓到端板、地極壓到元件上；

限位開關安裝在地極氣缸上，避免地極支腿壓到端板時造成的短路；

焊接監(jiān)控傳感器安裝在焊接裝置支架的一側(cè)，實時監(jiān)測每根元件焊接的鐓粗值；

環(huán)規(guī)定位裝置包括：環(huán)規(guī)、插銷一、定位塊一和定位環(huán)裝置支架；

環(huán)規(guī)通過螺釘固定于環(huán)規(guī)定位裝置的上部，其下側(cè)安裝有橫向與縱向?qū)к墸⑴溆袡M向與縱向的定位銷和定位塊；

環(huán)規(guī)內(nèi)環(huán)套在元件定位夾具的上端部，在橫、縱導軌上配合轉(zhuǎn)動平臺裝置一起挪動，并由插銷一、定位塊一和定位環(huán)裝置支架實現(xiàn)兩個方向的位置調(diào)整與精確定位；

轉(zhuǎn)動平臺裝置包括：旋轉(zhuǎn)分度臺、傳感器、手動分度裝置、定位塊二和插銷二；

旋轉(zhuǎn)分度臺安裝與轉(zhuǎn)動平臺裝置的上部，實現(xiàn)圓周方向的自動轉(zhuǎn)動；

旋轉(zhuǎn)分度臺的上端面裝有定位塊與鎖緊彈簧，用于元件定位夾具的固定；

傳感器安裝于轉(zhuǎn)動平臺裝置的縱前方，判斷旋轉(zhuǎn)分度臺縱向方向的位置，避免誤操作；

手動分度裝置安裝在旋轉(zhuǎn)分度臺的下面，手動實現(xiàn)圓周方向的位置調(diào)整；

旋轉(zhuǎn)分度臺的下側(cè)安裝有橫向與縱向?qū)к墸⒏髋湟惶锥ㄎ粔K二和插銷二，實現(xiàn)分度臺的精確定位；

元件定位夾具由夾具殼體、定位隔架、端板夾持器、導向環(huán)和墊板組成；

定位隔架、導向環(huán)通過螺釘固定于夾具殼體，人工根據(jù)各組別的位置插入夾具內(nèi)，實現(xiàn)元件的定位；

端板夾持器通過螺釘固定于夾具殼體的兩端，用于端板的定位；

墊板扣在焊接第一端后的端板夾持器中，用于第二端焊接時支撐棒束，避免因焊接壓力過大導致端板夾持器的損壞；

焊機整體框架中，在框架左側(cè)的元件定位夾具翻轉(zhuǎn)裝置一用于元件定位夾具的固定，由人工將37根元件插入到元件定位夾具中，在框架右側(cè)的元件定位夾具翻轉(zhuǎn)裝置二用于夾具翻轉(zhuǎn)；

焊接變壓器固定與焊機機身，提供元件焊接裝置電源；

人機交互顯示屏安裝與焊機機身右側(cè)，提供給操作人員焊接鐓粗、焊接點數(shù)信息、設置焊接熱量。