用于焊接上堆芯板定位销和螺母的水下焊接装置的制作方法

1.本发明涉及核电设备技术领域，特别是涉及用于焊接上堆芯板定位销和螺母的水下焊接装置。


背景技术：

2.核反应堆中，上部堆内构件位于燃料组件的上方，两者通过定位销和螺母固定连接，螺母位于上堆芯板的上方，定位销的一端与螺母螺纹连接，另一端伸入燃料组件内部，与燃料组件连接。核反应堆工作过程中，内部环境为高温高压并伴有水流，水流的冲击很容易使得定位销与螺母螺纹连接处旋松，导致上部堆内构件和燃料组件在工作过程中发生碰撞，从而破坏上部堆内构件和燃料组件。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对核反应堆工作过程中，内部环境为高温高压并伴有水流，水流的冲击很容易使得定位销与螺母螺纹连接处旋松，导致上部堆内构件和燃料组件在工作过程中发生碰撞，从而破坏上部堆内构件和燃料组件的问题，提供一种用于焊接定位销和螺母的水下焊接装置。
4.本技术一实施例提供一种用于焊接上堆芯板定位销和螺母的水下焊接装置，用于焊接上堆芯板定位销和螺母的水下焊接装置包括：
5.控制器；
6.至少一个焊接组件，焊接组件包括相连接的导电部和焊接头，导电部与控制器电连接，控制器控制焊接头焊接螺母与定位销的螺纹连接处；
7.绝缘组件，绝缘组件开设有安装槽，导电部位于安装槽内；
8.排水组件，排水组件包括排水管，排水管的一端套设于绝缘组件，且套设处保持密封，焊接头位于排水管的内部；排水管用于与外部气源连通，外部气源与控制器电连接，且控制器控制外部气源为排水管供气。
9.核反应堆中，上部堆内构件位于燃料组件的上方，两者通过定位销和螺母固定连接，螺母位于上堆芯板的上方，定位销的一端与螺母螺纹连接，另一端伸入燃料组件内部，与燃料组件连接。为了防止在水流的冲击很容易使得定位销与螺母螺纹连接处旋松，导致上部堆内构件和燃料组件在工作过程中发生碰撞，采用上述用于焊接定位销和螺母的水下焊接装置对螺母和定位销的螺纹连接处进行焊接。焊接时，先将排水管罩于螺母的上方，由于外部气源与控制器电连接，且外部气源与排水管连通，从而控制器能够控制外部气源外排水管供气，使得排水管内的压强大于外部水的压强，确保排水管内没有水分，使得排水管内保持干燥状态，又由于焊接头位于排水管的内部，则排水管内保持干燥能够保证焊接头保持干燥状态，方便焊接头执行焊接工作。再通过控制器控制焊接头对螺母与定位销的螺纹连接处进行焊接，确保螺母与定位销之间保持固定状态，防止在水流的冲击下，螺母与定位销的螺纹连接处旋松，从而避免上部堆内构件和燃料组件在工作过程中发生碰撞，尽可
能避免破坏上部堆内构件和燃料组件。由于绝缘组件开设有安装槽，焊接组件位于安装槽内，从而导电部在工作过程中被安装槽限制，不会发生晃动，提高了焊接精度，并且，绝缘组件也能使得导电部与外部水分绝缘。该用于焊接定位销和螺母的水下焊接装置能够在堆内构件不拆解的情况下完成焊接工作，使用方便。
10.在其中一个实施例中，焊接组件的数量为两个，绝缘组件的安装槽的数量为两个，两个安装槽与两个导电部一一对应，且两个焊接头沿螺母的周向均匀间隔排列。
11.在其中一个实施例中，导电部的一端与控制器电连接，另一端与焊接头连接，导电部的延伸方向为第一方向，焊接头与导电部的延伸方向垂直。
12.在其中一个实施例中，焊接头包括：
13.钨极，钨极用于焊接螺母与定位销的螺纹连接处；
14.钨极夹，钨极夹用于固定钨极，且钨极伸出钨极夹；以及
15.封头，封头将导电部和钨极连接。
16.在其中一个实施例中，焊接头还包括导向部，钨极穿设于导向部后被钨极夹固定。
17.在其中一个实施例中，绝缘组件包括：
18.绝缘座，绝缘座开设有安装槽；和
19.绝缘盖，绝缘盖与绝缘座可拆卸连接，用于封堵或露出安装槽。
20.在其中一个实施例中，绝缘盖的一端开设有第一孔；
21.安装槽包括相连通的第二孔、定位槽以及连接槽；
22.导向部的一端开设有第三孔，另一端与控制器连接；
23.用于焊接定位销和螺母的水下焊接装置还包括封头，封头依次穿设于第一孔、第二孔以及第三孔。
24.在其中一个实施例中，绝缘组件还包括限位座，限位座开设有限位孔，焊接头穿过限位孔。
25.在其中一个实施例中，绝缘组件还包括加压杆，加压杆与绝缘座连接，且与控制器连接，控制器控制加压杆对绝缘座施加靠近螺母方向的力。
26.在其中一个实施例中，排水组件还包括氩气软管，氩气软管与排水管连通，且氩气软管与外部气源连通。
附图说明
27.图1为一实施例中用于焊接定位销和螺母的水下焊接装置的结构示意图；
