[發明專利]核燃料棒端塞環焊機同步旋轉裝置

在審

• 申請號: 201811548692.8
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN111331228A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 王章波;易小波;駱賓;周金鎖;李凱強;汪建紅
• 申請（專利權）人: 中核建中核燃料元件有限公司
• 主分類號: B23K9/167
• 分類號: B23K9/167;B23K9/12;B23K9/32
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高安娜

本發明屬于核燃料元件制造技術領域，具體涉及核燃料棒端塞環焊機同步旋轉裝置，包括電機通過加長軸、減速機和聯軸器同時帶動內同步帶輪和外同步帶輪轉動，內同步帶輪與焊接夾頭配合連接，從而使內同步帶輪旋轉時可以驅動焊接夾頭旋轉，外同步帶輪與配套的頂輪裝置通過鍵槽連接，從而使得外同步帶輪旋轉時可以驅動配套的頂輪裝置旋轉；同步旋轉裝置實現了夾頭與頂頭同步旋轉，有效解決了燃料棒端塞磨傷、表面沾銅等問題，提高了燃料棒質量。配套的頂頭裝置實現了在焊室外部調整鎢極與焊縫的對中性，生產效率得到了提高。

技術領域

本發明屬于核燃料元件制造技術領域，具體涉及核燃料棒端塞環焊機同步旋轉裝置。

背景技術

核燃料棒(包括包殼管、端塞等部分)環焊焊接時，首先包殼管5進入焊室，端塞4與頂頭2緊密貼合，焊室內夾頭3夾緊包殼管，然后，包殼管在電機驅動下開始旋轉和焊接。傳統的焊機，頂頭和芯軸一起固定在軸承1上。旋轉焊接時，端塞與頂頭貼合，依靠端塞與頂頭的摩擦，使頂頭被動轉動。焊接(TIG焊)時，焊縫多用的熱量主要是通過頂頭以熱傳導方式散失的。焊接過程中，大量的熱量通過銅制頂頭傳遞給軸承，隨著焊接次數的增多，熱量逐漸積累，軸承內滾珠受熱后轉動容易發生卡頓。由于頂頭為被動旋轉形式，軸承的卡頓將直接造成端塞與頂頭出現相對摩擦，從而在燃料棒端塞表面產生磨痕。此外，由于銅合金硬度小于鋯合金，受熱的銅合金容易附著在燃料棒端塞上，造成燃料棒報廢。

另一方面，TIG焊接時，鎢極與焊縫之間必須要有較高的對中性，否則鎢極8產生的電弧熱將無法有效的熔化焊縫區域，形成未焊透缺陷，因此，鎢極與焊縫之間的對中調節是必不可少的。改造前，頂頭固定在芯軸7上，通過調節頂頭在芯軸上的螺紋圈數可實現頂頭縱向移動，從而調整鎢極與焊縫的對中性。由于頂頭2、夾頭處于焊室內部，調節時，法蘭蓋6必須完全打開，此時焊室的氣體氛圍將發生改變。根據鋯合金的性能特點，由于焊室被打開，焊室腔體內的氣體氛圍將被破壞，因此，完成鎢極與焊縫對中調節后，必須再一次循環焊接十余次的試樣，才能恢復焊室原有的氣體氛圍，嚴重影響生產效率。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種核燃料棒端塞環焊機同步旋轉裝置。滿足頂頭與焊接夾頭的同步旋轉需求，從而提高燃料棒質量，另一方面，通過設計與同步旋轉裝置配套的頂頭裝置，實現在焊室外部調整鎢極與焊縫的對中性，提高生產效率。

本發明的技術方案如下：

核燃料棒端塞環焊機同步旋轉裝置，包括電機通過加長軸、減速機和聯軸器同時帶動內同步帶輪和外同步帶輪轉動，內同步帶輪與焊接夾頭配合連接，從而使內同步帶輪旋轉時可以驅動焊接夾頭旋轉，外同步帶輪與配套的頂輪裝置通過鍵槽連接，從而使得外同步帶輪旋轉時可以驅動配套的頂輪裝置旋轉；

焊接夾頭的中軸線與配套的頂頭裝置的中軸線重合，并且與加長軸和電機的中軸線平行，從而最終實現配套的頂頭裝置與焊接夾頭同時轉動；

外同步帶輪和內同步帶輪的直徑一致，垂直中心線位置重合。

配套的頂頭裝置，其中焊室為內部鏤空的立方體結構，配套的頂頭裝置一部分插入焊室內部；

配套的頂頭裝置中心部分是一根頂頭微調桿；

微調螺母和背緊螺母通過螺紋連接，它們固定在頂頭微調桿上；

密封蓋設置在新法蘭蓋外起密封作用；

新法蘭蓋整體為內部漏孔凸臺結構，它的一部分在焊室內部，一部分在焊室外部，它與焊室通過螺桿連接，其內部有兩個軸承，其中軸承的外圈與新法蘭蓋緊密貼合，軸承的內圈與頂頭微調桿緊密貼合，軸承同樣起著傳動支撐作用；

頂頭為圓柱體結構，它的左端有一段外螺紋，該螺紋直接與頂頭微調桿的最右側有一段內螺紋連接；