一种核聚变真空室的焊接装置和焊接方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及核聚变装置加工领域，公开了一种核聚变真空室的焊接装置和焊接方法，该装置包括装配平台、龙门架、焊接马板和定位架，龙门架安装在装配平台上，龙门架内部设有调整螺栓和定位装置，焊接马板将两段真空室扇区弧段连接起来，定位架连接于真空室扇区弧段的内侧。本发明专利技术的有益效果为：在核聚变真空室焊接前，利用龙门架调整真空室扇区弧段的装配定位位置，使各扇区弧段准确对接，然后利用焊接马板和定位架将准确对接的各扇区弧段固定连接起来，再进行焊接操作，从而实现核聚变真空室的精密装配和精密焊接，满足核聚变真空室严苛的装配和焊接要求。装配和焊接要求。装配和焊接要求。

A welding device and method for nuclear fusion vacuum chamber

【技术实现步骤摘要】
一种核聚变真空室的焊接装置和焊接方法


[0001]本专利技术涉及核聚变装置加工领域，特别是涉及一种核聚变真空室的焊接装置和焊接方法。

技术介绍

[0002]为了解决日益增长的能源问题，科学家们正大力研究可控核聚变技术，中国聚变工程实验堆（CFETR）是国际上首个面向氚自持燃烧的大型托卡马克核聚变实验反应堆，旨在解决国际热核聚变实验堆向未来聚变示范电站发展的技术壁垒，其中，真空室是CFETR的核心安全部件，为核聚变反应提供燃烧和维持环境。真空室具有大尺寸、高参数、重载荷和强辐照等特点，其建造质量将直接影响核聚变的安全性。
[0003]CFETR真空室为双层D型截面环形结构，其由若干个扇区组焊而成，每个扇形段又由四个弧段组焊而成，四个真空室扇区弧段之间要求装配间隙≤0.5mm，错边≤0.5mm，并达到ISO 5817:2014 B级即最高级焊缝质量要求。然而，在真空室扇区弧段装配时，所有真空室扇区弧段均无装配基准，并且各弧段的内外壳体侧面均有大小不等的加工余量，该余量将在11.25
°
扇区成环焊接完成后整体加工。
[0004]基于上述技术要求，实现四个真空室扇区弧段之间的精密装配、焊接非常困难，需要设计专用装配、定位、焊接工装及工艺方案，目前国内外尚无类似应用案例。因此，亟需一种核聚变真空室的焊接装置和焊接方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本申请的第一目的是提供一种核聚变真空室的焊接装置，该装置定位准确，能够实现核聚变真空室扇区弧段之间的精密装配和焊接。<br/>[0006]本申请的第一目的是通过如下技术方案实现的：一种核聚变真空室的焊接装置，包括：装配平台；多个龙门架，多个所述龙门架均可拆卸的周向间隔安装于所述装配平台上，多个所述龙门架围合形成定位空间，所述龙门架开设有横向贯通所述龙门架的通槽，所述通槽的内周壁设有定位装置、第一调整螺栓、第二调整螺栓和第三调整螺栓，所述定位装置设于所述通槽的一侧，所述第一调整螺栓螺纹连接于所述通槽的底部，所述第二调整螺栓螺纹连接于所述定位装置相对的一侧，所述第三调整螺栓螺纹连接于所述通槽的顶部，所述定位装置的内侧壁、所述第一调整螺栓的内侧壁、所述第二调整螺栓的内侧壁和所述第三调整螺栓的内侧壁共同限定形成供真空室扇区弧段穿过的安装空间；多个焊接马板，所述焊接马板具有第一焊接面、缺口和第二焊接面，所述第一焊接面、所述缺口和所述第二焊接面均设于所述焊接马板靠近所述通槽的侧壁上，且所述缺口位于所述第一焊接面和所述第二焊接面之间；定位架，所述定位架设于所述定位空间中，所述定位架具有多个周向间隔设置的
