本發(fā)明涉及一種用在真空容器上的焊接設(shè)備，特別是一種用于真空容器的焊接裝備及工藝。

背景技術(shù)：

1、真空容器包括真空容器筒體和真空容器法蘭，在對真空容器筒體和真空容器法蘭進(jìn)行組裝焊接時，由于真空容器法蘭帶有o型圈槽，o型圈槽的存在改變了焊接結(jié)構(gòu)的形狀和應(yīng)力分布；當(dāng)進(jìn)行焊接時，焊縫及其周邊區(qū)域會因受熱而膨脹，熱膨脹在槽的邊緣、角落等位置受到的約束情況變得復(fù)雜，在槽的內(nèi)部，收縮力可能會集中在某些點或線上，不像在無槽結(jié)構(gòu)中能比較均勻地分布在整個焊件表面，這種不均勻的收縮力就容易導(dǎo)致變形，例如使槽的形狀發(fā)生扭曲，或者使帶有槽的焊件整體彎曲；再者，焊接過程中的熱循環(huán)在有槽結(jié)構(gòu)中變得更為復(fù)雜，由于槽的存在，熱量在槽內(nèi)和槽外的傳遞速度不同，可能會在槽的附近形成局部的熱集中區(qū)域，這使得槽周圍的金屬材料在不同位置經(jīng)歷不同程度的熱循環(huán)，導(dǎo)致不同區(qū)域的材料性能發(fā)生不同變化，進(jìn)一步加大了變形的可能性。這種應(yīng)力可能使結(jié)構(gòu)在使用過程中發(fā)生變形甚至開裂，而真空容器需要保持高真空且對漏真空很難檢測等原因，焊接時需要保證法蘭不存在變形和焊縫穩(wěn)定，目前的焊接設(shè)備及焊接工裝很難改善帶有o型圈槽的法蘭焊接不變形的問題。

2、目前檢索到中國專利“一種適用于真空容器大圈徑金屬密封自動化焊接設(shè)備”公告號?cn118321765b，包括多個設(shè)置于真空容器頂蓋和筒體的預(yù)緊卡鉗，以及位于預(yù)緊卡鉗之間的焊接結(jié)構(gòu)，焊接結(jié)構(gòu)具有外殼、多個移動機構(gòu)、激光焊槍和視覺相機，各移動機構(gòu)均設(shè)有驅(qū)動電機，該發(fā)明的有益效果為：拆裝靈活、體積小、適應(yīng)性高、焊接效率高，突破了現(xiàn)有焊接設(shè)備對大圈徑、薄壁厚、受限空間結(jié)構(gòu)材料一體化焊接的諸多限制，可有效滿足真空容器大圈徑的高精度密封裝配的要求，獲得變形低、熱影響區(qū)小、焊接成型質(zhì)量高的焊縫，并且能夠進(jìn)行自動化焊接，節(jié)約人力物力；但該專利無法改善帶有o型圈槽的真空容器法蘭焊接變形的問題。

3、另外檢索到中國專利“一種真空容器及其焊接工藝”公開號cn116649760a，包括用于存放液體的內(nèi)膽，內(nèi)膽包括膽體與內(nèi)底，內(nèi)膽外部固定有外殼，外殼包括殼體與中底，外殼與內(nèi)膽同軸設(shè)置，開設(shè)于膽體側(cè)壁或內(nèi)底端面的第一連通口，開設(shè)于殼體側(cè)壁或中底端面的第二連通口，第一連通口與第二連通口同軸設(shè)置，第一連通口與第二連通口之間固定導(dǎo)流管，導(dǎo)流管內(nèi)側(cè)壁固定有水龍頭，該專利雖然具有便于真空容器內(nèi)液體流出的效果，但同樣其無法改善帶有o型圈槽的真空容器法蘭焊接變形的問題。

4、

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于真空容器的焊接裝備及工藝，該一種用于真空容器的焊接裝備及工藝設(shè)計合理，有利于改善帶有o型圈槽的真空容器法蘭焊接變形的問題。

