一种聚变堆真空室窗口变截面结构的电子束焊接工艺方法技术

本发明专利技术涉及焊接技术领域，公开了一种聚变堆真空室窗口变截面结构的电子束焊接工艺方法，包括：步骤S1，在变截面板的对接焊缝的背面垫设垫板，其中，变截面板包括直面板段和曲面板段，垫板包括直垫板段和曲垫板段，曲垫板段的一侧贴合在曲面板段的背面，曲垫板段的厚度自曲面板段与直面板段连接的一侧向曲面板段的另一侧逐渐增加；步骤S2，采用电子束焊接方式对直面板段对应的对接焊缝和曲面板段对应的对接焊缝依次进行焊接。本发明专利技术可以实现对变截面板的一次电子束焊接成型，大大提高焊接作业效率，可以实现批量化生产，有利于核聚变真空室装置的生产进度，同时，可以降低焊接变形，保证了真空室侧壁与窗口领圈集成连接时的形位精度。位精度。位精度。

【技术实现步骤摘要】
一种聚变堆真空室窗口变截面结构的电子束焊接工艺方法


[0001]本专利技术涉及焊接
，特别是涉及一种聚变堆真空室窗口变截面结构的电子束焊接工艺方法。

技术介绍

[0002]核聚变真空室窗口领圈是核聚变真空室的重要组成部分，用于实现真空室与外界诊断装置、传感装置等装置的连接，由大厚度的不锈钢板拼焊而成，如图1所示，为了能和真空室侧壁实现连接，窗口领圈需要在一端弯曲一定值，由于不锈钢板的厚度较大，窗口领圈整体拼焊好后再进行弯曲很难实现，需要先对窄板料10弯曲加工好后，再将窄板料10拼焊形成窗口领圈。
[0003]在焊接弯曲成型好的窄板料10时，如图2所示，焊接截面为变截面，包括弯曲段30和非弯曲段40。目前，一般对非弯曲段40采用电子束焊接的方法进行焊接，由于窗口领圈的非弯曲段40较长，无法在空间有限的电子束焊机内实现对弯曲段30的旋转焊接，因此，一般对非弯曲段40采用电子束焊接完成后，再采用开坡口氩弧焊的方法对弯曲段30进行焊接。
[0004]而采用开坡口氩弧焊的方法对弯曲段30进行焊接时，由于不锈钢板的厚度较大，需采用多层多道焊工艺，则会出现对接焊缝20的焊接变形大，焊接作业耗时长的问题。一套窗口领圈有5道这种焊缝，每道焊缝从开坡口到装夹焊接完成需要耗时7天左右的时间，而核聚变真空室需要集成多套窗口领圈，很难实现批量生产；并且，大的焊接变形无法实现真空室与窗口领圈的正常精准连接，需要耗费大量时间进行机械校型，严重阻碍了核聚变真空室装置的生产进度。

