大型核检测容器结构的焊接方法
【专利摘要】本发明提供一种大型核检测容器的焊接方法，首先，将方法兰采用双面焊接坡口，TIG焊打底，MIG焊逐层盖面拼焊成形、校平;之后将四块壁板焊接定位、装配成箱体组件，定位采用TIG焊方法；再将箱体组件与方法兰定位、装配，定位采用TIG焊方法；将加强筋、圆法兰与箱体定位、装配，定位采用TIG焊方法；最后焊妥方法兰、圆法兰、壁板、加强筋等各组件之间的焊缝。本发明的焊接方法具有焊缝质量高，符合真空度要求，质量可靠性好的优点，能够满足大型密封真空核检测容器的使用要求。
【专利说明】大型核检测容器结构的焊接方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种焊接工艺，具体地，涉及一种大型核检测容器结构的焊接方法。
【背景技术】
[0002]核检测容器属于大型密封真空检测设备，该种产品结构较为特殊，产品尺寸大、密封性、真空度要求高，空载真空度要求达到5X10_4Pa，满负荷真空度达到5X10_3Pa，因此对焊缝漏率要求极高。然而，由于结构外形尺寸大，构造复杂，焊缝众多，焊接变形问题突出，焊接顺序及焊接方法不当容易造成变形，使得制造难度非常大。然而，现有的加工工艺无法达到制造要求，目前，我国尚未突破大尺寸真空核检测设备的焊接工艺技术难题，无法完成大尺寸和检测容器的加工制造，严重制约我国和检测设备的发展水平。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种大型核检测容器结构的焊接方法，本发明通过制定合理的焊接工艺和质量控制措施，控制焊接变形、减少焊接裂纹的发生、消除焊接残余应力、满足结构真空度要求，采用较为普通的焊接方法实现高要求的核检测产品的焊接，能够满足制造要求。
[0004]根据本发明的一个方面，提供一种大型核检测容器的焊接方法，包括以下步骤:
[0005]步骤一:将方法兰采用双面焊接坡口，TIG焊打底，MIG焊逐层盖面拼焊成形、校平；
[0006]步骤二:将四块壁板焊接定位、装配成箱体组件，定位采用TIG焊方法；
[0007]步骤三:将箱体组件与方法兰定位、装配，定位采用TIG焊方法；
[0008]步骤四:将加强筋、圆法兰与箱体定位、装配，定位采用TIG焊方法；
[0009]步骤五:焊妥方法兰、圆法兰、壁板、加强筋等各组件之间的焊缝。
[0010]优选地，步骤五中壁板与壁板间的焊缝、方法兰与壁板内侧的焊缝、圆法兰与壁板内侧的焊缝和加强板与壁板间的焊缝采用如下焊接工艺:TIG焊打底，MIG焊盖面，焊缝连续、封闭。
[0011]优选地，步骤五中方法兰与壁板外侧的焊缝、圆法兰与壁板外侧的焊缝和加强筋与壁板间的焊缝，采用如下焊接工艺:MIG焊,焊缝断续焊,焊缝60mm,间距20mm。
[0012]优选地，所述MIG焊保护气体为氩气+氧气混合，比例为98%氩气+2%氧气，MIG焊参数为:电流270 ± IOA ;电压26±2V ;气体流量13±2L/min。
[0013]优选地，步骤一中的所有焊缝及步骤五中壁板与壁板间的焊缝、方法兰与壁板内侧的焊缝、圆法兰与壁板内侧的焊缝和加强板与壁板间的焊缝，控制焊接过程中的层间温度应不大于120°C，采用水冷方式控制层间温度，每焊接一层，用温度不超过20°C的水均匀喷洒在焊缝表面，直至手触温度为常温。
[0014]优选地，步骤五中加强板与壁板焊缝的焊角高度取相应板厚3/4的焊接要求，即角焊缝12mm高。[0015]优选地，步骤五中的所有焊缝采取对称、分散施焊原则。
[0016]优选地，步骤五之前还包括:将待焊接产品固定于焊接平台上，装配定位焊接之后，在相邻加强筋之间设置撑杆，并利用压板将产品与焊接平台固定连接，以控制焊接变形。
[0017]优选地，步骤五焊接完成之后还包括:采用振动时效方法消除焊接应力。
[0018]根据本发明的另一个方面，提供一种拍瓦真空压缩室，包括:若干箱体、左侧盖、右侧盖、若干方法兰、若干圆法兰、和若干加强筋，箱体由4块壁板和2个方法兰焊接而成，圆法兰和加强筋焊接至箱体壁板外侧，各箱体和左侧盖、右侧盖之间通过箱体的方法兰螺接连接。
[0019]本发明的拍瓦真空压缩室属于大型密封真空核检测容器，属超大、超厚、超高真空度要求的焊接结构件，焊接难度大，为我国高功率激光驱动升级系统的重要组成部分。该拍瓦真空压缩室可以产生拍瓦级激光，拍瓦激光可以产生约1021W/cm2的辐照度，拍瓦强激光束可以使原子核产生反应以击碎原子。
