[發(fā)明專利]一種外包層工件金屬外套管激光非穿透切割設(shè)備及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010460237.3
• 申請(qǐng)日: 2020-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN111774736A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王春明;張威;羅醒;王軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢翔明激光科技有限公司
• 主分類號(hào): B23K26/38
• 分類號(hào): B23K26/38;B23K26/046;B23K26/064;B23K26/70;B23K37/04;B23K26/08;B23K101/06
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 張琳麗

本發(fā)明公開了一種外包層工件金屬外套管激光非穿透切割設(shè)備及方法，包括激光切割裝置、電腦機(jī)柜和電控柜，激光切割裝置包括機(jī)架及設(shè)置于機(jī)架上的切割單元、運(yùn)動(dòng)單元和夾持單元，切割單元沿X軸向滑動(dòng)設(shè)置于機(jī)架上，運(yùn)動(dòng)單元上放置金屬套管組件并能夠帶動(dòng)金屬套管組件沿Y軸向和Z軸向移動(dòng)，夾持單元用于夾持金屬套管組件且能夠帶動(dòng)金屬套管組件在X軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，金屬套管組件與機(jī)架平行設(shè)置，電控柜與激光切割裝置分別與電腦機(jī)柜電連接。本發(fā)明可在熱室外部遠(yuǎn)程控制激光自動(dòng)切割，允許金屬外套管不平整表面的定焦距切割，層層切割、能夠精確控制激光的切割深度，避免了外包層工件的表面被切割損傷，切割效率高，環(huán)境污低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光切割的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種外包層工件金屬外套管激光非穿透切割設(shè)備及方法。

背景技術(shù)

在反應(yīng)堆工程領(lǐng)域，常需要在檢驗(yàn)熱室中需對(duì)外包層工件的外套管進(jìn)行切割，再取出內(nèi)部的外包層工件。傳統(tǒng)方式是在熱室中采用切割機(jī)對(duì)外包層工件金屬外套管進(jìn)行切割，在切割片切割金屬外套管過(guò)程中產(chǎn)生大量金屬顆粒，且需用水流沖擊切割片進(jìn)行降溫，所以此過(guò)程中不經(jīng)有廢液產(chǎn)生，而且切割效率低、切割深度難控制，會(huì)導(dǎo)致無(wú)法高效切割并造成取出的燃料棒表面有損傷。

申請(qǐng)?zhí)朇N201810317582.4提供一種核設(shè)施水下高壓水切割系統(tǒng)，通過(guò)引入磨料水射流技術(shù)，結(jié)合遠(yuǎn)程控制水下機(jī)器人進(jìn)入貯存設(shè)施如乏燃料池內(nèi)，并攜帶切割槍移動(dòng)以切割貯存在貯存設(shè)施內(nèi)的核設(shè)施部件，如金屬套管組件，這樣可以適用于特殊核設(shè)施設(shè)備的水下作業(yè)，但無(wú)一般熱室內(nèi)空氣介質(zhì)場(chǎng)景的應(yīng)用。

申請(qǐng)?zhí)朇N201710196154.6提供一種可遠(yuǎn)程操作，能夠有效地控制切割環(huán)境的放射性物質(zhì)污染擴(kuò)散、降低熱室運(yùn)行成本的外包層工件切割裝置及方法。但目前尚無(wú)一種在熱室內(nèi)環(huán)保高效精確切割外包層工件金屬外套管的方式。

現(xiàn)有的切割方式是機(jī)械切割，是在熱室內(nèi)采用切割機(jī)利用高速轉(zhuǎn)動(dòng)金屬切割片對(duì)外套管進(jìn)行熱切割，還需沖水對(duì)切割片進(jìn)行降溫。這樣，切割過(guò)程中既有飛濺金屬顆粒產(chǎn)生，也有廢液存在，增加日常熱室內(nèi)的清潔和設(shè)備維護(hù)負(fù)擔(dān)和成本；更重要的是較低的切割效率和不精確的切割深度控制，會(huì)損傷外包層工件，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行后續(xù)檢驗(yàn)測(cè)試。

申請(qǐng)?zhí)朇N201810317582.4提供一種水下高壓水切割金屬套管組件的系統(tǒng)，這樣可以適用于特殊核設(shè)施設(shè)備的水下作業(yè)，但無(wú)一般熱室內(nèi)空氣介質(zhì)場(chǎng)景的應(yīng)用。申請(qǐng)?zhí)朇N201710196154.6提供一種可遠(yuǎn)程操作，能夠有效地控制切割環(huán)境的放射性物質(zhì)污染擴(kuò)散、降低熱室運(yùn)行成本的外包層工件切割裝置及方法。但目前尚無(wú)一種在熱室內(nèi)環(huán)保高效精確切割外包層工件金屬外套管的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種外包層工件金屬外套管激光非穿透切割設(shè)備及方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，使外包層工件的金屬外套管切割精度容易控制且不損傷外包層工件表面，對(duì)環(huán)境污染小、切割效率高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提供了一種外包層工件金屬外套管激光非穿透切割設(shè)備，包括激光切割裝置、電腦機(jī)柜和電控柜，所述激光切割裝置包括機(jī)架及設(shè)置于所述機(jī)架上的切割單元、運(yùn)動(dòng)單元和夾持單元，所述切割單元沿X軸向滑動(dòng)設(shè)置于所述機(jī)架上，所述切割單元能夠利用激光對(duì)外包層工件的金屬外套管進(jìn)行逐層切割，所述運(yùn)動(dòng)單元上放置金屬套管組件并能夠帶動(dòng)所述金屬套管組件沿Y軸向和Z軸向移動(dòng)，所述夾持單元用于夾持所述金屬套管組件且能夠帶動(dòng)所述金屬套管組件在X軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，所述金屬套管組件與所述機(jī)架平行設(shè)置，所述電控柜與所述激光切割裝置分別與所述電腦機(jī)柜電連接。

優(yōu)選的，所述切割單元包括滑動(dòng)殼體、直線電機(jī)傳輸機(jī)構(gòu)和聚焦機(jī)構(gòu)，所述滑動(dòng)殼體設(shè)置于所述直線電機(jī)傳輸機(jī)構(gòu)上，所述聚焦機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述滑動(dòng)殼體內(nèi)，所述聚焦機(jī)構(gòu)包括光纖隔離頭、掃描振鏡和場(chǎng)鏡，所述掃描振鏡和所述場(chǎng)鏡的位置按照光路布局，所述光纖隔離頭發(fā)出的激光經(jīng)過(guò)掃描振鏡改變偏轉(zhuǎn)角后穿過(guò)用于調(diào)焦的場(chǎng)鏡到達(dá)所述金屬外套管的表面。