一种燃料组件焊接装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种燃料组件焊接装置，属于焊接机械领域，包括焊机底座、钨极位置调节机构、棒料夹紧机构、棒料密封机构、焊室密封观察机构、图像采集机构和组合阀机构。本发明专利技术的焊枪与钨极采用分体设计，钨极更换步骤简单，且更换后的钨极对中调节易操作；燃料组件的密封夹紧可靠，上下料方便；焊室结构合理，便于清洁打扫，设有图像采集机构，可存储焊接过程中的照片或视频，透过观察窗可观察钨极对中情况和焊室内部，且在观察窗与摄像头之间设有遮光镜，可避免焊接时的强光对摄像头造成损伤；导向与定位机构独立装配，若发生连焊现象，只需拆下棒料定位块更换即可；焊接装置操作简单，各功能机构可以独立拆装，更换清洁方便，自动化程度高。

A Welding Device for Fuel Assembly

【技术实现步骤摘要】
一种燃料组件焊接装置
本专利技术涉及一种燃料组件焊接装置，属于焊接机械领域，具体地说是一种采用钨极惰性气体保护焊原理，用于核电燃料组件上端塞堵孔焊接的装置。
技术介绍
TIG焊，全称为钨极惰性气体保护焊，是一种以非熔化钨电极进行焊接的电弧焊接法。焊接时，焊室内充以适当压力的氦气来平衡燃料棒包壳管的内外压力，同时焊枪也放置在充满惰性气体的环境中，借助氦气形成气体保护层，避免大气污染。电路释放的高频高压信号，通过焊枪传导至钨极尖端，短时间内在钨极和工件之间击穿惰性气体。然后通过高度离子化的气体，产生燃烧电弧，并在较低的电压下用电弧加热和熔化工件，最终端塞孔自熔形成高质量的密封焊点。现有的焊接装置在工作时存在以下问题：第一，钨极在焊接完一定数量的燃料棒后需要更换，现有的钨极更换步骤繁琐，且更换后的钨极位置不易调节；第二，焊室在充入氦气前后保真空、耐高压效果不理想，容易出现棒料夹不紧的现象；第三，焊室结构不便清洁打扫，焊接过程不便观察，并且没有图像采集机构；第四，燃料棒在焊接过程中，可能与导向装置焊在一起，导致无法下料；第五，现有的焊接装置操作繁琐，各机构不可独立拆卸，自动化程度不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种燃料组件焊接装置，有效解决焊接过程中遇到的问题，实现燃料组件上端塞自动化堵孔焊接，提高生产效率，改善产品质量。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种燃料组件焊接装置，包括焊机底座、钨极位置调节机构、棒料夹紧机构、棒料密封机构、焊室密封观察机构、图像采集机构和组合阀机构，其中，组合阀机构是由焊室底座、抽真空机构、真空度检测机构、排废气机构和充氦气机构组成的；所述的焊机底座为回字形状底座，焊室底座固定安装在焊机底座左上端面，棒料夹紧机构固定安装在焊机底座右上端面；所述的焊室密封固定在焊室底座上端面；所述的钨极位置调节机构密封固定在焊室的左端面；所述的棒料密封机构密封固定在焊室的右端面。所述的钨极位置调节机构包括钨极、钨极锁紧螺母、焊枪安装盘、第一调节螺母、第一调节钢片、焊枪密封圈、顶紧销、安装盘锁紧螺母、塑料套筒、焊枪、第一焊枪锁紧螺母、铜挂钩、第二焊枪锁紧螺母、焊枪导向钢套、顶紧垫板、绝缘安装套、第一弧形弹簧片、第二弧形弹簧片、第二调节钢片以及第二调节螺母；所述的焊枪通过外螺纹安装在焊枪导向钢套内，所述的焊枪密封圈套在焊枪的柱面凹槽内，使焊枪和焊枪导向钢套密封连接，所述的焊枪导向钢套通过螺钉安装在绝缘安装套内部；所述的第一调节螺母通过