【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及堆焊，尤其是一种用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置及方法。
技术介绍
1、反应堆冷却剂泵，即主泵，是核电站回路主系统中唯一连续运转的设备，是核电站的心脏。主泵的运行条件十分苛刻，所输送的介质是压力152bar、温度290℃且兼具有高辐射性和一定腐蚀性的核电站一回路主冷却剂---硼酸溶液。考虑到核安全和环保，要求制造主泵泄露量要小、运转可靠性要高，而且还须考虑核电站长期运行的经济性，因此，主泵必须安全运行。主泵轴承座体和轴套作为构成主泵的关键筒体状部件之一，是直接承受高速旋转磨损的关键部件，寿命设计高达60年，其制造工艺技术特别是焊接工艺过程参数的控制一直是核电行业重点攻关的内容。该部件在焊接堆焊过程，为确保焊接产品的合格，要求严格控制焊接加热温度及其在工件整体上均匀性。
2、为了解决加热温度的问题，现有的焊接工艺方法需要在工件周围加载多个火焰加热装置或者感应加热装置，虽然在一定程度上解决了加热温度的问题，却在多个方面带来新的问题：其一，火焰加热装置对工件温度提升不理想，带来工件局部温度的差异也较大，不利于堆焊层的收缩应力控制，容易引起堆焊层裂纹，且需要实用乙炔和氧气等气体，对安全管理和安全应用提出了较高要求；其二，感应加热装置对解决温度不够的问题比较有利，但是也容易形成工件局部温度差异较大及升温和降温速率较大的问题，且此类装置成本通常较高，因此对堆焊层质量控制和成本控制存在不足；第三，这两种加热方式加热以后需要将工件进行包裹保温或者转入保温炉进行焊后处理才能消除焊后应力，有时需要操作数次才能满足要求。因此
3、并且，截止目前，筒体状零部件进行硬质合金前都需要进行焊前预热、焊中保温和焊后保温或热处理，其目的是为了获得综合性能合格甚至良好的硬质合金焊堆焊层金属。但是，由于硬质合金焊堆焊层金属本身属于焊接性能并不良好的高合金金属，其焊接质量极易受到焊接过程温度大小、温度均匀程度和保温效果的影响，而且通常以焊接热裂纹和冷裂纹居多，因此国内外的堆焊件在设备制造过程中或者设备运行后出现较多的裂纹失效案例，在设备运行中不仅留下了质量隐患，而且造成制造成本大幅增加。
技术实现思路
1、本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置及方法，减少了筒体类核电工件在制造过程中因预热温度不够或加热温度不均匀或升降温度较快或多次转移加热导致的堆焊质量问题，降低了堆焊过程进行转移保温和热处理的经济成本和安全隐患，可以提高堆焊质量且降低制造成本，是核电主泵产品甚至同类型产品制造中的关键技术。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置，包括两个位置调整机构，其中一个所述位置调整机构的上端部设有第一转动组件，所述第一转动组件上设有用于对产品进行加热的加热炉，所述加热炉的侧面开设有焊接口，所述焊接口处设有补偿块；另一个所述位置调整机构的上端部设有第二转动组件，所述第二转动组件上设有用于支承待堆焊工件的工件夹具，所述工件夹具可沿工件轴向回转的设于第二转动组件上。
4、可供选择的，所述位置调整机构包括轴向移动小车，所述轴向移动小车的上方设有水平移动组件和垂直升降组件。
5、可供选择的，两个所述位置调整机构的轴向移动小车通过轨道进行同轴移动，且所述轴向移动小车的底部设置有锁扣装置。
6、可供选择的，所述轴向移动小车包括下方设有滚轮的第一支撑板，所述第一支撑板的上方设有导轨和滚珠丝杠，所述滚珠丝杠通过第一手轮进行转动，所述滚珠丝杠上设有滚珠螺母，所述滚珠螺母的上方设有第二支撑板，所述第二支撑板的上方设有至少两个蜗杆蜗轮升降机，所述蜗杆蜗轮升降机之间通过驱动杆和第二手轮实现联动，所述蜗杆蜗轮升降机的上方设有第三支撑板，所述第一转动组件和第二转动组件分别设于两个第三支撑板上；所述第二支撑板的上方还设有辅助推动件，所述辅助推动件向上穿过第三支撑板。
7、可供选择的，所述第一转动组件和/或第二转动组件包括固定设置于位置调整机构上的驱动电机和轴承座，所述驱动电机和轴承座之间连接有主动齿轮，所述主动齿轮啮合有从动齿轮，所述从动齿轮通过转动耳轴可转动的设于位置调整机构上，且所述从动齿轮连接有用于支撑加热炉或工件夹具的背板。
8、可供选择的，所述加热炉包括设于第一转动组件上的第一隔热板，所述第一隔热板的上方设有炉本体，所述炉本体的内部设有保温件，所述保温件的内部设有炉膛加热元件；所述炉本体的两端部均设有法兰，所述炉本体的上端部设有第一密封圈。
9、可供选择的，所述炉本体的外侧设有激光测温记录装置。
10、可供选择的，所述工件夹具包括设于第二转动组件上的底板，所述底板的上方设有第二密封圈，所述密封圈内设有第二隔热板，所述第二隔热板的上方设有底座，所述底座上方还设有起吊支撑组件，所述底板、第二密封圈、第二隔热板、底座和起吊支撑组件通过螺杆固定于底板上，所述螺杆的上端部还设有压板。
