核电安全阀门用烟火作动筒及其激光焊接方法技术

本发明专利技术提供了一种核电安全阀门用烟火作动筒及其激光焊接方法，壳体输入端具有至少一个安装点火器的接口，接口底部为带中心通孔的沉孔激光焊接平面，输入盖片焊接在沉孔激光焊接平面输入端一侧，点火器安装在输入盖片外侧；壳体内部为一端开口的圆柱型空腔，空腔内装入耐高温推进剂，空腔输出端加工有深1mm激光焊接平面，激光焊接平面上焊接输出盖片。本发明专利技术适用于核电机组使用，能够耐受长时间高温、高湿和辐照环境，可作为核电安全装置的动力源。本发明专利技术具有工艺简单、操作安全，密封性和环境适应性好等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种，壳体输入端具有至少一个安装点火器的接口，接口底部为带中心通孔的沉孔激光焊接平面，输入盖片焊接在沉孔激光焊接平面输入端一侧，点火器安装在输入盖片外侧；壳体内部为一端开口的圆柱型空腔，空腔内装入耐高温推进剂，空腔输出端加工有深1mm激光焊接平面，激光焊接平面上焊接输出盖片。本专利技术适用于核电机组使用，能够耐受长时间高温、高湿和辐照环境，可作为核电安全装置的动力源。本专利技术具有工艺简单、操作安全，密封性和环境适应性好等优点。【专利说明】
本专利技术属于火工品
，涉及一种火工做功元件，尤其涉及一种核电安全阀门用烟火作动筒及其激光焊接工艺。
技术介绍
我国是世界上少数拥有比较完整核工业体系的国家之一，多年来，我国核电工业从无到有，得到了很大的发展。压水堆核电机组为第三代核电技术，其通过独特的非能动安全系统设计，使核电机组设计更加简单，核电站的安全性和可靠性更高，是目前我国大力发展的主流核电机组。爆破阀是压水堆核电机组的关键设备，烟火作动筒是爆破阀的动力源，烟火作动筒的可靠作用对核电机组的安全运行起着至关重要的作用。核电机组工作环境特殊——高温、高湿、辐照、地震载荷等严酷的工作环境条件对核电机组用产品的安全性、可靠性要求更高，属于安全A级、抗震I级的核级产品。现有火工品普遍采用的结构封装工艺为玻璃封接、输出端收口、密封胶填充。现有结构封装工艺存在的问题是:玻璃封接工艺较难实现匹配封接，且工艺复杂、存在污染。输出端与涂密封胶工艺存在长期贮存老化、低温脆化、承受冲击振动等力学环境性能较差等问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种核电安全阀门用烟火作动筒，结构简单、操作方便:尺寸系列化；具有良好的环境适应性，特别是当药剂选用耐高温推进剂时，该烟火作动筒能够耐受长时间高温、高湿和力学环境，适用于核电机组作为动力源使用。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种核电安全阀门用烟火作动筒，烟火作动筒由点火器起爆，烟火作动筒包括输入盖片、耐高温推进剂、壳体和输出盖片，壳体输入端具有至少一个安装点火器的接口，接口底部为带中心通孔的沉孔激光焊接平面，输入盖片焊接在沉孔激光焊接平面输入端一侧，点火器安装在输入盖片外侧；壳体内部为一端开口的圆柱型空腔，空腔内装入耐高温推进剂，空腔输出端加工有深Imm激光焊接平面，激光焊接平面上焊接输出盖片，输出盖片为光滑的圆形金属薄片，厚度为0.25mm?0.5_。所述壳体的材料为奥氏体不锈钢。所述的耐高温推进剂选用无硫黑火药。本专利技术还提供一种所述核电安全阀门用烟火作动筒的激光焊接方法，包括以下步骤:(I)确定激光焊接工艺参数；激光焊接机设置参数包含电流强度、激光脉冲频率、激光脉宽、激光焊机主轴转速。为了保证激光焊接密封性，首先确定合适的焊缝重叠率(4?6焊点/mm)，通过调整激光脉冲频率(25?30Hz)和激光焊机主轴转速(270?300mm/min)保证焊缝重叠率。通过调整电流强度(125±5A)、激光脉冲频率(25?30Hz)及激光脉宽(2.6?3.0ms)确定合适的激光焊接能量，保证焊缝强度。(2)装入耐高温推进剂:使用耐高温推进剂工装将耐高温推进剂倒入烟火作动筒；(3)激光焊接:用点焊工装压住输入盖片和输出盖片，激光点焊盖片；取下点焊工装，激光连续焊接，形成均匀焊缝。(4)激光焊接氦质谱检漏方法:通过对烟火作动筒激光焊缝喷氦气，在盖片焊缝另一侧采用检测装置测试，如氦气泄漏率不超过IX 10_5cm3/s，则焊缝密封性满足要求；(5)激光焊接的耐压强度检测方法:在烟火作动筒输入端通入高压气体，当气体压力超过盖片焊缝强度，烟火作动筒盖片破片，记录此时破片压力，如符合设计压力，则焊缝强度满足要求。