用于气体绝缘电器的接地容器的激光焊接装置制造方法及图纸

一在气体绝缘电器装置中使用的用于接地容器的长尺寸管状接地容器单元包括管筒１０ｂ和１０ｃ，每一部分都有一相应的长度，该长度对应于相应的运输限制，这些部分之间通过连接部分９ｂ连接，连接是通过激光焊接而成的，从而形成一整体管状物件，管状构件上有一对法兰，相应的法兰端有一颈部，该颈部也通过激光焊接与管筒的对接部分相连接。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一长尺寸管的、通常是接地的容器单元，该容器单元用于一气体绝缘电器装置，比如一气体绝缘母线和一气绝缘开关装置，另外，本专利技术也涉及用来制造该容器单元的激光焊接装置。正如人们所知的像气体绝缘母线和气体绝缘开关装置这样的气体绝缘电器在装置通常包括一接地容器，该容器充满绝缘气体(比如SF6(六氟化硫)气体)，同时也包括一导体，该导体上加有一预加电压，并且在电绝缘的条件下置于所说的接地容器中。用于气体绝缘电器装置的传统的接地容器的例子公开在JP—A—59—189092(1984)中，其中，接地容器由一组管筒单元组成，每一管筒在其轴向两端均有一法兰，管筒单元之间通过对应的法兰分别用螺栓和螺母连接以形成一连体接地容器。后来，JP—A—59—189092(1984)进而又公开了通过激光焊接来连接各管筒单元的管筒部分和法兰部分，由此管筒单元便有了良好的尺寸准确度，同时在短时间内通过简单的对焊在很小的热变形条件下后可加工而成。另一传统的接地容器是通过用电弧焊连接一组其端部没有法兰的管筒单元而形成的。管筒单元各自的轴向尺寸定得稍短一些，因为受运输的限制，因此，通常需要许多的管筒单元才能形成一完整的符合所需要的轴向尺寸的接地容器。此外，前面提到的接地容器，由于各管筒单元的两端带有法兰，同时这些法兰之间为了在连接时保持气密性不得不在法兰端提供用来安装O形密封圈的环槽，因此该种容器的制造成本较高。后来提出的接地容器在制造成本上低于前者，但是，当一意外事故发生时，比如接地发生在所说的接地容器中，该接地容器作为气体绝缘电器装置的一部分，为了调换零部件，必须切断或拆卸事故发生区域的接地容器部分，因而，当使用后面提出的焊接式接地容器时，为了应付和解决事故就得花很长的时间。JP—A—59—189092(1984)公开了激光焊接和相应的焊接装置，它是通过在相应的焊接装置上旋转管筒单元部分和法兰部分来实现焊接的。因此，该激光焊接装置不能用于一固定容器或不能被旋转的容器，比如，当一个加长尺寸的管状容器要通过激光焊接连接到一预先安装好的容器上时。JP—A—3—128183(1991)公开了一激光焊接装置，其中，一个插入到一外圆柱形管中的内圆柱管通过激光焊接到所说的外圆柱管中，焊接时，激光束作为热源并沿相应的内圆周移动。JP—A＝59—191584(1984)公开了一种管状本体的焊接装置，该装置通过使用激光束来实现焊接，其中，激光束通过调节是沿管状本体的外圆周方向移动的。JP—A—3—128183(1991)公开的激光焊接装置使用一光纤来传输激光束，它适合于焊接直径较小、厚度较薄的管状本体，因此，如果将其用于长尺寸、大直径的管状容器时，要重新设计支撑构件的刚度，该支持构件用来支撑焊接头，焊接头包括一聚光镜和一反射镜，同时，在焊接工作前后，为了安装焊接工作头就需花费大量的人力工作时数和空间。当使用JP—A—59—191584(1984)公开的激光束管状本体焊接装置时，其中，激光束从容器的外圆周发射到容器，并且在所有高度位置上实施，但必需控制激光束的聚焦位置，因为激光振荡器和工作头之间的距离在焊接工作期间是变化的，这就使得这种装置的机械结构很复杂。再例如，在JP—A—3—9834(1991)中公开的一种激光焊接装置，它使用了一种光纤，这人们已经知道。但是，这种传统的装置不能马上就用来焊接那种需要在短时间内使用大输出激光能量的容器，因为这种装置在设计时没有考虑在光纤中能量的损失，实际上当激光束在通过一个弯曲的光纤时是要产生能量损失的。用于气体绝缘电器装置的接地管状容器，其经激光焊接的连接部分必须承受一定的预压力，因此，该焊接部分必须进行压力测试和气密性测试，但是，没有提供特定的测试装置用于传统的长尺寸的管状容器。