[0020]本发明的焊接工艺通过合理的焊接工艺和质量控制措施，采用常规的TIG、MIG焊接方法就实现了高密封性和真空度要求产品的焊接，且焊后的密封性检测表明:焊缝质量高、漏率低，补焊返修次数少，焊接工艺措施和方案为高功率激光驱动器升级系统的成功研制奠定了基础，同时也为同类产品提供参考。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0021]1.本发明涉及的工艺方法具有焊缝质量高，符合真空度要求，质量可靠性好的优点，突破了大尺寸真空核检测设备的焊接工艺技术难题，能够满足大型密封真空核检测容器的使用要求。
[0022]2.本发明涉及的工艺装备(压板、支撑杆等)结构简单、使用方便，经济成本低，且满足控制产品焊接变形的要求。
[0023]3、本发明的拍瓦真空压缩室结构真空度要求达到5X10_4Pa，满负荷真空度达到5X 10_3Pa，密封性高，达到大型密封真空核检测设备的参数要求，能够满足检测使用需求，有效促进核检测技术的发展。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0025]图1为本发明拍瓦真空压缩室的结构示意图；
[0026]图2为本发明拍瓦真空压缩室的箱体结构示意图。
[0027]图中:I为箱体，2为左侧板，3为右侧板，4为方法兰，5为壁板，6为圆法兰，7为加强筋。
【具体实施方式】
[0028]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0029]一种大型核检测容器的焊接方法，包括以下步骤:
[0030]步骤一:将方法兰采用双面焊接坡口，TIG焊打底，MIG焊逐层盖面拼焊成形、校平。
[0031]步骤二:将四块壁板焊接定位、装配成箱体组件，定位采用TIG焊方法。
[0032]步骤三:将箱体组件与方法兰定位、装配，定位采用TIG焊方法。
[0033]步骤四:将加强筋、圆法兰与箱体定位、装配，定位采用TIG焊方法。
[0034]步骤五:焊妥方法兰、圆法兰、壁板、加强筋等各组件之间的焊缝。
[0035]具体地，步骤五中，壁板与壁板间的焊缝、方法兰与壁板内侧的焊缝、圆法兰与壁板内侧的焊缝和加强板与壁板间的焊缝采用如下焊接工艺=TIG焊打底，MIG焊盖面，焊缝连续、封闭。方法兰与壁板外侧的焊缝、圆法兰与壁板外侧的焊缝和加强筋与壁板间的焊缝，采用如下焊接工艺:MIG焊,焊缝断续焊,焊缝60mm,间距20mm。其中，MIG焊保护气体为氩气+氧气混合，比例为98%氩气+2%氧气，MIG焊参数为:电流270 土 IOA ;电压26 ± 2V ;气体流量13±2L/min。
[0036]为满足产品高真空度要求，步骤I中的所有焊缝及步骤五中，壁板与壁板间的焊缝、方法兰与壁板内侧的焊缝、圆法兰与壁板内侧的焊缝和加强板与壁板间的焊缝，控制焊接过程中的层间温度应不大于120°C，采用水冷方式控制层间温度，每焊接一层，用温度不超过20°C的水均匀喷洒在焊缝表面，直至手触温度为常温，有效避免裂纹的发生。
[0037]为控制焊接变形，同时满足产品结构强度，步骤5中加强板与壁板焊缝的焊角高度取相应板厚3/4的焊接要求，即角焊缝12mm高。同时，为控制焊接变形，步骤5中的所有焊缝采取对称、分散施焊原则。
[0038]另外，步骤五之前还包括:将待焊接产品固定于焊接平台上，装配定位焊接之后，在相邻加强筋之间设置撑杆，并利用压板将产品与焊接平台固定连接，以控制焊接变形。步骤五焊接完成之后还包括:采用振动时效方法消除焊接应力。
[0039]基于上述的大型核检测容器的焊接方法，本发明还提供一种拍瓦真空压缩室，情参阅图1至图2，该拍瓦真空压缩室包括:6个箱体1、左侧盖2、右侧盖3、若干方法兰4、若干圆法兰6和若干加强筋7，箱体I由4块壁板5和2个方法兰4焊接而成，圆法兰6和加强筋7焊接至箱体I的壁板5外侧，各箱体I和左侧盖2、右侧盖3之间通过箱体I的方法兰4螺接连接。
