[發明專利]一種應用于核聚變裝置中真空電子束焊接方法及真空室

有效

• 申請號: 201811500523.7
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109365980B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 劉振飛;劉志宏;馬建國;傅云鵬;夏小維;吳杰峰
• 申請（專利權）人: 淮南新能源研究中心
• 主分類號: B23K15/06
• 分類號: B23K15/06
• 代理公司: 合肥市科融知識產權代理事務所(普通合伙) 34126
• 代理人: 李慧

本發明公開了一種應用于核聚變裝置中真空電子束焊接方法及真空室，焊接方法包括定位焊接、穿透焊接等步驟；真空室包括經上述應用于核聚變裝置中真空電子束焊接方法而形成整體的若干不銹鋼板。利用本發明所焊接成的真空室，具有焊接質量高，焊縫組織勻稱、氣孔少及無裂紋等優勢。

技術領域

本發明涉及核聚變裝置中真空室的制造工藝技術領域，具體涉及一種應用于核聚變裝置中真空電子束焊接方法及真空室。

背景技術

核聚變是將兩個較輕的核結合形成一個較重的核和一個很輕的核(或粒子)的一種核反應形式，在此過程會產生質量虧損而釋放出巨大的能量，該能量可以替代燃煤或核裂變釋放的熱能推動蒸汽渦輪進行發電，同時，相比于核裂變反應，核聚變不存在核廢料，是極具潛力的新型綠色能源。

核聚變裝置是約束核聚變反應，使其受控的重要裝置。位于外圍處的真空室為核聚變反應提供良好的環境，是核聚變裝置的重要組成部分。真空室主要由50mm厚的316L不銹鋼板拼焊而成。

在拼焊過程中，若采用傳統的氬弧焊方式，不僅需要開坡口，而且需要采用多層多道焊的工藝才能實現厚板料不銹鋼的拼焊成型。不僅焊接周期長，同時也帶來了變形大、焊縫容易開裂、氣孔多以及焊接勞動強度高等的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種焊接質量高，焊縫組織勻稱、氣孔少、無裂紋的應用于核聚變裝置中真空電子束焊接方法。

本發明還提供一種使用上述應用于核聚變裝置中真空電子束焊接方法焊接而成的真空室。

一種應用于核聚變裝置中真空電子束焊接方法，包括以下步驟：

(1)、焊接準備：將若干個不銹鋼板對接壓緊后放進真空室中；

(2)、定位焊接：以加速電壓150kV、電子束流8-12mA、束流焦點在焊縫表面、掃描頻率為450-550Hz、掃描波形為圓形波、掃描半徑為0.2-0.3mm、焊接速度為3-7mm/s對不銹鋼板進行定位焊接；

(3)、穿透焊接：以加速電壓150kV、電子束流135-145mA、負離焦10-20mA、掃描頻率為450-550Hz，掃描波形為圓形波，其中焊接方向掃描幅值為1-2mm，垂直于焊接方向掃描幅值為0，束斑沿焊接方向往復運動，焊接速度為3-7mm/s對焊件進行穿透焊接。

一種使用上述應用于核聚變裝置中真空電子束焊接方法焊接而成的真空室，包括經上述應用于核聚變裝置中真空電子束焊接方法而形成整體的若干不銹鋼板。

本發明焊接方法簡單，焊接時間短，可以得到焊縫“釘身”部分為勻稱的近似平行的焊縫組織，焊縫質量好，焊件變形小。所形成焊接接頭的室溫抗拉強度大于500MPa，焊接接頭側彎180°無裂紋。

應用在核聚變裝置中真空室的制造過程中時，可有效避免傳統的氬弧焊帶來的大變形與熱裂紋問題，同時，勻稱的焊縫“釘身”可以有效防止因工藝編程路徑偏差或者夾具剩磁導致的磁偏吹帶來的未焊透問題，大大縮短真空室的制造周期，保證真空室焊縫的焊接質量，確保真空室的密封性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明的工藝流程圖；

圖2為本發明實施例中的焊縫正面宏觀形貌；

圖3為本發明實施例中的焊縫橫截面宏觀形貌；

圖4為本發明實施例中的焊縫超聲檢測結果。

具體實施方式