核用小直径传热管衬管焊接TIG焊枪的设计及优化

作     者：王振民 谢惠民 李栩延 吴镐东 张梦金 王雪竹 张芩 田济语 WANG Zhenmin;XIE Huimin;LI Xuyan;WU Haodong;ZHANG Mengjin;WANG Xuezhu;ZHANG Qin;TIAN Jiyu

作者机构：华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640 中广核研究院有限公司广东深圳518000 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(U2141216) 广东省科技计划项目(2021B1515420006,2021B1515120026) 深圳市科技攻关项目(JSGG20201201100400001) 

出 版 物：《华南理工大学学报（自然科学版）》 (Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2023年第51卷第7期

页      码：1-11页

摘      要：随着我国核工业进入第3个30年发展阶段,核用设备的维修需求日益迫切。核用蒸汽发生器内部结构复杂,关键传热管结构管径小、管道长、拆卸安装难度大,传统修复方法难度极高。针对核用小直径传热管因长期处于高温高压工况而出现的腐蚀破坏问题,文中设计了一种全位置自动化TIG衬管焊接修复焊枪,并进行了焊枪可靠性验证和焊接修复试验。首先,提出了焊枪的总体结构设计方案,并阐述了所设计焊枪相对传统钨极TIG焊枪的优势;接着,完成了焊枪传动系统的设计与验证,所设计的传动系统体积小、空间利用率高;随后,对焊枪关键部位——导电轴进行了刚度理论建模、分析和实例计算,并通过有限元求解验证了理论模型的可靠性,在此基础上提出了焊枪结构的优化方法;最后,进行了现场挠度检测和焊接试验,验证了导电轴的刚度满足现场焊接工况,并用线性回归方程和挠度修正公式定量预测焊枪挠度变形,验证了所设计结构的合理性;焊接试验表明焊枪工作时传动系统的转速稳定可控,焊缝成形良好。文中所研制的焊枪能够满足核用蒸汽发生器不锈钢传热管的衬管焊接修复工艺要求。

主 题 词：小直径传热管 焊枪 刚度建模 有限元 衬管焊接 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.12141/j.issn.1000-565X.220754

馆 藏 号：203122705...