一种放射源包壳开孔焊接方法及放射源包壳开孔结构技术

本发明专利技术涉及一种放射源包壳开孔焊接方法及放射源包壳开孔结构，方法包括在焊接接头设置包壳开孔以在焊接过程中排气泄压；所述包壳开孔由焊接形成的熔池的液态金属流动封堵。结构包括由两个半壳拼合而成的包壳；包壳开孔设置于其中一个半壳的拼合边缘，或者，包壳开孔由设置于所述两个半壳的拼合边缘的两个半开孔拼合而成。本发明专利技术的有益效果如下：采用本发明专利技术的技术方案进行多种具有封闭内腔结构的放射源包壳的焊接，能够解决该类型包壳焊接过程内腔排气泄压问题，同时无需增加额外堵孔结构实现一次性完成包壳焊接密封，减少了放射源包壳焊接工艺步骤，降低了操作人员辐射剂量，同时可有效保障焊接成功率和焊缝质量。

A Welding Method for Open Hole of Radioactive Cladding and Open Hole Structure of Radioactive Cladding

The present invention relates to a method of opening welding of radiation source cladding and a structure of opening of radiation source cladding. The method includes setting a cladding opening in the welding joint to exhaust pressure during welding, and the cladding opening is blocked by liquid metal flow in the molten pool formed by welding. The structure includes a cladding composed of two half-shells; the cladding opening is arranged at the joint edge of one half-shell, or the cladding opening is composed of two half-openings arranged at the joint edge of the two half-shells. The beneficial effects of the present invention are as follows: adopting the technical scheme of the invention to weld a variety of radiation source cladding with enclosed inner cavity structure can solve the problem of exhaust and pressure relief of the inner cavity during the welding process of this type of cladding, and can realize the welding sealing of cladding at one time without adding additional hole plugging structure, thus reducing the welding process steps of radiation source cladding and reducing the radiation flux of operators. At the same time, it can effectively guarantee the success rate of welding and the quality of welding seam.