2、本發(fā)明一種用于真空容器的焊接裝備，其特征在于：包括帶冷卻裝置的焊接平臺和焊接用機械手，所述焊接用機械手安裝在橫向直線軌道上，所述橫向直線軌道固定在墻壁上；所述焊接平臺包括平臺支撐架、設(shè)在平臺支撐架上的冷卻裝置和夾具支撐架，所述冷卻裝置中安裝有真空容器法蘭，所述夾具支撐架上安裝有用于夾持真空容器筒體并保證真空容器筒體與真空容器法蘭同軸的真空容器筒體夾具，所述焊接用機械手上安裝有針對真空容器筒體與真空容器法蘭接縫處進(jìn)行焊接的焊槍，所述平臺支撐架上安裝有火焰槍，火焰槍的火焰正對真空容器筒體與真空容器法蘭的接縫處，所述冷卻裝置中設(shè)有驅(qū)動真空容器法蘭和真空容器筒體同步轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。

3、優(yōu)選的，上述冷卻裝置包括冷卻池和連接在冷卻池上的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括位于冷卻池中用于夾持真空容器法蘭的卡盤、與卡盤固定連接的旋轉(zhuǎn)軸和位于冷卻池外的旋轉(zhuǎn)電機，旋轉(zhuǎn)電機通過驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動帶動卡盤和其上的真空容器法蘭轉(zhuǎn)動，所述冷卻池的下方設(shè)有循環(huán)泵、帶溫控水箱和與冷卻池、循環(huán)泵、帶溫控水箱連通的循環(huán)管路，以實現(xiàn)冷卻池中冷卻液的循環(huán)流動和控溫。

4、優(yōu)選的，上述循環(huán)管路包括三節(jié)段，分別是第一節(jié)段、第二節(jié)段和第三節(jié)段，第一節(jié)段的入端與冷卻池的出液口連通，第一節(jié)段的出端與帶溫控水箱的入端連通，帶溫控水箱的出端與第二節(jié)段的入端連通，所述第二節(jié)段的出端與循環(huán)泵的入端連通，所述循環(huán)泵的出端與第三節(jié)段的入端連接，第三節(jié)段的出端與冷卻池的回液口連通。

5、優(yōu)選的，上述冷卻池的出液口上固定安裝有內(nèi)管，所述內(nèi)管上套設(shè)有能夠升降調(diào)節(jié)的溢流調(diào)整管，所述溢流調(diào)整管的上端口低于冷卻池的最高液位，冷卻池的冷卻液經(jīng)過溢流調(diào)整管的上端口溢流入帶溫控水箱中。

6、優(yōu)選的，上述冷卻池中安裝有溫度感應(yīng)器，以調(diào)節(jié)冷卻池中的冷卻液溫度。

7、優(yōu)選的，上述冷卻池的下部設(shè)有排液口和與排液口連通的帶有排水閥的排水管。

8、優(yōu)選的，上述冷卻池的池底部設(shè)有通孔，所述通孔中安裝有密封座，所述密封座為環(huán)形階梯套，密封座上部的環(huán)形凸緣鎖固在通孔外周緣上，密封座的下部連接旋轉(zhuǎn)電機，所述密封座的中心部階梯槽中安裝有軸承，所述軸承中穿設(shè)所述旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸的上端的凸臺與卡座固定連接，旋轉(zhuǎn)軸上端的凸臺與密封座上部的環(huán)形凸緣之間安裝有旋轉(zhuǎn)密封圈。

9、優(yōu)選的，上述真空容器法蘭的下表面設(shè)有用于安裝密封圈的環(huán)形槽，所述溢流調(diào)整管的上端口高出真空容器法蘭的下表面1-3mm，以即實現(xiàn)冷卻池的冷卻液水位高出真空容器法蘭的下表面1-3mm。

10、優(yōu)選的，上述平臺支撐架上位于冷卻裝置的冷卻池兩對側(cè)分別設(shè)有夾具支撐架，所述夾具支撐架包括豎立板和與豎立板垂直連接的水平板，所述水平板的前端設(shè)有橫向板，所述水平板上水平安裝有水平氣缸，水平氣缸的前端限位安裝在橫向板上，所述水平氣缸的伸縮桿穿過橫向板上的中心孔并在伸縮桿自由端上安裝有弧形板，所述弧形板的兩側(cè)部固定安裝有滑桿，所述滑桿穿過橫向板兩側(cè)的穿孔實現(xiàn)水平滑動，在兩個水平氣缸的伸縮桿伸長時，弧形板所圍成的中心軸線與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)中心線同軸。