11、可供选择的，所述第一密封圈和第二密封圈均呈中空结构，并设有多个迷宫齿，径向最内侧的所述迷宫齿长于外侧。
12、可供选择的，所述焊接口的上方吊装有等离子焊枪。
13、可供选择的，所述等离子焊枪套设有防护套，防护套沿着等离子焊枪轴线呈变径形状，所述防护套的周详设有若干散热翅片。
14、一种用于圆筒状工件表面堆焊的加热方法，包括以下步骤：
15、步骤1、安装加热炉至第一转动组件、安装工件夹具至第二转动组件；
16、步骤2、将工件安装至工件夹具上；
17、步骤3、转动第一转动组件和第二转动组件使加热炉和工件的轴线水平；
18、步骤4、调整工件夹具以及加热炉的位置以实现同轴；
19、步骤5、沿轴向移动至少一个位置调整机构，使工件进入加热炉内；
20、步骤6、转动工件观察是否可以顺利回转；
21、步骤7、启动加热炉电源开始加热，同时通过激光温度记录仪监控工件表面温度变化情况；
22、步骤8、待工件表面温度达到堆焊工艺参数的预定温度范围内时，移除加热炉最顶端的补偿块，缓慢下降等离子焊枪，直到达到规定的位置后停止；
23、步骤9、开始启动堆焊过程，过程中继续记录监督工件表面温度变化情况；
24、步骤10、完成堆焊时，撤离等离子焊枪至规定位置后，将加热炉补偿块再次放置到炉膛上焊接区域上，恢复炉膛的完整性，继续对工件进行焊后加热，直到达到规定的焊后热处理时间；
25、步骤11、停止加热工件并让炉内的工件缓慢降温至室温，分离加热炉和工件及其各自的装置；
26、步骤12、转动第一转动组件和第二转动组件使加热炉和工件的轴线竖直；
27、步骤13、取出工件。
28、可供选择的，所述步骤4中，开始推动带有工本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置，其特征在于：包括两个位置调整机构(1)，其中一个所述位置调整机构(1)的上端部设有第一转动组件(2)，所述第一转动组件(2)上设有用于对产品进行加热的加热炉(3)，所述加热炉(3)的侧面开设有焊接口(321)，所述焊接口(321)处设有补偿块；另一个所述位置调整机构(1)的上端部设有第二转动组件(4)，所述第二转动组件(4)上设有用于支承待堆焊工件的工件夹具(5)，所述工件夹具(5)可沿工件轴向回转的设于第二转动组件(4)上。
2.如权利要求1所述的用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置，其特征在于：所述位置调整机构(1)包括轴向移动小车(11)，所述轴向移动小车(11)的上方设有水平移动组件(12)和垂直升降组件(13)。
3.如权利要求2所述的用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置，其特征在于：两个所述位置调整机构(1)的轴向移动小车(11)通过轨道(15)进行同轴移动，且所述轴向移动小车(11)的底部设置有锁扣装置。
4.如权利要求2所述的用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置，其特征在于：所述轴向移动小车(11)
5.如权利要求1所述的用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置，其特征在于：所述第一转动组件(2)和/或第二转动组件(4)包括固定设置于位置调整机构(1)上的驱动电机(41)和轴承座(42)，所述驱动电机(41)和轴承座(42)之间连接有主动齿轮(43)，所述主动齿轮(43)啮合有从动齿轮(44)，所述从动齿轮(44)通过转动耳轴(45)可转动的设于位置调整机构(1)上，且所述从动齿轮(44)连接有用于支撑加热炉(3)或工件夹具(5)的背板(46)。
6.如权利要求5所述的用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置，其特征在于：所述加热炉(3)包括设于第一转动组件(2)上的第一隔热板(31)，所述第一隔热板(31)的上方设有炉本体(32)，所述炉本体(32)的内部设有保温件(33)，所述保温件(33)的内部设有炉膛加热元件(34)；所述炉本体(32)的两端部均设有法兰(322)，所述炉本体(32)的上端部设有第一密封圈(36)。
7.如权利要求6所述的用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置，其特征在于：所述炉本体(32)的外侧设有激光测温记录装置(35)。
8.如权利要求6所述的用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置，其特征在于：所述工件夹具(5)包括设于第二转动组件(4)上的底板(51)，所述底板(51)的上方设有第二密封圈(52)，所述密封圈内设有第二隔热板(53)，所述第二隔热板(53)的上方设有底座(54)，所述底座(54)上方还设有起吊支撑组件，所述底板(51)、第二密封圈(52)、第二隔热板(53)、底座(54)和起吊支撑组件通过螺杆(56)固定于底板(51)上，所述螺杆(56)的上端部还设有压板(57)。
