[发明专利]对接管件激光焊接装置及焊接方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接技术领域，特别是一种对接管件激光焊接装置及焊接方法。

背景技术

在第三代核电技术中，堆内构件支承柱组件是焊接制造中一个急需攻克的难关。该类产品处在高温、高压以及腐蚀的工况下，为控制棒导向筒的通道提供支撑，其结构的可靠性以及尺寸的准确性是核反应堆安全重要的因素。

支承柱组件是管壁大于12mm的中厚管，现有的焊接方法是将加工有坡口的支承柱的对接管件固定后，支承柱一边旋转，一边采用手工或自动非熔化极气体保护焊（TIG）焊的方式进行焊接。

传统弧焊的焊接方式由于需要多道焊接故的效率较低且焊接收缩变形较大，轴向变形不均匀造成焊后同轴度差。而若采用管件固定的光纤激光焊接方式，由于机器人进行圆周运动的难度较大且激光光束需要不断的变化角度，故并不适用于中厚管的焊接。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种对接管件激光焊接装置及焊接方法，通过对激光光束固定、管件旋转的焊接工艺，提高中厚管的焊接效率并减小焊接变形。

本发明采取的技术方案是：

一种对接管件激光焊接装置，包括激光焊接机，其特征是，还包括旋转机构，对接管件分别安装在所述旋转机构上，所述对接管件的对接面配合，所述激光焊接机固定设置在所述对接管件的对接面一侧，所述旋转机构带动所述对接管件同轴同转速转动，所述激光焊接机对所述对接管件的对接面进行激光焊。

进一步，所述旋转机构包括旋转卡盘、滚轮架和尾架，所述对接管件中的第一管件装夹在所述旋转卡盘上，第二管件安装在滚轮架上，所述尾架顶住所述第二管件的后端。

进一步，所述激光焊接机对所述对接面焊接的激光射线与对接面平面呈一角度。

进一步，所述对接管件为管臂厚度大于12mm。

进一步，所述旋转卡盘安装在变位机上。

进一步，所述激光焊接机为激光焊接机器人。

一种利用上述的对接管件激光焊接装置进行的激光焊接方法，其特征是，包括如下步骤：

（1）将对接管的对接面处理后分别安装在所述旋转机构上；

（2）对齐两个管件，并校正其同心度；

（3）在待焊接环缝上进行激光点焊定位；

（4）设置激光焊接参数和管件旋转参数；

（5）启动旋转机构和激光焊接机，对焊缝进行焊接。

进一步，所述激光焊接为非弧焊。

进一步，所述第（3）包括如下步骤：

（31）在所述待焊接环缝上焊接一个定位点；

（32）旋转对接管件，再焊接第二个定位点，直至所述待焊接环缝上一周都分布有定位点；

所述定位点在所述待焊接环缝隙上均布。

进一步，所述第（5）步中，焊接时，所述旋转机构的转动角度大于360°，焊接时对待焊接环缝一次性焊透。

本发明的有益效果是：

（1）提升中厚管焊接的效率和质量；

（2）提高了焊接自动化程度；

（3）同时适用于各种壁厚的其它管件的对接焊。

附图说明

附图1是对接管件激光焊接装置的结构示意图；

附图2是附图1的A向视图。

附图中的标记为：

1.激光焊接机；2.旋转卡盘；

3.滚轮架；4.尾架；

5.变位机；6.第一管件；

7.第二管件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明对接管件激光焊接装置及焊接方法的具体实施方式作详细说明。

参见附图1、2，对接管件激光焊接装置对壁厚大于12mm的中厚实现自动焊接一次焊透。其包括激光焊接机1和旋转机构，激光焊接机选用激光焊接机器人，旋转机构包括旋转卡盘2、滚轮架3和尾架4，旋转卡盘2安装在变位机5上，对接管件中的第一管件6装夹在旋转卡盘2上，第二管件7安装在滚轮架3上，尾架4顶住第二管件的后端。对接管件的对接面配合，激光焊接机1固定设置在对接管件的对接面一侧，旋转机构带动对接管件同轴同转速转动，激光焊接机1对对接管件的对接面进行激光焊。焊接时，激光焊接机对对接面焊接的激光射线与对接面平面可以呈一角度。

应用对接管件激光焊接装置，对中厚管进行的激光焊接方法如下：

（1）将对接管的对接面处理后分别安装在旋转机构上。对接面经过打磨加工。

（2）对齐两个管件，并校正其同心度。对齐后对接面配合良好，校正同心度时，可先对第一管件进行校正后，安装第二管件，再进行校正。