[发明专利]真空室支撑焊接块组件制造工艺

说明书

本发明属于制造工艺，具体涉及一种真空室支撑焊接块组件制造工艺方法。它包括：1)通过三维技术对支撑块焊端坡口加工过程进行模拟，制定加工步骤和方案，并加工出三维曲线坡口；2)制作组焊胎具，胎具形状与要焊接的零件的形状相匹配。3)机加步骤。本申请的显著效果是：控制了支撑块与中平面窗口焊接后内、外焊肉沿钝边不对称的问题；保证了焊接变形的可控；保证了机加工过程的稳定性和加工精度；极大的降低了产品因加工程序有误而出错的概率。

技术领域

本发明属于制造工艺，具体涉及一种真空室支撑焊接块组件制造工艺方法。

背景技术

为了开发未来新能源，各发达国家都在积极开展以托卡马克为主要途径的磁约束核聚变研究。主机真空室是磁约束热核聚变研究装置中最主要的部件之一，某研究院结合国内外磁约束热核聚变装置，设计了新型真空室尺寸和支撑结构。

主机真空室由20个扇形段组成，采用5个在其中平面位置均布的支撑焊接块组件(材料：ASTM B564 N06625)来承受其重力及运行时产生的电磁力，降低支撑块处壳体的水平受力。支撑焊接块组件由中部的支撑块与2个相邻扇形段上的中平面窗口组焊一体，见图1。

支撑焊接块组件中部开有耳轴孔并通过支撑耳轴与HL-2M项目的外部支撑连接，保证核聚变放电过程真空室受力变形在可控范围内，因此主机真空室本体上的支撑焊接块组件的加工制造是真空室研制成功的关键，在国、内外加工尚属首次。支撑焊接块组件在真空室上的位置见图2。

发明内容

本申请的目的是针对现有技术中没有制造聚变堆真空室支撑焊接块组件的情况，提供一种真空室支撑焊接块组件制造工艺方法。

本申请的技术方案是：一种真空室支撑焊接块组件制造工艺方法，包括下属步骤：

1)通过三维技术对支撑块焊端坡口加工过程进行模拟，制定加工步骤和方案，并加工出三维曲线坡口；

2)制作组焊胎具，胎具形状与要焊接的零件的形状相匹配。通过工装来防止焊接变形，减小焊缝收缩，来保证焊后组件毛坯尺寸满足机加工留量的需求；

3)机加步骤如下：

a、制作18°斜面和双曲面装夹工装，工装与零件所接触的面按照零件内、外面理论尺寸加工。工装与产品接触面均采用不锈钢与底部支撑板焊接，工装不锈钢面板按组件内、外侧成品曲面及斜面进行加工；

首先在镗床上划出工件厚度及总长基准线，在龙门铣以毛坯外形为基准确定工件的加工中心基准，镗一个中心基准孔，作为整个组件加工、测量的基准，

b、用数控机床对整体组件上下平行端划出成品位置线，并对周圈及方窗口内框尺寸留量进行核查,掌握焊接后各区域机加工留量情况；

c、支撑块锻件内侧需要加工成凹面，中间位置留量最多，为了防止机加焊缝周边时两侧焊缝去除金属量不同而变形，经过前期测量加工后的变形数据最终确定为支撑块凸、凹面按照1:3比例进行多次翻转加工，且凸面每次加工量不超过0.5mm；

d、以中平面窗口内形为基准加工台阶密封面及螺纹底孔，先将台阶密封面粗加工留量，留量范围为0.2～0.3mm；镗各螺纹底孔；然后再进行密封台阶面精加工，精加工需分多次进行以保证台阶密封面粗糙度和根部棱角为尖角。

机加工过程中均采用Cimatron三维机械加工编程软件对所有加工走刀轨迹进行编程模拟，后利用Mastercam三维机械加工编程软件进行程序校验；

4)中平面窗口台阶密封面平面度0.05mm，粗糙度Ra0.8，机加工后采用1500目以上等级的水砂纸对台阶密封面进行手工轻微修研以达到台阶密封面Ra0.8的要求，修研过程不断对粗糙度进行检查并用数控机床对整个密封面平面度进行测量，以符合设计要求。

5)测量：