9.如权利要求8所述的用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置，其特征在于：所述第一密封圈(36)和第二密封圈(52)均呈中空结构，并设有多个迷宫齿，径向最内侧的所述迷宫齿长于外侧。
10.如权利要求1所述的用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置，其特征在于：所述焊接口(321)的上方吊装有等离子焊枪(6)。
11.如权利要求10所述的用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置，其特征在于：所述等离子焊枪(6)套设有防护套，防护套沿着等离子焊枪(6)轴线呈变径形状，所述防护套的周详设有若干散热翅片。
12.一种用于圆筒状工件表面堆焊的加热方法，应用如权利要求1-11任一所述的用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置，包括以下步骤：
13.如权利要求12所述的用于圆筒状工件表面堆焊的加热方法，其特征在于：所述步骤4中，开始推动带有工件的位置调整机构(1)缓慢与加热炉(3)相对移动，当工件待焊表面即将进入加热炉(3)内腔时，停止移动并测量工件外表面距离炉膛加...
【技术特征摘要】
1.一种用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置，其特征在于：包括两个位置调整机构(1)，其中一个所述位置调整机构(1)的上端部设有第一转动组件(2)，所述第一转动组件(2)上设有用于对产品进行加热的加热炉(3)，所述加热炉(3)的侧面开设有焊接口(321)，所述焊接口(321)处设有补偿块；另一个所述位置调整机构(1)的上端部设有第二转动组件(4)，所述第二转动组件(4)上设有用于支承待堆焊工件的工件夹具(5)，所述工件夹具(5)可沿工件轴向回转的设于第二转动组件(4)上。
2.如权利要求1所述的用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置，其特征在于：所述位置调整机构(1)包括轴向移动小车(11)，所述轴向移动小车(11)的上方设有水平移动组件(12)和垂直升降组件(13)。
3.如权利要求2所述的用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置，其特征在于：两个所述位置调整机构(1)的轴向移动小车(11)通过轨道(15)进行同轴移动，且所述轴向移动小车(11)的底部设置有锁扣装置。
4.如权利要求2所述的用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置，其特征在于：所述轴向移动小车(11)包括下方设有滚轮(112)的第一支撑板(111)，所述第一支撑板(111)的上方设有导轨(121)和滚珠丝杠(122)，所述滚珠丝杠(122)通过第一手轮(123)进行转动，所述滚珠丝杠(122)上设有滚珠螺母，所述滚珠螺母的上方设有第二支撑板(124)，所述第二支撑板(124)的上方设有至少两个蜗杆蜗轮升降机(131)，所述蜗杆蜗轮升降机(131)之间通过驱动杆和第二手轮(132)实现联动，所述蜗杆蜗轮升降机(131)的上方设有第三支撑板(133)，所述第一转动组件(2)和第二转动组件(4)分别设于两个第三支撑板(133)上；所述第二支撑板(124)的上方还设有辅助推动件(14)，所述辅助推动件(14)向上穿过第三支撑板(133)。
5.如权利要求1所述的用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置，其特征在于：所述第一转动组件(2)和/或第二转动组件(4)包括固定设置于位置调整机构(1)上的驱动电机(41)和轴承座(42)，所述驱动电机(41)和轴承座(42)之间连接有主动齿轮(43)，所述主动齿轮(43)啮合有从动齿轮(44)，所述从动齿轮(44)通过转动耳轴(45)可转动的设于位置调整机构(1)上，且所述从动齿轮(44)连接有用于支撑加热炉(3)或工件夹具(5)的背板(46)。
6.如权利要求5所述的用于圆筒状工件表面堆焊的加热装置，其特征在于：所述加热炉(3)包括设于第一转动组件(2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：俞雄军，杜江，杨明辉，
申请(专利权)人：东方法马通核泵有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。