摘要：针对核电站优质水下焊接修复需求,研制了一套局部干法水下机器人焊接系统.以DSC微处理器为核心,结合二次逆变主电路,设计了全数字多波形柔性输出的大功率水下焊接电源;采用电枢电压反馈控制、高频斩波脉宽调制及动静密封技术,开发了紧凑型潜水送丝装置;针对焊接局部保护和排渣难题,开发了基于收缩喷管原理的双气帘结构微型排水罩.集成专用水下焊枪、机器人、视觉系统等,搭建水下机器人局部干法焊接试验平台,开展水下焊接试验.结果表明,研制的局部干法焊接系统样机性能可靠,引弧成功率高,焊接过程稳定,焊缝成形美观.

摘要：为了对核燃料池进行水下焊接,研制了一套局部干法水下焊接装置。通过搭建试验平台,采用该装置在亚克力池中进行了水下非熔化极惰性气体保护电弧焊试验,利用圆形补丁片对不锈钢壁面上的缺陷部位进行焊接修复。结果表明,焊后焊缝成形良好,可以实现水下废池的修复,验证了该局部干法水下焊接装置的可行性。

摘要：为进行远程控制水下焊接,研制了一套局部干法自动水下焊接系统,进行了15m水深局部干法自动水下焊接工艺试验。结果表明,该水下焊接系统稳定可靠,焊缝成形良好,能够用于特殊环境的远程控制自动水下焊接作业。

摘要：针对核电站乏池边角位置的水下修复需求,研制了一套局部干法水下激光焊接装置,可在实现常规水下平焊位置焊接的同时,重点兼顾角焊缝的局部干法水下焊接作业需求。同时,该装置还具备水下焊接位置的照明、焊接环境和焊接过程的实时监控、焊接区域的温湿度监测等功能。采用研制的局部干法水下焊接装置,对核电站乏池常用的304不锈钢材料进行了水下焊接工艺试验,结果表明:水下焊接焊缝的成形良好,水下焊缝的宏观形貌、截面形貌和金相组织与空气环境成形焊缝无显著差异。

摘要：针对核电站乏燃料水池钢覆面出现的腐蚀缺陷等问题,采用了局部干法水下TIG焊接的修复方法对覆板进行焊接修复。首先,利用设计的压力环境模拟系统进行0.3MPa压力范围内干式焊接试验,获得不同压力下的覆板焊接最佳工艺;基于干式环境最佳焊接参数,开展局部干法水下焊接工艺探索,并对焊接接头切样进行金相检测。宏观金相结果显示:焊缝成形良好,无裂纹、气孔;微观金相检测结果表明:显微组织基体为呈枝晶状的奥氏体,枝晶间为铁素体,未发现显微裂纹和夹杂物,为核电站乏燃料水池覆板的在役修复奠定了基础。

摘要：针对核电厂水下定位销的更换及安装,为了得到高质高效的自动化焊接方法,通过自行设计的局部干法水下TIG焊枪在水中对控氮不锈钢管板结构进行焊接。首先对局部干法水下TIG焊炬进行结构设计,并采用ANSYS进行焊炬的流体仿真模拟,优化进气口位置、进气方式等并验证其排水效果,研究了焊接工艺参数对水下TIG焊缝成形的影响规律,并对水下TIG焊接焊缝的力学性能进行了测试。结果表明,经过优化,此焊炬在水下焊接时通气3 s后便可得到稳定的局部干燥空间,避免了水环境对焊接过程的干扰。使用此焊枪可以在水下得到均匀连续的焊缝,且焊缝横截面参数随焊接工艺参数变化的规律与陆上焊接相同,但是熔深和熔宽均比陆上焊接的小;同时发现水下焊缝的熔深、熔宽的变化可能是由于水下冷却速度快和低温环境对电弧的热压缩交替作用引起的;焊缝的力学性能与焊接电流成正比,与焊接速度成反比。水下TIG焊接焊缝的力学性能与陆上焊接得到的焊缝相当,甚至略高。

摘要：目的针对普通激光焊接实验装置无法用于非常压极端环境下激光焊接工艺的难点,研发设计一种可用于模拟环境压力变化的激光焊接地面模拟装置,使得在地面上模拟深海高压环境激光焊接和太空负压环境激光空间制造过程成为可能。方法针对非常压极端环境下激光焊接实验成本高以及危险性大等问题,并综合考虑高压力、低真空,以及水下高盐度、低温度和微生物等环境特点,对模拟装置的压力调节集成系统、激光入射孔以及可移动运动平台3个主要方面进行设计。自主设计研发一套具备从负压到高压压力范围可调的激光焊接地面模拟装置,并对模拟装置进行实验和性能验证。结果研制装置压力测试的结果表明,该装置能够开展5.2 Pa(真空环境)至13.13 MPa(深海环境)压力范围条件下的激光焊接实验,为深海高压激光焊接过程以及空间负压激光制造过程提供实验基础。基于该模拟装置进行了不同压力环境下的激光焊接实验,结果表明,大气环境中随着压力的增大,焊缝熔深逐渐增大,而熔宽呈减小趋势;水下环境中随着焊接速度的增大,焊缝熔深和熔宽均逐渐减小。结论实验结果与现有研究结果相近,可调压力激光焊接地面模拟装置的可行性和有效性得到了验证。该装置能够为未来深海高压和外太空负压激光焊接实验进一步研究提供设备支撑,具有良好的应用前景。

摘要：针对核电站乏燃料水池底板渗漏需水下在役修复焊缝裂纹的实际需求,开发了一种桁架式基于激光焊接技术的水下局部干法焊缝修复系统。系统的执行机构由可精确定位的支承组件和以激光器为主体的焊接组件构成。通过排水气罩的研发,激光光路的设计及控制系统的开发,实现了对水下环境焊缝的自动识别,系统能自主按识别路径对焊缝进行熔覆修复。试验结果表明系统运行稳定,运行精度高,焊缝成形质量好,能满足预期要求。