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核用小直径传热管衬管焊接TIG焊枪的设计及优化
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作者 王振民 谢惠民 +5 位作者 李栩延 吴镐东 张梦金 王雪竹 张芩 田济语 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1-11,共11页
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... 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。 展开更多
关键词 小直径传热管 焊枪 刚度建模 有限元 衬管焊接
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核用小直径传热管自动化衬管焊接系统的研制
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作者 张美玲 张梦金 +3 位作者 刘刚 李栩延 田济语 吴镐东 《精密成形工程》 北大核心 2023年第5期105-114,共10页
目的针对核用小直径传热管长期服役于高温高压环境时易产生表面腐蚀缺陷等问题,研制一套自动化衬管焊接系统,以高效修复腐蚀传热管,并验证该焊接系统的可行性。方法采用以STM32F405RGT6微处理器为控制核心、植入FreeRTOS实时操作系统的... 目的针对核用小直径传热管长期服役于高温高压环境时易产生表面腐蚀缺陷等问题,研制一套自动化衬管焊接系统,以高效修复腐蚀传热管,并验证该焊接系统的可行性。方法采用以STM32F405RGT6微处理器为控制核心、植入FreeRTOS实时操作系统的方式设计了一款焊接控制系统;以微型TIG焊枪为执行机构、数字化焊接电源为功率输出设备,研制了一套自动化衬管焊接系统;最后以304不锈钢管为试样进行了衬管脉冲焊接试验。结果焊接试验过程稳定,无断弧现象,得到的焊缝衬管完全焊透,基管适度熔透,焊缝成形良好。可通过调整基值电流、峰值电流、脉冲频率和占空比等参数调控焊接热输入,获得优质的焊缝。结论研制的微型焊枪可适应传热管内部的狭小焊接工况;焊接电源能够满足焊接过程中的能量需求,提高了焊接过程的动态响应能力;焊接控制系统在硬件和软件层面上实现了焊枪和焊接电源的宏观调度,能够对焊接波形进行精细化调控。所研制的衬管焊接系统各项性能优秀,满足压水堆核用蒸汽发生器水箱内不锈钢传热管内衬管焊接高质量修复的需求。 展开更多
关键词 不锈钢传热管 衬管焊接 微型焊枪 焊接电源 实时操作系统
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高效埋弧焊工艺及设备的研究进展 被引量：1
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作者 王振民 李栩延 +2 位作者 唐嘉健 林三宝 田济语 《机电工程技术》 2021年第11期1-8,共8页
埋弧焊具有自动化程度高、焊接质量稳定、生产效率高、无弧光、烟尘少等优点,在制造业中得到广泛应用。在埋弧焊过程,电弧在焊剂覆盖的区域里燃烧,难以直接观察到焊接工艺过程,影响了埋弧焊工艺研究的深入。首先分析了国内外在埋弧焊熔... 埋弧焊具有自动化程度高、焊接质量稳定、生产效率高、无弧光、烟尘少等优点,在制造业中得到广泛应用。在埋弧焊过程,电弧在焊剂覆盖的区域里燃烧,难以直接观察到焊接工艺过程,影响了埋弧焊工艺研究的深入。首先分析了国内外在埋弧焊熔滴过渡方面的研究进展,确认渣壁过渡是埋弧焊熔滴的主导过渡形态;在此基础上,分析了影响埋弧焊焊缝成形的主要因素,进一步总结分析国内外关于埋弧焊电流波形控制方面的研究成果,并探讨焊接电流波形对焊缝成形及质量的影响规律;最后,从控制技术与功率变换技术两大方面深入探讨了埋弧焊焊接电源的国内外发展状况。数字化控制技术的普及和基于第三代宽禁带半导体器件SiC MOSFET的功率变换技术的进步将进一步推动埋弧焊工艺及设备向高频化、绿色化和高效化方向发展。 展开更多
关键词 埋弧焊 熔滴过渡 电流波形 焊接电源
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