28.图2为图1中焊接组件的结构示意图；
29.图3为图1中绝缘盖和绝缘座的结构示意图；
30.图4为图1中的钨极、导向部以及钨极夹的结构示意图。
31.附图标记说明：
32.用于焊接定位销和螺母的水下焊接装置100；
33.焊接组件110；导电部111；凸出部1111；焊接头112；钨极1121；钨极夹1122；封头1123；导向部1124；条形开口103；夹片11241；电缆113；
34.绝缘座121；安装槽101；第二孔1011；定位槽1012；连接槽1013；绝缘盖122；第一孔104；限位座123；限位孔102；连接件124；
35.排水组件130；排水管131；氩气软管132。
具体实施方式
36.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
37.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
38.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
39.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
41.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
42.请参考图1-图4，本技术一实施例提供一种用于焊接上堆芯板定位销和螺母的水下焊接装置100，用于焊接上堆芯板定位销和螺母的水下焊接装置100包括电源(未示出)、控制器(未示出)、至少一个焊接组件110、绝缘组件以及排水组件130。
43.控制器与电源电连接。焊接组件110包括相连接的导电部111和焊接头112，导电部111与控制器电连接，控制器控制焊接头112焊接螺母与定位销的螺纹连接处。绝缘组件，绝缘组件开设有安装槽101，导电部111位于安装槽101内。排水组件130包括排水管131，排水管131的一端套设于绝缘组件，且套设处保持密封，焊接头112位于排水管131的内部。排水管131用于与外部气源连通，外部气源与控制器电连接，且控制器控制外部气源为排水管
131供气。
44.核反应堆中，上部堆内构件位于燃料组件的上方，两者通过定位销和螺母固定连接，螺母位于上堆芯板的上方，定位销的一端与螺母螺纹连接，另一端伸入燃料组件内部，与燃料组件连接。为了防止在水流的冲击很容易使得定位销与螺母螺纹连接处旋松，导致上部堆内构件和燃料组件在工作过程中发生碰撞，采用上述用于焊接定位销和螺母的水下焊接装置100对螺母和定位销的螺纹连接处进行焊接。焊接时，先将排水管131罩于螺母的上方，由于外部气源与控制器电连接，且外部气源与排水管131连通，从而控制器能够控制外部气源外排水管131供气，使得排水管131内的压强大于外部水的压强，确保排水管131内没有水分，使得排水管131内保持干燥状态，又由于焊接头112位于排水管131的内部，则排水管131内保持干燥能够保证焊接头112保持干燥状态，方便焊接头112执行焊接工作。再通过控制器控制焊接头112对螺母与定位销的螺纹连接处进行焊接，确保螺母与定位销之间保持固定状态，防止在水流的冲击下，螺母与定位销的螺纹连接处旋松，从而避免上部堆内构件和燃料组件在工作过程中发生碰撞，尽可能避免破坏上部堆内构件和燃料组件。由于绝缘组件开设有安装槽101，焊接组件110位于安装槽101内，从而导电部111在工作过程中被安装槽101限制，不会发生晃动，提高了焊接精度，并且，绝缘组件也能使得导电部111与外部水分绝缘。该用于焊接定位销和螺母的水下焊接装置100能够在堆内构件不拆解的情况下远程完成焊接工作，使用方便。
45.请参考图2，在一实施例中，焊接组件110的数量为两个，绝缘组件的安装槽101的数量为两个，两个安装槽101与两个导电部111一一对应，且两个焊接头112沿螺母的周向均匀间隔排列。
46.具体地，焊接组件110的数量为两个，安装槽101的数量为两个，两个安装槽101与两个导电部111一一对应，即每个导电部111分别位于对应的安装槽101内，两个导电部111之间相互绝缘，防止在焊接过程中两个导电部111接触导致短路，并且，两个焊接头112能够一次性焊接两个焊点，两个焊点能够进一步确保螺母和定位销的螺纹连接处被固定，提高焊接速度和固定效果。
47.在其他实施例中，焊接组件110也可以是三个或三个以上焊接组件110，对应的，绝缘组件开设有与焊接组件110数量对应的安装槽101，任意两个安装槽101之间互不影响，三个或三个以上的焊接头112沿螺母的周向均匀间隔排列，从而能够一次性焊接三个或三个以上的焊点，进一步确保螺母和定位销的螺纹连接处被固定，提高固定效果。