技术实现思路

[0005]鉴于以上问题，本专利技术的目的是提供一种聚变堆真空室窗口变截面结构的电子束焊接工艺方法，以解决现有技术中，采用开坡口氩弧焊的方法对弯曲段进行焊接，易出现焊接变形大、焊接作业耗时长，导致难以实现批量生产，且影响真空室与窗口领圈的正常精准连接的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]本专利技术所述聚变堆真空室窗口变截面结构的电子束焊接工艺方法，包括以下步骤：
[0008]步骤S1，在变截面板的对接焊缝的背面垫设垫板，其中，变截面板包括直面板段和曲面板段，垫板包括直垫板段和曲垫板段，曲垫板段的一侧贴合在曲面板段的背面，曲垫板段的厚度自曲面板段与直面板段连接的一侧向曲面板段的另一侧逐渐增加；
[0009]步骤S2，采用电子束焊接方式对直面板段对应的对接焊缝和曲面板段对应的对接焊缝依次进行焊接。
[0010]优选地，步骤S2包括：
[0011]步骤S21，将曲面板段对应的对接焊缝沿水平向等分为多份；
[0012]步骤S22，采用电子束焊接方式，以第一焊接工艺参数对直面板段对应的对接焊缝进行焊接；
[0013]步骤S23，采用电子束焊接方式，以第二焊接工艺参数对各等份的曲面板段对应的对接焊缝依次进行焊接；
[0014]其中，第一焊接工艺参数和第二焊接工艺参数的参数项均包括焊接束流、聚焦电流和焊接速度，第一焊接工艺参数与第二焊接工艺参数的取值不同。
[0015]优选地，所述步骤S22中，第一焊接工艺参数中的焊接束流记为I
b
，所述步骤S23中，第二焊接工艺参数中的焊接束流记为I
an
，
[0016]其中，
[0017]其中，n表示曲面板段的等分数；R表示曲面板段的内圆弧半径；a表示曲面板段，b表示直面板段。
[0018]优选地，所述步骤S22中，第一焊接工艺参数中的聚焦电流记为L
b
，所述步骤S23中，第二焊接工艺参数中的聚焦电流记为L
an
，
[0019]其中，其中，
[0020]其中，n表示曲面板段的等分数；N表示曲面板段的等分总量；R表示曲面板段的内圆弧半径；a表示曲面板段，b表示直面板段。
[0021]优选地，所述步骤S22中，第一焊接工艺参数中的焊接速度记为V
b
，所述步骤S23中，第二焊接工艺参数中的焊接速度记为V
a
，
[0022]其中，
[0023]其中，a表示曲面板段，b表示直面板段。
[0024]优选地，所述步骤S22和所述步骤S23中的电子束焊接的加速电压值相等。
[0025]优选地，所述步骤S22中，电子束焊接时的焊接束流震荡波形为圆波，振幅为1～3mm，震荡频率为10～1000Hz。
[0026]优选地，所述步骤S23中，电子束焊接时的焊接束流震荡波形为方波，焊接方向上的振幅为1～3mm，垂直于焊接方向上的振幅为0mm，震荡频率为10～1000Hz。
[0027]优选地，在曲面板段的正面垫设两个过渡板，两个过渡板分别位于对接焊缝的两侧，所述过渡板的一侧与所述曲面板段的正面贴合，所述过渡板的另一侧分别连接在所述曲面板段的两端。
[0028]本专利技术实施例一种聚变堆真空室窗口变截面结构的电子束焊接工艺方法与现有技术相比，其有益效果在于：
[0029]本专利技术实施例的聚变堆真空室窗口变截面结构的电子束焊接工艺方法，通过在变截面板的对接焊缝的背面垫设垫板，并且，采用厚度自曲面板段与直面板段连接的一侧向曲面板段的另一侧逐渐增加的变厚度垫板的结构形式，使得对于变截面板的曲面板段的对接焊缝的焊接熔深大于沿束流方向的对接截面厚度，从而可以实现对变截面板的一次焊接成型，无需在焊接曲面板段时切换为开坡口氩弧焊的方式。对于用于制作窗口领圈的变截面板的对接焊缝采用一次装夹一次电子束焊接成型，一道焊缝从装夹到焊接完成耗时约半
天时间，大大提高焊接作业效率，可以实现批量化生产，有利于核聚变真空室装置的生产进度，同时，由一次焊接成型，无需中途更换焊接方式，可以降低焊接变形，保证了真空室侧壁与窗口领圈集成连接时的形位精度，降低机械校型成本。
附图说明
[0030]图1是窗口领圈的局部示意图；
[0031]图2是窗口领圈拼焊时的对接焊缝的截面示意图；
[0032]图3是本专利技术实施例中在变截面板垫设垫板、过渡板的结构示意图；
[0033]图4是本专利技术实施例中在变截面板垫设垫板、过渡板的截面示意图；
[0034]图中，10、窄板料；20、对接焊缝；30、弯曲段；40、非弯曲段；
[0035]1、变截面板；11、直面板段；12、曲面板段；
[0036]2、垫板；21、直垫板段；22、曲垫板段；
[0037]3、过渡板。
具体实施方式
[0038]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0039]本专利技术实施例的一种聚变堆真空室窗口变截面结构的电子束焊接工艺方法，用于对制作窗口领圈的变截面结构的对接焊缝20进行焊接，该变截面结构为等厚度变截面板1，采用不锈钢材质制作而成，对多个变截面板1的对接焊缝20沿图3所示的焊接方向进行焊接，形成窗口领圈。
[0040]电子束焊接工艺方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚变堆真空室窗口变截面结构的电子束焊接工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，在变截面板的对接焊缝的背面垫设垫板，其中，变截面板包括直面板段和曲面板段，垫板包括直垫板段和曲垫板段，曲垫板段的一侧贴合在曲面板段的背面，曲垫板段的厚度自曲面板段与直面板段连接的一侧向曲面板段的另一侧逐渐增加；步骤S2，采用电子束焊接方式对直面板段对应的对接焊缝和曲面板段对应的对接焊缝依次进行焊接。2.根据权利要求1所述的聚变堆真空室窗口变截面结构的电子束焊接工艺方法，其特征在于，步骤S2包括：步骤S21，将曲面板段对应的对接焊缝沿水平向等分为多份；步骤S22，采用电子束焊接方式，以第一焊接工艺参数对直面板段对应的对接焊缝进行焊接；步骤S23，采用电子束焊接方式，以第二焊接工艺参数对各等份的曲面板段对应的对接焊缝依次进行焊接；其中，第一焊接工艺参数和第二焊接工艺参数的参数项均包括焊接束流、聚焦电流和焊接速度，第一焊接工艺参数与第二焊接工艺参数的取值不同。3.根据权利要求2所述的聚变堆真空室窗口变截面结构的电子束焊接工艺方法，其特征在于，所述步骤S22中，第一焊接工艺参数中的焊接束流记为I
b
，所述步骤S23中，第二焊接工艺参数中的焊接束流记为I
an
，其中，其中，n表示曲面板段的等分数；R表示曲面板段的内圆弧半径；a表示曲面板段，b表示直面板段。4.根据权利要求2所述的聚变堆真空室窗口变截面结构的电子束焊接工艺方法，其特征在于，所述步骤S22中，第一焊接工艺参数中的聚焦电流记为L
b
，所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志宏，刘振飞，马建国，胡宇锋，王丽芳，吉海标，王锐，范小松，李波，吴杰峰，
申请(专利权)人：淮南新能源研究中心合肥聚能电物理高技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：