定位板，多个所述定位板的第一端固定连接在一起，多个所述定位板的第二端用于固定连接于真空室扇区弧段的内侧壁上。
[0007]本申请的一些实施例中，所述龙门架包括底板、第一立柱、第二立柱以及横梁，所述底板可拆卸的安装于所述装配平台上，所述第一立柱和所述第二立柱横向间隔安装于所述底板上，所述横梁安装于所述第一立柱和所述第二立柱上，所述底板、所述第一立柱、所述第二立柱以及所述横梁共同限定形成所述通槽，所述定位装置设于所述第一立柱上，所述第一调整螺栓螺纹连接于所述底板，所述第二调整螺栓螺纹连接于所述第二立柱上，所述第三调整螺栓螺纹连接于所述横梁上。
[0008]本申请的一些实施例中，所述底板包括板本体和第一安装螺母，所述第一安装螺母可拆卸安装于板本体上，所述第一调整螺栓螺纹连接于所述第一安装螺母；所述第二立柱包括柱本体和第二安装螺母，所述第二安装螺母可拆卸安装于所述柱本体上，所述第二调整螺栓螺纹连接于所述第二安装螺母；所述横梁包括梁本体和第三安装螺母，所述第三安装螺母可拆卸安装于所述梁本体上，所述第三调整螺栓螺纹连接于所述第三安装螺母。
[0009]本申请的一些实施例中，所述第一调整螺栓包括第一内侧调整螺栓和第一外侧调整螺栓，所述第一内侧调整螺栓靠近所述定位空间设置；所述第三调整螺栓包括第二内侧调整螺栓和第二外侧调整螺栓，所述第二内侧调整螺栓靠近所述定位空间设置。
[0010]本申请的一些实施例中，所述定位装置靠近所述通槽的侧壁为定位特征面，所述定位特征面上开设有定位槽，所述定位槽的底部与所述定位特征面交汇形成定位特征线。
[0011]本申请的一些实施例中，所述定位架还包括多个横筋和多个纵筋，多个所述横筋与多个所述纵筋交叉固定连接，多个所述定位板的第一端固定安装于多个所述纵筋上的外侧端部。
[0012]本申请的一些实施例中，所述纵筋包括主筋和多个辅筋，所述主筋的两端分别与两个所述定位板的第一端固定连接，所述辅筋的第一端固定安装于所述主筋，且所述辅筋与所述主筋呈角度布置，所述辅筋的第二端与所述定位板的第一端固定连接。
[0013]本申请的一些实施例中，相邻的两个所述主筋之间固定连接有若干斜筋，所述斜筋位于两个所述横筋之间。
[0014]本申请的第二目的是提供一种核聚变真空室的焊接方法，该方法使用上述所述的核聚变真空室的焊接装置，并包括以下步骤：将去除顶部梁的所述龙门架固定安装在所述装配平台上；将真空室扇区弧段从顶部装入所述通槽中，转动所述第一调整螺栓，使各真空室扇区弧段的中线高度与各所述定位装置的定位位置平齐；转动所述第二调整螺栓，使各真空室扇区弧段贴合于各所述定位装置；安装所述龙门架的顶部梁，转动所述第三调整螺栓，将各真空室扇区弧段压紧；将各所述焊接马板与真空室扇区弧段焊接，所述第一焊接面与所述第二焊接面分别焊接在不同的真空室扇区弧段上；将所述定位架置入所述定位空间中，并将各所述定位板的第二端焊接在真空室扇区弧段的内侧壁上；
利用所述缺口将不同的真空室扇区弧段焊接在一起。
[0015]本申请的一些实施例中，还包括以下步骤：通过激光跟踪仪定位所述装配平台上的所述龙门架的安装位置；通过激光跟踪仪定位真空室扇区弧段的高度。
[0016]本申请的核聚变真空室的焊接装置和焊接方法，将各核聚变真空室扇区弧段置于通槽内，并通过第一调整螺栓和定位装置将各扇区弧段调整到合适高度，通过第二调整螺栓将各扇区弧段压紧在定位装置上，通过第三调整螺栓将各扇区弧段压紧在第一调整螺栓上，从而将各扇区弧段定位后固定，然后再利用焊接马板以及定位架将各扇区弧段的位置再次固定，最后再将各扇区弧段焊接在一起，从而实现核聚变真空室的精密装配和精密焊接，满足核聚变真空室严苛的装配和焊接要求，为中国聚变工程实验堆真空室建造提供了一种可行的技术解决方案。