【技术实现步骤摘要】
一种放射源包壳开孔焊接方法及放射源包壳开孔结构
本专利技术涉及放射性领域，具体涉及一种放射源包壳开孔焊接方法及放射源包壳结构。
技术介绍
放射源一般由放射性源芯和包覆在源芯外层保护放射性源芯在各种使用环境下安全性的单层或多层金属包壳构成。放射源制备过程要求在与外界环境隔离的专用箱室中进行，放射性源芯装入金属包壳中后，采用焊接方式将放射性源芯密封在金属包壳内部。放射源包壳组装后形成封闭内腔结构，该结构焊接过程中产生的高温使得包壳内部气压急剧增大，高内压作用于焊接熔池导致焊缝内侧呈弧拱形而影响焊缝质量，严重情况下产生穿孔的焊接缺陷。解决封闭内腔结构焊接过程内压问题的常规方法是设计堵孔结构，该结构在焊接过程中承担排气泄压功能，完成接头焊接后再对排气孔进行堵孔焊接实现密封。放射源包壳采用堵孔结构方式需要至少进行两次焊接操作才能实现密封，产生两处焊缝形成两个包壳结构强度薄弱点，且由于操作工序和操作时间增多会造成工艺人员更多的辐照剂量；对于结构紧凑的放射源来说，在包壳上增加堵孔结构造成体积和质量的增大是不可接受的，因此需要开发一种放射源包壳焊接方法来解决以上问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种放射源包壳开孔焊接方法及放射源包壳开孔结构，该技术方案至少能够实现一次性完成装配后形成封闭内腔的包壳焊接密封且有效解决焊接过程内腔压力增大问题。本专利技术的技术方案如下：一种放射源包壳开孔焊接方法，在焊接接头设置包壳开孔以在焊接过程中排气泄压；所述包壳开孔由焊接形成的熔池的液态金属流动封堵。进一步地，上述的放射源包壳开孔焊接方法，包括：(1)确定焊接起始位置定位；(2)开始焊接直至焊接点再次到达焊接起始位置后停止焊接。进一步地，上述的放射源包壳开孔焊接方法，所述步骤(1)中确定焊接起始位置的方法为：旋转包壳，确定焊接点恰好通过所述包壳开孔后的位置为焊接起始位置。进一步地，上述的放射源包壳开孔焊接方法，所述确定焊接点恰好通过所述包壳开孔的方法为：在用于装卡所述包壳的装卡胎具上设置与所述包壳开孔位置对应的标记，所述焊接点在所述标记随所述包壳旋转的平面上的投影恰好通过所述标记时，即可确定焊接点恰好通过所述包壳开孔。进一步地，上述的放射源包壳开孔焊接方法，设置不长于0.5s的焊接电流上坡时间以使在开始焊接后形成熔池；焊接点再次到达焊接起始位置后通过所述熔池的液态金属流动封堵所述包壳开孔。进一步地，上述的放射源包壳开孔焊接方法，设置不长于5s的焊接电流下坡时间以避免焊接下坡时间过长导致内压增大而造成焊缝外凸或穿孔。进一步地，上述的放射源包壳开孔焊接方法，还包括：(3)进行焊接质量检测。进一步地，上述的放射源包壳开孔焊接方法，所述焊接质量检测包括外观、尺寸及密封性检测。本专利技术还提供了一种放射源包壳开孔结构，包括由两个半壳拼合而成的包壳；包壳开孔设置于其中一个半壳的拼合边缘，或者，包壳开孔由设置于所述两个半壳的拼合边缘的两个半开孔拼合而成。进一步地，上述的放射源包壳开孔结构，还包括用于确定所述包壳开孔位置的标识；所述标识设置于用于装卡所述包壳的装卡胎具上。本专利技术的有益效果如下：采用本专利技术的技术方案进行多种装配后形成封闭内腔结构的放射源包壳的焊接，能够解决该类型包壳焊接过程内腔排气泄压问题，同时无需增加额外堵孔结构实现一次性完成包壳焊接密封，减少了放射源包壳焊接工艺步骤，降低了操作人员辐射剂量，同时可有效保障焊接成功率和焊缝质量。附图说明图1为本专利技术的高温放射性源焊接方法的流程图。图2为本专利技术的实施例中的带有包壳开孔的半壳的结构示意图。图3为与图2同一实施例的包壳的结构示意图。图4为采用本专利技术的包壳结构进行焊接的焊接结构示意图。上述附图中，1、包壳；2、包壳开孔；3、装卡胎具；4、标记；5、钨针。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。如图1所示，本专利技术提供了一种放射源包壳开孔焊接方法，在焊接接头设置包壳开孔以在焊接过程中排气泄压；所述包壳开孔由焊接形成的熔池的液态金属流动封堵。具体包括：S1确定焊接起始位置；S2开始焊接直至焊接点再次到达焊接起始位置后停止焊接；S3进行焊接质量检测。上述焊接点为焊枪钨针所对准的位置。步骤S1中确定焊接起始位置的方法为：旋转包壳，确定焊接点恰好通过所述包壳开孔后的位置为焊接起始位置。