48.在一实施例中，控制器为左右回路切换控制器，从而左回路控制其中一个焊接组件110，右回路控制另一个焊接组件110，左回路控制的焊接组件110焊接完成后，右回路控制另一焊接组件110焊接，从而使得一次工作完成两个焊点，提高工作效率。
49.在一实施例中，控制器也可以为多回路切换控制器，从而能够控制三个或三个以上的焊接组件110进行焊接。
50.请参考图1和图2，在一实施例中，导电部111的一端与控制器电连接，另一端与焊接头112连接，导电部111的延伸方向为第一方向，焊接头112与导电部111的延伸方向垂直。具体地，导电部111的一端与控制器通过电缆113电连接，从而控制器能够为导电部111供电，导电部111将电能传递至焊接头112处，焊接头112用于焊接螺母与定位销的螺纹连接处，又由于导电部111具有一定长度，能够将焊接头112延伸至更大的范围，增大用于焊接定
位销和螺母的水下焊接装置的使用范围，进一步地，焊接头112与导电部111的延伸方向垂直，从而导电部111可以沿水平方向(即第一方向)移动，焊接头112能够沿竖直方向对螺母与定位销的螺纹连接处进行焊接，使用方便。
51.请参考图2和图4，在一实施例中，焊接头112包括钨极1121、钨极夹1122以及封头1123。钨极1121用于焊接螺母与定位销的螺纹连接处。钨极夹1122用于固定钨极1121，且钨极1121伸出钨极夹1122。封头1123将导电部111和钨极1121连接。
52.具体地，由于封头1123将导电部111与钨极1121连接，钨极1121伸出钨极夹1122，从而电能能够进入钨极1121，通过钨极1121对螺母与定位销的螺纹连接处进行焊接。又由于钨极夹1122用于固定钨极1121，从而钨极夹1122能够防止钨极1121在焊接的过程中发生晃动，导致焊接位置不准确。
53.请参考图4，在一实施例中，焊接头112还包括导向部1124，钨极1121穿设于导向部1124后被钨极夹1122固定，从而导向部1124能够对钨极1121进行导向，使得钨极1121准确的进入并伸出钨极夹1122。
54.请参考图4，在一实施例中，导向部1124朝向钨极夹1122的一端开设有多个条形开口103，多个条形开口103沿导向部1124的周向间隔排列，使得导向部1124朝向钨极夹1122的一端被多个条形开口103分隔成多个夹片11241，从而钨极1121的一端穿设于导向部1124后，将多个夹片11241捏紧，夹片11241受力变形后使得多个夹片11241与钨极1121的一端紧贴，从而通过多个夹片11241将钨极1121的一端固定，再将该端与导向部1124共同穿过钨极夹1122，对螺母与定位销进行焊接。请参考图1和图3，在一实施例中，绝缘组件包括绝缘座121和绝缘盖122。绝缘座121开设有安装槽101。绝缘盖122与绝缘座121可拆卸连接，用于封堵或露出安装槽101。
55.具体地，当绝缘盖122与绝缘座121拆卸时，安装槽101露出，从而能够将导电部111放置于安装槽101内。将导电部111放置于安装槽101后，使得绝缘盖122与绝缘座121连接，从而通过绝缘盖122将安装槽101封堵，起到绝缘作用。
56.请参考图2和图3，在一实施例中，绝缘盖122的一端开设有第一孔104，安装槽101包括相连通的第二孔1011、定位槽1012以及连接槽1013，导电部111的一端开设有第三孔(未示出)，另一端与控制器连接，用于焊接定位销和螺母的水下焊接装置100还包括封头1123，封头1123依次穿设于第一孔104、第二孔1011以及第三孔。
57.具体地，封头1123依次穿设于第一孔104、第二孔1011以及第三孔，将绝缘盖122、导电部111以及绝缘座121连接，使得绝缘盖122和绝缘座121将导电部111包裹，使得导电部111之间绝缘。
58.请参考图2和图3，在一实施例中，导电部111具有凸出部1111，凸出部1111的凸出方向与焊接头112的方向相反，凸出部1111伸出连接槽1013，从而方便电缆113与凸出部1111连接。
59.请参考图1和图3，在一实施例中，绝缘盖122和绝缘座121通过连接件124连接。
60.在一实施例中，连接件124为螺栓。
61.在其他实施例中，连接件也可以为其他的连接部件，只要能够实现连接即可。
62.请参考图2，在一实施例中，绝缘组件还包括限位座123，限位座123开设有限位孔102，焊接头112穿过限位孔102，从而限位孔102能够对焊接头112起到限位作用，使得焊接