附图说明
[0017]图1是本方案的核聚变真空室的焊接装置的整体结构示意图；图2是本方案的核聚变真空室的扇区弧段结构示意图；图3是本方案的龙门架的结构示意图；图4是本方案的定位装置的结构示意图；图5是本方案的焊接马板的结构示意图；图6是本方案的定位架的结构示意图；图7是本方案的龙门架的安装结构示意图；图8是本方案的核聚变真空室的扇区弧段安装结构示意图；图9是本方案的龙门架顶部梁的安装结构示意图；图10是本方案的焊接马板的安装结构示意图；图11是本方案的定位架的安装结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核聚变真空室的焊接装置，其特征在于，包括：装配平台；多个龙门架，多个所述龙门架均可拆卸的周向间隔安装于所述装配平台上，多个所述龙门架围合形成定位空间，所述龙门架开设有横向贯通所述龙门架的通槽，所述通槽的内周壁设有定位装置、第一调整螺栓、第二调整螺栓和第三调整螺栓，所述定位装置设于所述通槽的一侧，所述第一调整螺栓螺纹连接于所述通槽的底部，所述第二调整螺栓螺纹连接于所述定位装置相对的一侧，所述第三调整螺栓螺纹连接于所述通槽的顶部，所述定位装置的内侧壁、所述第一调整螺栓的内侧壁、所述第二调整螺栓的内侧壁和所述第三调整螺栓的内侧壁共同限定形成供真空室扇区弧段穿过的安装空间；多个焊接马板，所述焊接马板具有第一焊接面、缺口和第二焊接面，所述第一焊接面、所述缺口和所述第二焊接面均设于所述焊接马板靠近所述通槽的侧壁上，且所述缺口位于所述第一焊接面和所述第二焊接面之间；定位架，所述定位架设于所述定位空间中，所述定位架具有多个周向间隔设置的定位板，多个所述定位板的第一端固定连接在一起，多个所述定位板的第二端用于固定连接于真空室扇区弧段的内侧壁上。2.根据权利要求1所述的核聚变真空室的焊接装置，其特征在于，所述龙门架包括底板、第一立柱、第二立柱以及横梁，所述底板可拆卸的安装于所述装配平台上，所述第一立柱和所述第二立柱横向间隔安装于所述底板上，所述横梁安装于所述第一立柱和所述第二立柱上，所述底板、所述第一立柱、所述第二立柱以及所述横梁共同限定形成所述通槽，所述定位装置设于所述第一立柱上，所述第一调整螺栓螺纹连接于所述底板，所述第二调整螺栓螺纹连接于所述第二立柱上，所述第三调整螺栓螺纹连接于所述横梁上。3.根据权利要求2所述的核聚变真空室的焊接装置，其特征在于，所述底板包括板本体和第一安装螺母，所述第一安装螺母可拆卸安装于板本体上，所述第一调整螺栓螺纹连接于所述第一安装螺母；所述第二立柱包括柱本体和第二安装螺母，所述第二安装螺母可拆卸安装于所述柱本体上，所述第二调整螺栓螺纹连接于所述第二安装螺母；所述横梁包括梁本体和第三安装螺母，所述第三安装螺母可拆卸安装于所述梁本体上，所述第三调整螺栓螺纹连接于所述第三安装螺母。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的核聚变真空室的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建国，刘志宏，吉海标，王锐，范小松，张勇，陶嘉，吴杰峰，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：