11、本發(fā)明用于真空容器的焊接工藝，其特征在于：

12、步驟1：將真空容器法蘭置于卡盤上，鎖緊卡盤實現(xiàn)夾緊固定真空容器法蘭；

13、步驟2：將真空容器筒體放置于真空容器法蘭上；

14、步驟3：真空容器筒體夾具夾緊筒體使得真空容器筒體與真空容器法蘭同心；

15、步驟4：解除真空容器筒體夾具對真空容器筒體的夾緊，并由旋轉(zhuǎn)機構(gòu)驅(qū)動真空容器法蘭和真空容器筒體同步轉(zhuǎn)動；

16、步驟5：打開火焰槍對真空容器法蘭與真空容器筒體的接縫處進(jìn)行噴火預(yù)加熱，火焰槍的火焰噴射位置正對焊接縫位置，火焰噴射位置的溫度100-250攝氏度，加熱時間為2-7分鐘來消除內(nèi)應(yīng)力；

17、步驟6：預(yù)加熱結(jié)束后，由機械手上的焊接設(shè)備對真空容器法蘭和真空容器筒體的接縫處采用點焊的方式進(jìn)行定位焊，定位焊縫有四點，四點定位焊縫各相距90°，再使用退焊法對焊縫進(jìn)行底面焊，即整個圓周的接縫處分成4段短焊道，每段由后向前焊，各段依次焊接，并使每段的終點與前一段的起點重合，焊完當(dāng)前段而到達(dá)前一段的起點時，起點的溫度還很高，因此溫度差不很大。這樣改善了不均勻加熱和冷卻的程度，減少了焊后的應(yīng)力與變形。

18、步驟7：打開循環(huán)泵，將冷卻液流入冷卻池，調(diào)整溢流調(diào)整管高度，保證冷卻液沒過真空容器法蘭的下表面1-3mm；

19、步驟8：開啟機械手上的焊接設(shè)備對真空容器法蘭和真空容器筒體的接縫處進(jìn)行填充焊3道，蓋面焊1道后焊接完成，帶溫控水箱和循環(huán)泵啟動控制冷卻液溫度在65-75℃；保證焊接時焊件受熱均勻，減少殘余應(yīng)力與變形。

20、步驟9：焊接完成拆卸真空容器。

21、優(yōu)選的，上述步驟中法蘭盤的厚度為10mm，筒體板厚為5mm，筒體直徑為200mm，材料為304不銹鋼，法蘭盤開單邊v型坡口，坡口角度為55°，鈍邊為2mm；冷卻液溫度設(shè)置為70℃；采用氬弧焊，氬氣純度為99.99%，焊接設(shè)備的電流為125a，焊接電壓為22v；焊絲為藥芯焊絲；焊接速度60-90mm/min；火焰槍所使用的乙炔壓力調(diào)整為0.05mpa，氧氣壓力調(diào)整為0.2mpa，火焰噴射在焊接縫位置的溫度150攝氏度，加熱時間為5分鐘來消除內(nèi)應(yīng)力。

22、本發(fā)明的優(yōu)點：

23、1、本技術(shù)設(shè)置了火焰槍對真空容器法蘭和真空容器筒體的接縫處進(jìn)行預(yù)加熱以消除內(nèi)應(yīng)力，從而從第一層面上改良了焊接質(zhì)量；

24、2、本技術(shù)在設(shè)置了冷卻裝置，冷卻液為乙二醇型冷卻液，焊接溫度保持在一定溫度使得焊接真空容器法蘭形變小，對焊接的質(zhì)量在第二層面上起到了作用；

25、3、本技術(shù)里面設(shè)置了真空容器筒體夾具，可以保證真空容器筒體和真空容器法蘭的同心度，在第三層面上提高了焊接的質(zhì)量；

26、4、本技術(shù)在冷卻裝置中設(shè)置了溫度傳感器和循環(huán)泵，溫控水箱能精準(zhǔn)的控制冷卻液的溫度起到精準(zhǔn)控制冷卻液溫度；

27、5、本技術(shù)在冷卻池中設(shè)置了溢流調(diào)整管和o型圈可以根據(jù)不同工件來調(diào)整冷卻液的液面沒過法蘭的下表面1-3mm，以實現(xiàn)最大程度減少變形量。

28、