[其他]激光束焊接装置

说明书

本发明一般涉及采用能产生外来粒子物质的光束加工工件的装置。更确切地说，本发明与收集和清除在加工操作过程中作为不希望有的付产品而出现的粒子物质的装置有关。

通常，使用一束光，例如激光束，的加工操作是在放有待加工工件的箱内维持有保护性气体气氛中进行的。在加工箱中的保护性气氛通常都维持于整个加工操作过程中，方法是通过把一种非活性或惰性气体，例如氩气，在箱的底部连续地引入箱内，并当新气体进入时可使气体从箱的顶部逃逸出去，从加工箱中逃逸的气体可以进入一个压力通风系统并从此系统中排放出去。通过并从加工箱中射出的惰性气体将携带在箱中产生的粒子物质，虽然粒子物质仅以一个相对低的速率产生，但是搀杂在气流中的大多数粒子物质将沿气体流动轨迹的不同点沉积，并逐渐积累，形成沉淀。且不说粒子物质散布在装置内各个不同位置上不便于清洗，如果所产生的粒子物质是自燃的，例如就象在激光焊接用于核燃料系统中的锆合金（Zircaloy）格栅时所产生的粒子和细屑那样，那么这些粒子积累还意味着相当大的危险。

本发明主要旨在减轻上述问题，因此本发明属于采用可产生外来粒子物质的光束加工工件的装置，该装置包括一个用于安放待加工工件的加工箱，还包括用于把一种非活性气体引入加工箱中以便在每次加工操作中使箱内保持一个适当加工环境的装置，上述加工箱具有一个允许非活性气体从箱中排出的开口，其特征是：上述加工箱与包括具有进气装置的一个导管的粒子收集和清除装置有关，此外还与密封装置有关，这些密封装置可呈无效状态，允许非活性气体通过上述开口从加工箱中自由逃逸，还可呈有效状态，即密封加工箱的上述开口与导管的上述进气装置保持流体流动联系，强迫非活性气体和搀杂在其中的粒子物质从加工箱中流出，完全进入上述的导管。

这种安排把射出的气体送入一条即定轨迹，这个轨迹中有收集和易于清除搀杂在气体中的粒子物质的装置。然而这种安排只是在密封装置呈有效状态时才起作用。密封装置启动前，允许从加工箱的开口离去的气体自由溢出，当不产生粒子物质时，正如所期望的那样，在把工件装入箱中和加工此工件之间的间隙，净化箱中的空气和排除湿气。此外，处于无效状态的密封装置将不影响加工箱在其装料和工作位置之间运动。

导管最好由可拆卸地连结在一起的分离段组成，当它们彼此分开时，使导管的内部通路易于清洗;粒子收集和清除装置包括一个连接在用于接收携带粒子物质的非活性气体的导管上的粒子清除系统，上述粒子清除系统包括用于把粒子物质从非活性气体中分离出来的装置。粒子清除系统通过可分的耦接装置与导管的上述插口装置相连接，而导管是可取下的并且与闭锁装置有关，该闭锁装置可在锁定和解脱位置工作，以分别把导管锁定在工作位置，或为取下导管而将其解脱。用于把粒子清除系统耦接到导管上并可与其脱距耦接的装置和与导管相联系的闭锁装置最好联动以同时操作。

在本文后面将要详细说明的优选的实施例中，密封装置包括一个放在加工箱和上述开口的上面并与其有一个很小间隔的密封板，一个由加工箱所支撑、沿上述开口伸展并位于上述密封板下方的密封部件，和可用来推动上述密封部件进入与上述的密封板的下表面密封咬合的密封启动装置。导管安装在密封板中形成的开口内而且适宜让加工光束射入，导管通常是环状结构并确定了一个贯穿通过导管的开口，此开口基本上与在密封板中的上述开口共轴调准。

现在仅通过举例的方式说明本发明优选的实施例，请参考附图，其中：

图1是一个核燃料系统的透视图;

图2A、2B和2C分别是所示燃料系统的格栅构成部分的透视图、平面图和剖面图;

图3是一个激光加工系统的透视简图，此系统用于引导来自一个单一激光源的激光束交替射在两个诸如在图2A、2B和2C所示种类的格栅那样的工件上;

图4是一个含有图3所示系统并包括体现本发明的粒子收集和清除系统的激光焊接装置的透射图;

图5和图6分别是粒子收集和清除系统的平面图和侧视图;

图7是导管闭锁系统和构成粒子收集和清除系统一部分的气体收集导管的平面图;

图8是沿图7的线8-8截取的导管闭锁系统的侧视、剖面图;

图9是沿图8的线9-9截取的导管闭锁系统和气体收集导管的俯视、剖面图;

图10是沿图8的线10-10截取的气体收集导管的俯视、剖面图;

图11是沿图7的线11-11截取的导管闭锁系统的侧视、部分剖面图;

图12是沿图7的线12-12截取的导管闭锁系统的部分剖面图;

图13是沿图4的线13-13截取的激光焊接装置的焊接箱的侧视、部分剖面图;