[发明专利]钼核燃料包壳管组合焊接装置

说明书

本发明公开一种钼核燃料包壳管组合焊接装置，涉及焊接装置领域，包括：密封舱；旋转摩擦焊机，其设置于密封舱内，待焊接工件夹持于旋转摩擦焊机上；激光焊接机器人，其设置于密封舱内；用于储存惰性气体的气瓶；压力调节系统，其包括空气压缩机、真空泵、压力传感器以及第一电磁继电器，压力传感器用于检测密封舱内压力，压力传感器、空气压缩机以及真空泵均与第一电磁继电器电连接。该钼核燃料包壳管组合焊接装置即可进行负压环境激光焊接，又可进行高压环境旋转摩擦焊接。

技术领域

本发明涉及焊接装置领域，特别是涉及一种钼核燃料包壳管组合焊接装置。

背景技术

钼具有中子吸收截面小、高温强度好、导热性好、线膨胀系数小和耐腐蚀性好等优点，因此，钼合金被世界核工业界列为事故容错燃料(Accident TolerantFuel，简称ATF)包壳的主要备选材料。

高性能钼合金虽然自身强韧性优异，但用于制造ATF包壳时需对其进行组装焊接，而高性能钼合金一旦经历熔化/凝固或再结晶，其强韧性优势将消失，加热区出现严重的脆化和气孔缺陷问题。同时，上端塞的封堵还需要在高压(2-3MPa)环境下进行，以实现在包壳管内封装高压惰性气体，这导致焊接工艺更加复杂，其焊接生产质量和焊接生产效率面临很大挑战。

高功率密度的激光热源深熔焊可以在很低的热输入下进行焊接、获得加热区尺寸很小的焊接接头，可以用于常压或负压下焊接钼及钼合金焊，尤其是在负压环境下进行激光焊接是具有很大优势，可以显著提高激光焊熔深，减少激光设备投资成本，减少能耗。但是进行上端塞堵孔时的高压环境会导致金属材料被迅速加热熔化并伴随着金属剧烈蒸发，高压环境下金属蒸汽云团受到压缩体积减小、颗粒密度显著增大，导致熔深大幅度减小、下降幅度高达80％以上，同时熔化区宽度大幅度增加，完全丧失了“焊缝尺寸小、窄而深”的优势。因此上端塞堵孔时需要采用旋转摩擦焊方法，旋转摩擦焊具有焊接质量效果不受环境压力影响，且材料不发生熔化、加热区温度较低，能够抑制高温导致钼合金晶粒粗化、晶界脆化、气孔缺陷严重等问题，获得优质连接接头。所以，依次进行负压环境激光焊接和高压环境旋转摩擦焊接，是保障钼合金ATF包壳焊接生产质量的有效措施。但目前还没有即可进行负压环境激光焊接，又可进行高压环境旋转摩擦焊接的相关焊接装置。

因此，提供一种即可进行负压环境激光焊接，又可进行高压环境旋转摩擦焊接的钼核燃料包壳管组合焊接装置成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种钼核燃料包壳管组合焊接装置，该钼核燃料包壳管组合焊接装置即可进行负压环境激光焊接，又可进行高压环境旋转摩擦焊接。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种钼核燃料包壳管组合焊接装置，包括：密封舱；旋转摩擦焊机，其设置于所述密封舱内，待焊接工件夹持于所述旋转摩擦焊机上；激光焊接机器人，其设置于所述密封舱内；用于储存惰性气体的气瓶；压力调节系统，其包括空气压缩机、真空泵、压力传感器以及第一电磁继电器，所述压力传感器用于检测所述密封舱内压力，所述压力传感器、所述空气压缩机以及所述真空泵均与所述第一电磁继电器电连接。

优选地，钼核燃料包壳管组合焊接装置还包括气体调节系统，所述气体调节系统包括多气体检测仪和第二电磁继电器，所述多气体检测仪用于检测所述密封舱内气体成分，所述多气体检测仪、所述空气压缩机以及所述真空泵均与所述第二电磁继电器电连接。

优选地，钼核燃料包壳管组合焊接装置还包括监控台，所述旋转摩擦焊机、所述激光焊接机器人、所述压力传感器以及所述多气体检测仪均与所述监控台电连接。

优选地，钼核燃料包壳管组合焊接装置还包括摄像机，所述摄像机与所述监控台电连接，所述摄像机设置于所述密封舱内，且所述摄像机设置于所述激光焊接机器人上并与所述激光焊接机器人的激光器同步运动。

优选地，所述密封舱上开设有用于观察所述密封舱内部情况的观察窗口。