本专利技术的目的之一就是提供一用于气体绝缘电器装置的长尺寸管状容器单元，并且，该容器单元生产成本低，制造周期短，还容易在意外事故发生时(比如当接地发生在一接地管状容器中时，而该管状容器又是由一组长尺寸管状容器单元组合而成时)可以很方便地拆卸。本专利技术的另一目的是提供一用于气体绝缘电器装置的长尺寸管状容器单元，该单元使气密性测试的实现更加方便。本专利技术的又一目的是提供一激光焊接装置，该装置在结构上适合于用于气体绝缘电器装置的长尺寸管状容器单元。根据本专利技术第一个目的的用于气体绝缘电器装置的长尺寸管状容器单元包括两个第一管筒，每一管筒在其一端都有一法兰部分，其中，没有法兰的另一端通过至少一个焊接部分与另一管筒通过激光焊接相连，从而形成一长尺寸管状容器单元。更确切地说，根据本专利技术第一个目的的用于气体绝缘电器装置的长尺寸管状容器单元包括两个第一管筒，每一管筒在其一端有一法兰，至少一个第二管筒在其两端没有法兰，其中，所说的第二管筒被插入到两个第一管筒之间，所说的第二管筒的相应端被连接到两个第一管筒的没有法兰的对应端，并且是通过激光焊接从而形成所说的长尺寸管状容器单元。根据本专利技术第二目的的用于气体绝缘电器装置的长尺寸管状容器单元包括两个第一管筒，每一管筒在其一端有一法兰部分，两个第一管筒的另一端通过焊接直接相连，或者通过一个两端没有法兰的至少一个第二管筒通过焊接与两个第一管筒相连，一气密腔相邻于激光焊接部分，一环状密封构件位于相邻的管筒中的至少一个管筒的内部，另外，一个用于气密性测试的通孔，位于相邻的管筒中的其中一个的激光焊接部分，该通孔用来导通所说的气密腔和外部大气。根据本专利技术第三目的的适合于用来焊接用于气体绝缘电器装置的长尺寸管状容器单元的激光焊接装置包括一激光振荡发生器，激光输出光学系统，它位于一离开通过激光焊接而连接起来的相邻的管筒的远程端，从激光振荡发生器产生的激光束与要被焊接的管筒的纵向平行，并且激光束围绕要被焊接的管筒的圆周方向，一个焊接头位于相邻管筒连接部分附近，该焊接头包括一个工作头，它用来对激光束进行聚焦并进行激光焊接，另外还包括相应的装置，该装置用来使工作头沿相应的管筒的圆周方向旋转，并且还有使从激光输出光学系统输出的激光束进入工作头的装置，在结构上这三部分相互独立。在根据本专利技术的激光焊接装置中，由于考虑了工作头和连接部分之间的相应位置并对工作头进行相应的轨迹控制，因此，焊接的质量是比较稳定的。另外，工作头最好带有一激光反射探测元件，该元件用来监测连接部分相应的间隙和位置是否正确，从监控元件来的输出信号被反馈到用来控制相应的焊接速度和激光束的能量输出大小，从而便可在连接部分形成均匀的焊缝。在根据本专利技术的激光焊接装置中，当焊接头接收中心的激光束与来自激光输出光学系统的输出激光束轴线的中心相重合时，激光束焊接是最优的。据此，当焊接头和激光输出光学系统中的光学镜片被实时同步驱动时，以便相对于管筒的纵向在激光束焊接期间使两中心在一垂直截面上重合，根据本专利技术的激光焊接装置也适合于焊接具有矩形截面的管筒，此时，只要适当地选择激光束沿径向的通道长度就可以了。然而，当相对于焊接线的轨迹追踪范围被确定的较宽时，即使连接部分相对于相应的管筒的纵向垂直截面稍有位移，焊接该连接部分也是可能的。根据本专利技术第三目的的适合于焊接用于气体绝缘电器装置的长尺寸管状容器单元的激光焊接装置包括一激光振荡发生器，一工作头，一个或几个柔性光学波导装置，它们本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个长尺寸管状接地容器单元至少包括两个管筒，所说的每一管筒的长度基本上对应于是否受运输限制的长度，这两个管筒通过激光焊接相连接从而形成一整体管状构件，一对带有颈部的法兰，通过激光焊接颈部与整体管状构件的相应端使法兰连接到管状构件上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：河本英雄，山极时生，福田伸二，桥浦雅义，一色治，竹内茂隆，村下雅纪，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]