在上述步骤中，为充分利用包壳开孔结构在焊接过程中排气泄压功能，需要通过工艺控制来实现在临近焊缝搭接密封前完成开孔的填充堵孔，若过早堵孔则会因内腔封闭排气不畅而导致内压增大问题。放射源包壳焊接在带有玻璃观察窗的放射性专用操作箱室中进行，由于包壳开孔尺寸小，焊接过程中包壳转动时识别出开孔位置存在困难，为解决这一问题，本实施例中，确定焊接点恰好通过所述包壳开孔的方法为：在用于装卡所述包壳的装卡胎具上设置与所述包壳开孔位置对应的标记，所述焊接点在所述标记随所述包壳旋转的平面上的投影恰好通过所述标记时，即可确定焊接点恰好通过所述包壳开孔。如此，在装卡放射源包壳的胎具上设计一个能目测到的明显标识，包壳组装后装卡至焊接胎具中，调整包壳位置使得开孔对准胎具标记位置，焊接过程中包壳转动时通过观察胎具上的标识来控制焊接起弧、熄弧。这样便于焊接的控制。在具体的焊接过程中，包壳装卡完毕后，开启胎具转动，目测胎具上的标识(开孔位置)通过钨针后，立刻开启起弧焊接，设置较短电流上坡时间(通常不大于0.5s即可)，在包壳开孔位置通过钨针后，包壳接头金属短时间内形成熔池，在电弧再次经过开孔后通过熔池液态金属流动完成填充堵孔，以充分利用开孔的排气泄压功能。焊接电流、焊接速度等工艺参数根据包壳具体结构来确定。焊接过程观察转动胎具的标识位置，待标识(开孔位置标记)再次通过钨针后，熄弧完成焊接。此过程需设置合适电流下坡时间，因泄压孔在收弧下坡前已完成堵孔，此时内腔中气体排出困难，过长的下坡时间会导致内压增大而造成焊缝外凸或穿孔；而过短的下坡时间会因焊缝搭接长度短而导致起弧段焊缝熔深不够。通常而言，设置焊接电流下坡时间为≤5s。焊接质量检测包括外观、尺寸及密封性检测。外观检测主要检测错位、裂纹、气孔、咬边等外部焊接缺陷，可根据标准进行目测或采用已知的技术手段进行标准比对。尺寸检测主要测量焊接后包壳高度及焊缝区直径，采用卡尺进行多个位置/角度测量，取高度和直径最大测量值。焊接后的放射源包壳表面可能存在放射性沾污，无法采用氦质谱进行密封性检测。依据GB15849-1995《密封放射源的泄漏检验方法》，采用热液体鼓泡法在放射性专用操作箱室内进行密封性检测：将室温下将包壳放入90-95℃的水浴中，包壳顶端至少在水面以下5cm的深度，观察1min以上，看是否有气泡从密封源逸出，若观察不到气泡逸出则可判定包壳处于密封状态。如图4所示，本专利技术与上述方法对应的放射源包壳开孔结构，包括由两个半壳拼合而成的包壳1(参见图2和图3)；包壳开孔2设置于其中一个半壳的拼合边缘(参见图2)，或者，包壳开孔由设置于所述两个半壳的拼合边缘的两个半开孔拼合而成。另外，还包括用于确定所述包壳开孔位置的标识；所述标识4设置于用于装卡所述包壳的装卡胎具3上。焊枪的钨针5对准两个半壳的拼合的焊缝。采用本专利技术的技术方案进行多种具有封闭内腔结构的放射源包壳的焊接，能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种放射源包壳开孔焊接方法，其特征在于，在焊接接头设置包壳开孔以在焊接过程中排气泄压；所述包壳开孔由焊接形成的熔池的液态金属流动封堵。

【技术特征摘要】
1.一种放射源包壳开孔焊接方法，其特征在于，在焊接接头设置包壳开孔以在焊接过程中排气泄压；所述包壳开孔由焊接形成的熔池的液态金属流动封堵。2.如权利要求1所述的放射源包壳开孔焊接方法，其特征在于，包括：(1)确定焊接起始位置定位；(2)开始焊接直至焊接点再次到达焊接起始位置后停止焊接。3.如权利要求2所述的放射源包壳开孔焊接方法，其特征在于：所述步骤(1)中确定焊接起始位置的方法为：旋转包壳，确定焊接点恰好通过所述包壳开孔后的位置为焊接起始位置。4.如权利要求3所述的放射源包壳开孔焊接方法，其特征在于：所述确定焊接点恰好通过所述包壳开孔的方法为：在用于装卡所述包壳的装卡胎具上设置与所述包壳开孔位置对应的标记，所述焊接点在所述标记随所述包壳旋转的平面上的投影恰好通过所述标记时，即可确定焊接点恰好通过所述包壳开孔。5.如权利要求2-4任一所述的放射源包壳开孔焊接方法，其特征在于：设置不...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗洪义，李鑫酉，刘国辉，秦少鹏，李鑫，唐显，罗志福，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11