头112始终位于其工作位置，防止焊接头112在排水管131内移动，影响焊接位置。
63.在一实施例中，限位座123开设有两个限位孔102，用于焊接定位销和螺母的水下焊接装置100包括两个焊接组件110，两个焊接头112分别对应一个限位孔102，两个限位孔102分别对其对应的焊接头112限位，防止两个焊接头112在焊接时接触而引起短路。
64.在一实施例中，限位孔102开设有三个或三个以上的限位孔102，用于焊接定位销和螺母的水下焊接装置100包括三个或三个以上的焊接组件110，焊接组件110与限位孔102一一对应，且限位孔102对其对应的焊接头112进行限位，防止任意两个焊接头112之间接触而因其短路。
65.请参考图2，在一实施例中，钨极夹1122穿过限位孔102，且与限位座123连接，从而限位座123对钨极夹1122进行限位，进而对钨极1121进行限位。
66.请参考图1，在一实施例中，绝缘组件还包括加压杆(未示出)，加压杆与绝缘座121连接，且与控制器连接，控制器控制加压杆对绝缘座121施加靠近螺母方向的力。具体地，由于加压杆与控制器连接，从而控制器能够对加压杆施力，又由于加压杆与绝缘座121连接，从而控制器间接的对绝缘座121施力，绝缘座121与排水管131连接，从而加压杆能够通过绝缘座121间接的对排水管131施力，使得排水管131抵接在上堆芯板上，进而确保排水管131与上堆芯板之间具有足够的支撑力，并且，排水管131紧贴上堆芯板也能够确保排水管131内部处于干燥状态，有利于后续的焊接过程。
67.请参考图1，在一实施例中，排水组件130还包括氩气软管132，氩气软管132与排水管131连通，且氩气软管132与外部气源连通。
68.从而外部气源的氩气通过氩气软管132进入排水管131内，一方面，将排水管131内的水排出，使得排水管131内的压强大于外部水的压强，另一方面，氩气也能够作为焊接保护气，保证焊接质量。
69.综上所述：本技术提供了一种用于焊接定位销和螺母的水下焊接装置100，用于焊接定位销和螺母的水下焊接装置100包括电源(未示出)、控制器(未示出)、至少一个焊接组件110、绝缘组件以及排水组件130。控制器与电源电连接。焊接组件110包括相连接的导电部111和焊接头112，导电部111与控制器电连接，控制器控制焊接头112焊接螺母与定位销的螺纹连接处。绝缘组件，绝缘组件开设有安装槽101，导电部111位于安装槽101内。排水组件130包括排水管131，排水管131的一端套设于绝缘组件，且套设处保持密封，焊接头112位于排水管131的内部。排水管131用于与外部气源连通，外部气源与控制器电连接，且控制器控制外部气源为排水管131供气。
70.核反应堆中，上部堆内构件位于燃料组件的上方，两者通过定位销和螺母固定连接，螺母位于上堆芯板的上方，定位销的一端与螺母螺纹连接，另一端伸入燃料组件内部，与燃料组件连接。为了防止在水流的冲击很容易使得定位销与螺母螺纹连接处旋松，导致上部堆内构件和燃料组件在工作过程中发生碰撞，采用上述用于焊接定位销和螺母的水下焊接装置100对螺母和定位销的螺纹连接处进行焊接。焊接时，先将排水管131罩于螺母的上方，由于外部气源与控制器电连接，且外部气源与排水管131连通，从而控制器能够控制外部气源外排水管131供气，使得排水管131内的压强大于外部水的压强，确保排水管131内没有水分，使得排水管131内保持干燥状态，又由于焊接头112位于排水管131的内部，则排水管131内保持干燥能够保证焊接头112保持干燥状态，方便焊接头112执行焊接工作。再通
过控制器控制焊接头112对螺母与定位销的螺纹连接处进行焊接，确保螺母与定位销之间保持固定状态，防止在水流的冲击下，螺母与定位销的螺纹连接处旋松，从而避免上部堆内构件和燃料组件在工作过程中发生碰撞，尽可能避免破坏上部堆内构件和燃料组件。由于绝缘组件开设有安装槽101，焊接组件110位于安装槽101内，从而导电部111在工作过程中被安装槽101限制，不会发生晃动，提高了焊接精度，并且，绝缘组件也能使得导电部111与外部水分绝缘。该用于焊接定位销和螺母的水下焊接装置100能够在堆内构件不拆解的情况下完成焊接工作，使用方便。
71.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
72.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。