[发明专利]一种环形焊缝的真空预热电子束焊接用冷却装置及方法

权利要求书

1.一种环形焊缝的真空预热电子束焊接用冷却装置，其特征在于，所述冷却装置包括水冷盘、管路、自动收缩器和导向结构，其中，所述水冷盘紧密贴合置于真空预热电子束焊接系统的转台上方，待焊工件置于转台和水冷盘上，所述水冷盘由双层不锈钢板加工流道后通过焊接方式密封连接而成，所述流道采用回转形式均匀对称分布在水冷盘内部，并在一端形成入水口和出水口；所述导向结构固定在转台外周且表面设有环绕转台方向的导向凹槽，自动收缩器对应入水管路和出水管路设为两个，并排设置在转台一侧的基座上，管路从水冷盘入水口和出水口引出沿同一方向绕过导向结构上的导向凹槽后缠绕在各自的自动收缩器上，自动收缩器是能够绕自身中心旋转的可伸缩收卷机构，能够将多余管路自动收卷在其转盘上，内部设有弹簧，起到预紧力作用，防止管路在旋转过程中脱离导向结构，同时能够实现管路自动伸缩功能，自动收缩器内部有胶圈能够实现动密封功能，管路自由端从自动收缩器上方中心引出，分别通过真空室法兰引出并连接外部水冷设备，自动收缩器的上方中心引出的管路不随自动收缩器旋转，管路内通冷却水实现水冷盘的冷却，随着转台正向或反向旋转，管路能够沿着导向凹槽缠绕在导向结构上或收卷在自动收缩器上。

2.如权利要求1所述的一种环形焊缝的真空预热电子束焊接用冷却装置，其特征在于，所述自动收缩器上缠绕的管路长度需满足焊接过程中转台旋转一周半所需的管路长度。

3.如权利要求1所述的一种环形焊缝的真空预热电子束焊接用冷却装置，其特征在于，所述水冷盘上流道的具体形状为，以水冷盘直径为分界，在一边的半圆内以扇形蛇形回旋，径向间距相同，回旋到靠近圆心位置时，以对称方式在另一边的半圆内以同样方式进行扇形蛇形回旋，并在在流道起始位置设置入水口和出水口。

4.一种利用如权利要求1所述的冷却装置进行环形焊缝的真空预热电子束焊接的冷却方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将加热系统与待焊工件进行组装，冷却装置的水冷盘置于转台上方，待焊工件置于转台和水冷盘上方，管路分别连接进水口和出水口，经过导向机构的导向凹槽后缠绕在各自的自动收缩器上，管路自由端从自动收缩器上方中心伸出，并通过真空室法兰引出到真空室外部的水冷机上，各部件装配完成后进行压力测试，检验管路是否存在漏点；

（2）然后进行真空预热电子束焊接各个系统的检测，检测合格后关闭真空室炉门，打开真空泵组进行抽真空，待真空度优于1×10^-2Pa后，开启水冷装置，同时开始加热待焊工件；

（3）当加热至所需温度后停止加热，通过旋转转台完成电子束示教、定位焊和正式焊接，由于自动收缩器上管路长度限制，每次转台旋转一周后，需要将转台反转一周回原位，整个过程中冷却系统始终开启，能够将加热的热量和电子束焊接输入的热量，通过水冷盘快速带走，减少热量向电子束焊机真空室及其他部件的辐射传热，减小长时间高温对设备造成的损坏；

（4）整个过程中冷却系统和温度监控系统始终开启，待焊工件温度降至100℃以下后进行真空室放气，打开炉门，拆除各个系统即完成待焊工件的真空预热焊接。