外螺纹安装在焊枪安装盘内；所述的第一调节钢片通过第一调节螺母压紧在绝缘安装套外表面上；所述的第一弧形弹簧片卡在焊枪安装盘和绝缘安装套的表面之间；所述的第二调节螺母通过外螺纹安装在焊枪安装盘内；所述的第二调节钢片通过第二调节螺母压紧在绝缘安装套的外表面上；所述的第二弧形弹簧片卡在焊枪安装盘和绝缘安装套的表面之间；所述的焊枪安装盘的轴间端面和焊室螺栓连接；所述的安装盘锁紧螺母通过内螺纹安装在焊枪安装盘上；所述的顶紧销穿过焊枪安装盘方形端面上均布的通孔，被压紧于安装盘锁紧螺母和顶紧垫板之间；所述的顶紧垫板套在绝缘安装套的方形端面上，被压紧于顶紧销和绝缘安装套之间；所述的钨极锁紧螺母与焊枪螺纹连接，通过旋紧钨极锁紧螺母，可使钨极紧固在焊枪的安装孔中；所述的第一焊枪锁紧螺母和第二焊枪锁紧螺母分别与焊枪螺纹连接；所述的铜挂钩挂在第一焊枪锁紧螺母和第二焊枪锁紧螺母之间；所述的塑料套筒间隙配合在绝缘安装套的圆柱面上。所述的棒料夹紧机构包括下夹紧气缸、夹紧气缸支架、下工件夹头、定位块、上工件夹头以及上夹紧气缸；所述的夹紧气缸支架和焊机底座固定连接；所述的上夹紧气缸和夹紧气缸支架螺钉连接，所述的上工件夹头固定在上夹紧气缸的活塞导杆上；所述的下夹紧气缸和夹紧气缸支架螺钉连接，所述的下工件夹头固定在下夹紧气缸的活塞导杆上；所述的定位块和夹紧气缸支架固定连接，定位块位于下夹紧气缸和上夹紧气缸的活塞行程之间。所述的棒料密封机构包括密封气缸连板、密封导向管、棒料密封圈、棒料导向盘、棒料定位块、上端塞、第一密封气缸以及第二密封气缸；所述的棒料导向盘的轴间端面和焊室通过螺栓连接，棒料导向盘压紧在焊室右侧端面的密封圈上；所述的棒料定位块通过螺栓固定在棒料导向盘的圆柱凹坑里；所述的上端塞和棒料定位块通过锥面定位；所述的第一密封气缸和第二密封气缸与棒料导向盘固定连接；所述的第一密封气缸和第二密封气缸的活塞连杆分别与密封气缸连板固定连接；所述的密封导向管和密封气缸连板螺纹连接；所述的棒料密封圈位于棒料导向盘的右端沉头孔和密封导向管的左端面之间。所述的焊室密封观察机构包括焊室、第一观察窗锁紧螺母、第一观察窗玻璃、第二观察窗玻璃、第二观察窗锁紧螺母、第三观察窗玻璃、第三观察窗锁紧螺母、第一密封端塞、氦压表连接阀、第二密封端塞、第三密封端塞以及氦压表；所述的第一观察窗锁紧螺母和焊室螺纹连接，拧紧第一观察窗锁紧螺母，使第一观察窗锁紧螺母环形凹槽内的密封圈压紧在第一观察窗玻璃上端面，使第一观察窗玻璃下端面压紧焊室环形凹槽内的密封圈，实现第一观察窗密封；所述的第二观察窗锁紧螺母和焊室螺纹连接，拧紧第二观察窗锁紧螺母，使第二观察窗锁紧螺母环形凹槽内的密封圈压紧在第二观察窗玻璃上端面，使第二观察窗玻璃下端面压紧焊室环形凹槽内的密封圈，实现第二观察窗密封；所述的第三观察窗锁紧螺母和焊室螺纹连接，拧紧第三观察窗锁紧螺母，使第三观察窗锁紧螺母环形凹槽内的密封圈压紧在第三观察窗玻璃上端面，使第三观察窗玻璃下端面压紧焊室环形凹槽内的密封圈，实现第三观察窗密封；所述的第一密封端塞和氦压表连接阀螺纹密封连接；所述的氦压表连接阀和焊室底座螺栓密封连接；所述的第二密封端塞和氦压表连接阀螺纹密封连接；所述的第三密封端塞和焊室底座螺纹密封连接；所述的氦压表和氦压表连接阀螺纹密封连接。