[发明专利]一种核燃料棒束的端板焊接设备

说明书

本发明公开了一种核燃料棒束的端板焊接设备，主要包括元件焊接装置、环规定位装置、分度盘组件、元件定位夹具和焊机整体框架，可以半自动完成37根元件与2块端板的焊接任务。本发明采用电阻点焊原理设计了元件焊接装置，通过气缸驱动实现地极与焊接元件接触，中心电极与端板接触，通电后将两被焊工件焊接在一起。环规定位装置可实现元件定位夹具上端的固定，并可以随夹具一起移动。转动平台装置实现元件定位夹具的定位并能够自动转动，从而实现每一环每一根元件的焊接。目前，本发明已应用于棒束组装生产线，生产棒束2万余只，合格率可达99.9％，设备各项功能稳定可靠，满足生产使用要求。

技术领域

本发明涉及一种核燃料棒束的半自动端板焊接设备，主要应用于重水堆核燃料棒束制造技术领域，能够实现37根核燃料元件与2块端板在端板焊机下焊接成成品棒束。

背景技术

端板焊机是CANDU-6型燃料元件生产线上的关键设备，中核北方核燃料元件有限公司仅有1台且是2001年从加拿大Cameco公司进口的，该设备已连续满负荷运转多年。为满足今后的生产需要，避免单台设备造成的生产风险，急需增加1台端板焊机。由于进口设备费用高、到货时间长且供货状态不稳定，同时技术人员已经掌握了设备的各项工艺，因此公司决定自主研制国产端板焊机。希望通过焊接设备的国产化，使端板焊机的备件实现国产化供应，摆脱长期依赖进口的局面。

发明内容

为了实现37根元件与2块端板焊接成成品棒束，同时保证焊接后棒束的扭矩强度及外形尺寸符合生产要求，本发明采用了下列技术方案：

一种核燃料棒束的端板焊接设备，根据功能的不同，端板焊设备分为元件焊接装置、环规定位装置、转动平台装置、元件定位夹具和焊机整体框架5大部分；元件焊接装置、环规定位装置、转动平台装置通过螺钉固定于焊机机身的上、中、下部，元件定位夹具通过定位块固定在转动平台装置上；

(1)元件焊接装置利用压力电阻焊实现端板的焊接及焊接质量的监控与保护；

(2)环规定位装置实现元件定位夹具的上端部固定，间接保证焊接过程中各元件与电极的同轴度；

(3)转动平台装置实现元件定位夹具下端部的定位、元件定位夹具顺序的旋转、纵向及横向的移动与定位、手动圆周方向分度与定位；

(4)元件定位夹具实现37根不同组别的元件和两块端板的精确定位；

(5)焊机整体框架由立柱支撑板焊接组合、焊机机身、元件定位夹具翻转装置、焊接变压器、人机交互显示屏组成。

进一步的，如上所述的一种核燃料棒束的端板焊接设备，元件焊接装置包括升降气缸、连接螺栓、弹簧、焊接装置支架、地极分度组件、分度定位盘、地极气缸、中心电极、地极、限位开关、焊接监控传感器；

升降气缸安装在焊接装置支架上，通过连接螺栓部件与中心电极相连接，提供中心电极对端板施加作用力、焊头部分的升降；

弹簧安装在连接螺栓杆上，避免升降气缸运动时的刚性冲击、起缓冲作用；

地极气缸安装在支架的下侧，提供地极对元件施加作用力；

地极分度组件与分度定位盘安装在地极气缸的上侧，实现地极支腿位置的调整；

中心电极与地极均位于地极气缸的下侧，二者同轴安装，使得端板焊接时中心电极压到端板、地极压到元件上；

限位开关安装在地极气缸上，避免地极支腿压到端板时造成的短路；

焊接监控传感器安装在焊接装置支架的一侧，实时监测每根元件焊接的鐓粗值。

进一步的，如上所述的一种核燃料棒束的端板焊接设备，环规定位装置包括：环规、插销一、定位块一和定位环装置支架；