[0040]具体地，拍瓦真空压缩室的外形尺寸为3312mmX 4512mmX 13580mm，最大的箱体长度为2498mm，重约IOt ;各箱体以焊接为主，壁板及方法兰选用304不锈钢材料；外侧设置的加强筋、加强板用以提高整体强度和刚度，加强筋、加强板材料为Q345 ;该设备密封性要求高，空载真空度要求达到5X 10_4Pa，满负荷真空度达到5X 10_3Pa，属于超大、超厚、超高真空度要求的焊接结构件，焊接难度大。
[0041]本发明通过合理的焊接工艺和质量控制措施，采用常规的TIG、MIG焊接方法就实现了高要求产品的焊接，且焊后的密封性检测表明:焊缝质量高、漏率低，补焊返修次数少，焊接工艺措施和方案为高功率激光驱动器升级系统的成功研制奠定了基础，同时也为可为同类产品提供参考。
[0042]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:[0043]1.本发明涉及的工艺方法具有焊缝质量高，符合真空度要求，质量可靠性好的优点，能够满足大型密封真空核检测容器的使用要求。
[0044]2.本发明涉及的工艺装备(压板、支撑杆等)结构简单、使用方便，经济成本低，且满足控制产品焊接变形的要求。
[0045]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
【权利要求】
1.一种大型核检测容器结构的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一:将方法兰采用双面焊接坡口，TIG焊打底，MIG焊逐层盖面拼焊成形、校平； 步骤二:将四块壁板焊接定位、装配成箱体组件，定位采用TIG焊方法； 步骤三:将箱体组件与方法兰定位、装配，定位采用TIG焊方法； 步骤四:将加强筋、圆法兰与箱体定位、装配，定位采用TIG焊方法； 步骤五:焊妥方法兰、圆法兰、壁板、加强筋等各组件之间的焊缝。
2.根据权利要求1所述的大型核检测容器结构的焊接方法，其特征在于，步骤五中壁板与壁板间的焊缝、方法兰与壁板内侧的焊缝、圆法兰与壁板内侧的焊缝和加强板与壁板间的焊缝采用如下焊接工艺:TIG焊打底，MIG焊盖面，焊缝连续、封闭。
3.根据权利要求1所述的大型核检测容器结构的焊接方法，其特征在于，步骤五中方法兰与壁板外侧的焊缝、圆法兰与壁板外侧的焊缝和加强筋与壁板间的焊缝，采用如下焊接工艺:MIG焊,焊缝断续焊,焊缝60mm,间距20mm。
4.根据根据权利要求1或2或3所述的大型核检测容器结构的焊接方法，其特征在于，所述MIG焊保护气体为氩气+氧气混合，比例为98%氩气+2%氧气，MIG焊参数为:电流270 ± IOA ;电压 26±2V ;气体流量 13±2L/min。
5.根据权利要求1所述的大型核检测容器结构的焊接方法，其特征在于，步骤一中的所有焊缝及步骤五中壁板与壁板间的焊缝、方法兰与壁板内侧的焊缝、圆法兰与壁板内侧的焊缝和加强板与壁板间的焊缝，控制焊接过程中的层间温度应不大于120°C，采用水冷方式控制层间温度，每焊接一层，用温度不超过20 V的水均匀喷洒在焊缝表面，直至手触温度为常温。
6.根据权利要求1所述的大型核检测容器结构的焊接方法，其特征在于，步骤五5中加强板与壁板焊缝的焊角高度取相应板厚3/4的焊接要求，即角焊缝12mm高。
7.根据权利要求1所述的大型核检测容器结构的焊接方法，其特征在于，步骤五中的所有焊缝采取对称、分散施焊原则。
8.根据权利要求1所述的大型核检测容器结构的焊接方法，其特征在于，步骤五之前还包括:将待焊接产品固定于焊接平台上，装配定位焊接之后，在相邻加强筋之间设置撑杆，并利用压板将产品与焊接平台固定连接，以控制焊接变形。
9.根据权利要求1所述的大型核检测容器结构的焊接方法，其特征在于步骤五焊接完成之后还包括:采用振动时效方法消除焊接应力。
10.一种拍瓦真空压缩室，其特征在于，包括:若干箱体、左侧盖、右侧盖、若干方法兰、若干圆法兰、和若干加强筋，所述箱体由4块壁板和2个方法兰焊接而成，所述圆法兰和加强筋焊接至所述箱体壁板外侧，所述各箱体和左侧盖、右侧盖之间通过所述箱体的方法兰螺接连接。
【文档编号】B23K9/173GK103878468SQ201210560355
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2012年12月21日
【发明者】高嘉爽, 杨国舜, 汪虎, 张春杰, 李寿康 申请人:上海航天设备制造总厂