本实用新型专利技术公开了一种燃料棒压力电阻焊顶锻装置，包括动力机构、支撑导向机构、连接块、电极杆，端塞电极座和焊室，还包括弹性储能机构，动力机构和弹性储能机构均安装在支撑导向机构上，弹性储能机构的一端通过连接块与动力机构连接，另一端与电极杆和端塞电极座连接；动力机构提供动力，通过连接块驱动弹性储能机构沿支撑导向机构移动，使电极杆和端塞电极座进入焊室中，并使弹性储能机构完成储能过程。程。程。
【技术实现步骤摘要】
一种燃料棒压力电阻焊顶锻装置
[0001]本技术涉及压力电阻焊
，具体而言，涉及一种燃料棒压力电阻焊顶锻装置。
技术介绍
[0002]在核电领域，随着燃料棒压力电阻焊工艺的逐渐成熟和自身的技术优势，压力电阻焊已成为燃料棒制造的主要工艺。燃料棒压力电阻焊的工艺原理是通过在包壳管和端塞间施加电流，产生的电阻热使得包壳管和端塞结合处的金属处于软化状态，然后在包壳管和端塞间施加焊接顶锻力，使端塞与包壳管内壁间的软化金属表面发生摩擦、位移，结合面在高温和压力的作用下，产生金属键结合而形成焊接接头。
[0003]燃料棒压力电阻焊的焊接参数主要包括焊接电流、焊接时间和焊接顶锻力，焊接时间为10
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20ms，整个焊接过程极短，需要包壳管和端塞两端通电流的同时，在端塞侧快速施加一定数值的焊接顶锻力，完成最终的焊接。由此，燃料棒压力电阻焊成型的关键因素之一在于整个的压力电阻焊顶锻系统要实现快速响应。即在包壳管和端塞两端通电流的同时，施加在端塞上的焊接顶锻力快速响应，施加力的加速度足够快，能够达到工艺要求的数值并稳定保持。
[0004]现有的燃料棒压力电阻焊顶锻系统采用气缸或电缸加压方式，即通过压缩空气推动活塞往前顶锻，或在电机作用下驱动丝杠往前顶锻，最终推动端塞电极杆将端塞顶锻到包壳管中实现焊接。为了提高其响应速度，有的方案在气缸或电缸与端塞电极杆之间增加了气囊，焊接前，先将气囊压缩储存能量，然后在通电的瞬间释放，根据测试结果，其响应速度仍未满足工艺要求。
[0005]这种采用气缸或电缸的燃料棒压力电阻焊顶锻系统顶锻力响应速度慢，不能达到工艺的要求。从开始动作到稳定输出，时间超过了20ms，这时焊接时间已结束，顶锻力无法发挥有效作用，难以焊出合格的焊缝。甚至在通电过程中，顶锻力不能将端塞实时顶紧包壳管，导致其界面接触电阻大，在大电流产热情况下，包壳管前端容易烧熔。而且气囊结构的压力电阻焊顶锻系统，增大了安装空间和系统的复杂性。
[0006]专利CN103909331A涉及一种使构成核燃料棒的包覆管和端塞自动焊接的装置，具有位置控制模块，控制第一伺服电动机和端塞输送驱动部的驱动，通过对端塞和包覆管迅速精密地控制，形成焊接。
[0007]专利CN110899942A提供一种核燃料棒端塞压力电阻焊加压装置及焊接方法，顶锻电缸采用伺服电机作为动力源，焊接过程的压力受控，响应速度快。在端塞压力电阻焊通电及加压为毫秒级的焊接方式中，能够实现精确快速控制，精确快速位置控制。以上这两种方案系统结构复杂且操作难度大。
[0008]鉴于以上技术问题，特推出本技术。
技术实现思路
[0009]本技术的主要目的在于提供一种燃料棒压力电阻焊顶锻装置，用于解决顶锻力响应速度慢、结构复杂的问题。
[0010]为了实现上述目的，本技术提出一种燃料棒压力电阻焊顶锻装置，包括动力机构、支撑导向机构、连接块、电极杆，端塞电极座和焊室，还包括弹性储能机构，动力机构和弹性储能机构均安装在支撑导向机构上，弹性储能机构的一端通过连接块与动力机构连接，另一端与电极杆和端塞电极座连接；
[0011]动力机构提供动力，通过连接块驱动弹性储能机构沿支撑导向机构移动，使电极杆和端塞电极座进入焊室中，并使弹性储能机构完成储能过程。
[0012]进一步的，弹性储能机构包括外壳、弹性组件、支撑座，弹性组件安装在外壳内，外壳安装在支撑座上，支撑导向机构包括滑轨，支撑座与滑轨滑动连接。
[0013]进一步的，弹性组件包括导向杆、弹性元件和顶锻块，导向杆位于外壳内，导向杆与外壳固定连接，顶锻块和弹性元件均套设在导向杆上，顶锻块可压缩弹性元件。
[0014]进一步的，弹性组件还包括限位块，限位块位于顶锻块内，限位块与导向杆固定连接，限位块限制顶锻块沿弹性元件伸长的方向移动，保持弹性元件处于压缩状态。
[0015]进一步的，弹性储能机构还包括连接销，连接销穿过连接块和顶锻块，将连接块与弹性储能机构连接。
[0016]进一步的，装置还包括对中调整机构，对中调整机构位于电极杆和弹性储能机构之间。
[0017]进一步的，装置还包括压力传感器，压力传感器测量焊接过程中端塞的顶锻力。
[0018]进一步的，压力传感器位于连接块远离弹性储能机构的一侧。
[0019]进一步的，装置还包括测位计，测位计测量焊接过程中端塞的顶锻量。