所述的图像采集机构包括第一相机、第一光源、第一相机支架、第二相机支架、第二相机、第二光源、第二遮光镜片、第二旋转气缸、第二遮光镜架、旋转气缸支架、第一旋转气缸、第一遮光镜架以及第一遮光镜片；所述的第一相机支架和焊室固定连接，第一相机和第一相机支架螺钉连接，第一光源和第一相机固定连接，第一相机和第一光源位于第一观察窗锁紧螺母和第一观察窗玻璃的同轴正上方；所述的第二相机支架和焊室固定连接，第二相机和第二相机支架螺钉连接，第二光源和第二相机固定连接，第二相机和第二光源位于第二观察窗玻璃和第二观察窗锁紧螺母的同轴正右方；所述的旋转气缸支架和焊室固定连接，第二旋转气缸和第一旋转气缸分别与旋转气缸支架固定连接，第二遮光镜架和第二旋转气缸的转轴紧固连接，第一遮光镜架和第一旋转气缸的转轴紧固连接，第一遮光镜片通过螺钉被压紧在第一遮光镜架的中空凹面内，第二遮光镜片通过螺钉被压紧在第一遮光镜架的中空凹面内。所述的抽真空机构包括真空阀连接管、抽真空阀、抽真空气缸、第一双面连接筒、第一橡胶密封垫以及第一金属固定环；所述的抽真空阀和焊室底座密封固定连接；所述的抽真空气缸和抽真空阀密封固定连接；所述的真空阀连接管和抽真空阀密封螺纹连接；所述的第一橡胶密封垫夹在第一双面连接筒和第一金属固定环之间，三者固定连接；所述的第一双面连接筒和抽真空气缸的活塞导杆螺纹连接。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料组件焊接装置，其特征在于：包括焊机底座（3）、钨极位置调节机构、棒料夹紧机构、棒料密封机构、焊室密封观察机构、图像采集机构和组合阀机构，其中，组合阀机构是由焊室底座（2）、抽真空机构、真空度检测机构、排废气机构和充氦气机构组成的；所述的焊机底座（3）为回字形状底座，焊室底座（2）固定安装在焊机底座（3）左上端面，棒料夹紧机构固定安装在焊机底座（3）右上端面；所述的焊室（1）密封固定在焊室底座（2）上端面；所述的钨极位置调节机构密封固定在焊室（1）的左端面；所述的棒料密封机构密封固定在焊室（1）的右端面。

【技术特征摘要】
1.一种燃料组件焊接装置，其特征在于：包括焊机底座（3）、钨极位置调节机构、棒料夹紧机构、棒料密封机构、焊室密封观察机构、图像采集机构和组合阀机构，其中，组合阀机构是由焊室底座（2）、抽真空机构、真空度检测机构、排废气机构和充氦气机构组成的；所述的焊机底座（3）为回字形状底座，焊室底座（2）固定安装在焊机底座（3）左上端面，棒料夹紧机构固定安装在焊机底座（3）右上端面；所述的焊室（1）密封固定在焊室底座（2）上端面；所述的钨极位置调节机构密封固定在焊室（1）的左端面；所述的棒料密封机构密封固定在焊室（1）的右端面。2.如权利要求1所述的一种燃料组件焊接装置，其特征在于：所述的钨极位置调节机构包括钨极（5）、钨极锁紧螺母（6）、焊枪安装盘（7）、第一调节螺母（8）、第一调节钢片（9）、焊枪密封圈（10）、顶紧销（11）、安装盘锁紧螺母（12）、塑料套筒（13）、焊枪（14）、第一焊枪锁紧螺母（15）、铜挂钩（16）、第二焊枪锁紧螺母（17）、焊枪导向钢套（18）、顶紧垫板（19）、绝缘安装套（20）、第一弧形弹簧片（21）、第二弧形弹簧片（82）、第二调节钢片（83）以及第二调节螺母（84）；所述的焊枪（14）通过外螺纹安装在焊枪导向钢套（18）内，所述的焊枪密封圈（10）套在焊枪（14）的柱面凹槽内，使焊枪（14）和焊枪导向钢套（18）密封连接，所述的焊枪导向钢套（18）通过螺钉安装在绝缘安装套（20）内部；所述的第一调节螺母（8）通过外螺纹安装在焊枪安装盘（7）内；所述的第一调节钢片（9）通过第一调节螺母（8）压紧在绝缘安装套（20）外表面上；所述的第一弧形弹簧片（21）卡在焊枪安装盘（7）和绝缘安装套（20）的表面之间；所述的第二调节螺母（84）通过外螺纹安装在焊枪安装盘（7）内；