本专利技术的有益效果是:(一)本专利技术的激光焊接工艺，可以提高烟火作动筒的密封性能，满足氦质谱泄漏率不超过lX10_5cm3/s要求，适用于核电高温、高湿环境。(二)本专利技术的激光焊接工艺，可以提高烟火作动筒的结构强度。(三)本专利技术的激光焊接尺寸实现系列化，可以满足不同尺寸要求。(四)本专利技术的药剂选用耐高温推进剂(无硫黑火药)，能够耐受长时间高温、高湿和辐照环境，适用于核电机组作为动力源使用。(五)本专利技术提供了一种新型的火工品密封工艺，可以推广到其他领域火工品密封。本专利技术的烟火作动筒激光焊接工艺采用了独特的设计，使用的材料达到了国际先进水平，其电性能、环境性能、力学性能可以满足严酷的核电工作环境要求，是将电火工品成功应用于核电领域的关键技术，对于满足国内核电机组建设需要，实现国家能源政策的调整具有重要意义。【专利附图】【附图说明】图1是核电安全阀门用烟火作动筒结构示意图；图2是输入盖片激光焊接工装示意图；图3是装药工装示意图；图4是输出盖片激光焊接工装示意图，其中，(a)是工装装配示意图，(b)是工装立体示意图；图5是输出盖片焊缝耐压强度工装示意图，其中，(a)是未加装螺钉示意图，(b )是加装螺钉示意图；图中，1-输入盖片，2-耐高温推进剂，3-壳体，4-输出盖片，5-压杆，6-螺套，7-压簧，8-装药工装，9-输出盖片点焊工装，10-转接头。【具体实施方式】下面结合附图和实例对本专利技术进一步说明。—种核电安全阀门用烟火作动筒，包括输入盖片1、耐高温推进剂2、壳体3和输出盖片4，壳体3 —侧具有安装点火器的接口(可一个以上)，接口底部为带中心孔的沉孔激光焊接平面，输入盖片I焊接在该平面上。壳体3内部为空心圆柱，内装耐高温推进剂2，壳体3输出端激光焊接平面上焊接输出盖片4。一种所述核电安全阀门用烟火作动筒的激光焊接方法，包括以下步骤:(I)确定激光焊接工艺参数；激光焊接机设置参数包含电流强度、激光脉冲频率、激光脉宽、激光焊机主轴转速。为了保证激光焊接密封性，首先确定合适的焊缝重叠率，通过调整激光脉冲频率和激光焊机主轴转速保证焊缝重叠率。通过调整电流强度、激光脉冲频率及激光脉宽确定合适的激光焊接能量，保证焊缝强度。(2)输入盖片激光焊接:用输入盖片点焊工装压杆5、螺套6和压簧7压住输入盖片，激光点焊输入盖片；取下点焊工装，激光连续焊接，形成均匀焊缝。(3)装药:使用装药工装8将耐高温推进剂2倒入烟火作动筒；(4)输出盖片激光焊接:使用输出盖片点焊工装9压住输出盖片4，激光点焊输出盖片，取下点焊工装，激光连续焊接，形成均匀焊缝。(5)激光焊接氦质谱检漏方法:通过对烟火作动筒激光焊缝喷氦气，在盖片焊缝另一侧采用检测装置测试，如氦气泄漏率不超过IX 10_5cm3/s，则焊缝密封性满足要求；(6)激光焊接的耐压强度检测方法:通过烟火作动筒输入端转接头10通入高压气体，当气体压力超过盖片焊缝强度，烟火作动筒盖片破片，记录此时破片压力，如符合设计压力，则焊缝强度满足要求。本专利技术的核电安全阀门用烟火作动筒激光焊接工艺所采用的技术方案包括输入盖片、耐高温推进剂、壳体、输出盖片形成的激光焊接封接整体结构；包括确定激光焊接工艺参数；装药工装；压紧输入盖片和输出盖片的点焊激光焊接工装；激光焊接氦质谱检漏方法；激光焊接的耐压强度检测方法。根据本专利技术，所述激光焊接机为Nd:YAG激光焊接机。根据本专利技术，所述药剂材料为耐高温推进剂(爆发点不小于360°C )。根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电安全阀门用烟火作动筒，包括输入盖片、耐高温推进剂、壳体和输出盖片，其特征在于：壳体输入端具有至少一个安装点火器的接口，接口底部为带中心通孔的沉孔激光焊接平面，输入盖片焊接在沉孔激光焊接平面输入端一侧，点火器安装在输入盖片外侧；壳体内部为一端开口的圆柱型空腔，空腔内装入耐高温推进剂，空腔输出端加工有深1mm激光焊接平面，激光焊接平面上焊接输出盖片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张迎春，张伟，杨安民，杨树彬，王文涛，赵力甦，高馥萍，
申请(专利权)人：中国兵器工业第二一三研究所，
类型：发明
国别省市：