[0020]进一步的，装置还包括滑动底座，滑动底座上安装支撑座，滑动底座安装在滑轨上，滑动底座上安装测位计。
[0021]进一步的，支撑导向机构还包括支撑平台和支撑立板，滑轨和支撑立板固定在支撑平台上，动力机构穿过支撑立板与连接块连接。
[0022]进一步的，支撑导向机构还包括拉杆，拉杆一端与支撑立板连接，另一端与焊室连接。
[0023]进一步的，焊室安装在支撑平台上。
[0024]进一步的，动力机构为电缸机构或气缸机构。
[0025]应用本技术的技术方案，至少实现了如下有益效果：
[0026]1、本装置通过设置弹性储能机构，能快速释放能量，焊接时顶锻力响应速度快，焊接顶锻力能够达到工艺要求，并确保在整个焊接周期内稳定输出，获得高质量的焊接接头。
[0027]2、本装置结构简单，尤其是弹性储能机构结构简单，属于纯机械结构，不仅占用空间小、重量小，而且不需要增加电气控制，降低了系统的复杂性和操作的难度。
[0028]3、本装置通过更换不同型号的弹性元件，可对应输出不同区间的焊接顶锻力，从而广泛适应不同规格的端塞和包壳管的压力电阻焊焊接，焊接顶锻力输出范围广，适应性强。
[0029]4、本装置通过设置支撑导向机构及拉杆，焊室和支撑立板实现连接，然后整体固
定在支撑平台上，满足整个顶锻系统对于结构钢性的要求，即在顶锻过程中，将焊室变形控制在工艺要求范围内。
附图说明
[0030]构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0031]图1示出了本实施例的装置示意图；以及
[0032]图2示出了本实施例的装置主视图；以及
[0033]图3示出了本实施例的装置俯视图；以及
[0034]图4示出了本实施例的装置部分示意图；以及
[0035]图5示出了本实施例的装置弹性储能机构剖视图。
[0036]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0037]1、动力机构；2、支撑导向机构；3、连接块；4、电极杆；5、端塞电极座；6、焊室；7、弹性储能机构；8、外壳；9、弹性组件；10、支撑座；11、滑轨；12、导向杆；13、弹性元件；14、顶锻块；15、限位块；16、连接销；17、对中调整机构；18、压力传感器；19、测位计；20、滑动底座；21、支撑平台；22、支撑立板；23、拉杆。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种燃料棒压力电阻焊顶锻装置，包括动力机构(1)、支撑导向机构(2)、连接块(3)、电极杆(4)，端塞电极座(5)和焊室(6)，其特征在于：还包括弹性储能机构(7)，所述动力机构(1)和所述弹性储能机构(7)均安装在所述支撑导向机构(2)上，所述弹性储能机构(7)的一端通过所述连接块(3)与所述动力机构(1)连接，另一端与所述电极杆(4)和所述端塞电极座(5)连接；所述动力机构(1)提供动力，通过所述连接块(3)驱动所述弹性储能机构(7)沿所述支撑导向机构(2)移动，使所述电极杆(4)和所述端塞电极座(5)进入所述焊室(6)中，并使所述弹性储能机构(7)完成储能过程。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述弹性储能机构(7)包括外壳(8)、弹性组件(9)、支撑座(10)，所述弹性组件(9)安装在所述外壳(8)内，所述外壳(8)安装在所述支撑座(10)上，所述支撑导向机构(2)包括滑轨(11)，所述支撑座(10)与所述滑轨(11)滑动连接。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述弹性组件(9)包括导向杆(12)、弹性元件(13)和顶锻块(14)，所述导向杆(12)位于所述外壳(8)内，所述导向杆(12)与所述外壳(8)固定连接，所述顶锻块(14)和所述弹性元件(13)均套设在所述导向杆(12)上，所述顶锻块(14)可压缩所述弹性元件(13)。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述弹性组件(9)还包括限位块(15)，所述限位块(15)位于所述顶锻块(14)内，所述限位块(15)与所述导向杆(12)固定连接，所述限位块(15)限制所述顶锻块(14)沿弹性元件(13)伸长的方向移动，保持所述弹性元件(13)处于压缩状态。5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：安军靖，鲁立，杨佳，盛国福，徐忠峰，谢志刚，陈兵兵，丁怀博，梁振新，姚俊，
申请(专利权)人：中广核铀业发展有限公司，
类型：新型
国别省市：
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