所述的第二调节钢片（83）通过第二调节螺母（84）压紧在绝缘安装套（20）的外表面上；所述的第二弧形弹簧片（82）卡在焊枪安装盘（7）和绝缘安装套（20）的表面之间；所述的焊枪安装盘（7）的轴间端面和焊室（1）螺栓连接；所述的安装盘锁紧螺母（12）通过内螺纹安装在焊枪安装盘（7）上；所述的顶紧销（11）穿过焊枪安装盘（7）方形端面上均布的通孔，被压紧于安装盘锁紧螺母（12）和顶紧垫板（19）之间；所述的顶紧垫板（19）套在绝缘安装套（20）的方形端面上，被压紧于顶紧销（11）和绝缘安装套（20）之间；所述的钨极锁紧螺母（6）与焊枪（14）螺纹连接，通过旋紧钨极锁紧螺母（6），使钨极（5）紧固在焊枪（14）的安装孔中；所述的第一焊枪锁紧螺母（15）和第二焊枪锁紧螺母（17）分别与焊枪（14）螺纹连接；所述的铜挂钩（16）挂在第一焊枪锁紧螺母（15）和第二焊枪锁紧螺母（17）之间；所述的塑料套筒（13）间隙配合在绝缘安装套（20）的圆柱面上。3.如权利要求1所述的一种燃料组件焊接装置，其特征在于：所述的棒料夹紧机构包括下夹紧气缸（22）、夹紧气缸支架（23）、下工件夹头（24）、定位块（25）、上工件夹头（26）以及上夹紧气缸（27）；所述的夹紧气缸支架（23）和焊机底座（3）固定连接；所述的上夹紧气缸（27）和夹紧气缸支架（23）螺钉连接，所述的上工件夹头（26）固定在上夹紧气缸（27）的活塞导杆上；所述的下夹紧气缸（22）和夹紧气缸支架（23）螺钉连接，所述的下工件夹头（24）固定在下夹紧气缸（22）的活塞导杆上；所述定位块（25）和夹紧气缸支架（23）固定连接，定位块（25）位于下夹紧气缸（22）和上夹紧气缸（27）的活塞行程之间。4.如权利要求1所述的一种燃料组件焊接装置，其特征在于：所述的棒料密封机构包括密封气缸连板（28）、密封导向管（29）、棒料密封圈（30）、棒料导向盘（31）、棒料定位块（32）、上端塞（33）、第一密封气缸（79）以及第二密封气缸（80）；所述的棒料导向盘（31）的轴间端面和焊室（1）通过螺栓连接，棒料导向盘（31）压紧在焊室（1）右侧端面的密封圈上；所述的棒料定位块（32）通过螺栓固定在棒料导向盘（31）的圆柱凹坑里；所述的上端塞（33）和棒料定位块（32）通过锥面定位；所述的第一密封气缸（79）和第二密封气缸（80）与棒料导向盘（31）固定连接；所述的第一密封气缸（79）和第二密封气缸（80）的活塞连杆分别与密封气缸连板（28）固定连接；所述的密封导向管（29）和密封气缸连板（28）螺纹连接；所述的棒料密封圈（30）位于棒料导向盘（31）的右端沉头孔和密封导向管（29）的左端面之间。5.如权利要求1所述的一种燃料组件焊接装置，其特征在于：所述的焊室密封观察机构包括焊室（1）、第一观察窗锁紧螺母（37）、第一观察窗玻璃（38）、第二观察窗玻璃（39）、第二观察窗锁紧螺母（40）、第三观察窗玻璃（41）、第三观察窗锁紧螺母（42）、第一密封端塞（53）、氦压表连接阀（54）、第二密封端塞（55）、第三密封端塞（66）以及氦压表（78）；所述的第一观察窗锁紧螺母（37）和焊室（1）螺纹连接，拧紧第一观察窗锁紧螺母（37），使第一观察窗锁紧螺母（37）环形凹槽内的密封圈压紧在第一观察窗玻璃（38）上端面，使第一观察窗玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭奔，陆明刚，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31