一種燃料組件空間曲面結構下管座釬焊方法技術

本發明專利技術屬于燃料組件焊接技術領域，具體涉及一種燃料組件空間曲面結構下管座釬焊方法。包括空間曲面結構下管座釬焊需通過兩次釬焊而成，分別是下管座組裝件釬焊和下管座部件釬焊；下管座結構件、上筋條、下筋條、葉片組裝釬焊而成的零件叫下管座組裝件，下管座組裝、導向管座、儀表管座組裝釬焊而成的零件叫做下管座部件；整個下管座釬焊方法流程包括步驟一、下管座組裝件組裝點焊，步驟二、下管座組裝件涂料；步驟三、下管座組裝件釬焊；步驟四、下管座部件組裝點焊；步驟五、下管座部件涂料；步驟六、下管座部件釬焊；解決了管座釬焊后局部流道堵塞，未釬到、未釬滿缺陷的情況。

A brazing method of tube seat under the space curved structure of fuel assembly

【技術實現步驟摘要】
一種燃料組件空間曲面結構下管座釬焊方法
本專利技術屬于燃料組件焊接
，具體涉及一種燃料組件空間曲面結構下管座釬焊方法。
技術介紹
現核燃料組件下管座多采用防異物板與結構件相結合的分體結構形式(如圖1所示)，“華龍一號”燃料組件下管座，采用創造性的空間曲面結構形式(如圖2所示)，使用釬焊技術制造帶有流道和過濾功能一體化設計，利用流道本身的幾何形狀進行異物過濾，從而減小由于異物磨蝕引起的燃料破損。法國阿海琺集團一直在研究的燃料組件整體釬焊下管座，但從公開報道看，并未進入實用階段，將該技術應用到燃料組件下管座產品中。空間曲面結構下管座釬焊制造技術，已于2013年成功運用至CF3先導組件的生產，并進行入堆考驗，堆內運行情況良好。在國內現用的壓水堆制造中，釬焊工藝技術在管座制造中運用的堆型，屬國內首次研究運用。空間曲面下管座為十字交叉網狀性結構件，主要由以下五種零件組成：由以下5種106個零件組裝釬焊而成：下管座結構件(1個)、上筋條(15個)、下筋條(15個)、葉片Ⅰ(48個)、葉片Ⅱ(2個)、中心儀表管座(1個)和導向管座(24個)，組裝釬焊完成。在空間曲面結構下管座釬焊過程中，經過釬焊循環后，存在管座局部流道堵塞，未釬到、未釬滿缺陷的情況(如圖3所示)，且經過多次循環釬焊補焊仍不能解決，釬著率低，難以滿足嚴格的技術要求。下管座釬焊縫數量較多，并且技術文件對釬焊縫性能要求高，導致成品率非常低。影響釬焊縫成形及焊縫性能的因素多，釬焊工藝的研究尤為重要。下管座結構件四周，由于葉片鼓包凸起與下管座結構件四周間隙過小，該處釬焊縫局部流道堵塞。葉片與下管座結構件處釬焊縫未釬到或未釬滿。雙葉片結構處釬焊縫未釬到、未釬滿、局部氣孔。導向管座孔和儀表管座孔經機械加工后產生的孔口毛刺，由于葉片較薄，機加工后有很多較硬的卷邊毛刺，且打磨空間較小，致使鉗工手動去除難度大，生產效率低，且易磕傷、碰傷葉片，葉片變形，最終導致管座未釬到、未釬滿焊縫缺陷產生的幾率增大。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種燃料組件空間曲面結構下管座釬焊方法，解決了管座釬焊后局部流道堵塞，未釬到、未釬滿缺陷的情況。本專利技術的技術方案如下：一種燃料組件空間曲面結構下管座釬焊方法，包括空間曲面結構下管座釬焊需通過兩次釬焊而成，分別是下管座組裝件釬焊和下管座部件釬焊；下管座結構件、上筋條、下筋條、葉片組裝釬焊而成的零件叫下管座組裝件，下管座組裝、導向管座、儀表管座組裝釬焊而成的零件叫做下管座部件；整個下管座釬焊方法流程包括步驟一、下管座組裝件組裝點焊，步驟二、下管座組裝件涂料；步驟三、下管座組裝件釬焊；步驟四、下管座部件組裝點焊；步驟五、下管座部件涂料；步驟六、下管座部件釬焊；所述步驟一、下管座組裝件的組裝點焊；將下管座結構件、上筋條、下筋條、葉片組裝成下管座組裝件，用下管座組裝點焊夾具組裝定位焊接，確保釬焊縫間隙小于0.10mm；把下筋條裝入下管座結構件的筋條槽內，用工具輕敲下筋條使其與筋條槽底部貼平；把中間的中心葉片對扣裝入下管座結構件的相應的中間葉片槽內，再依次裝入其余葉片，用工具輕敲葉片頂部，使其與葉片槽及筋條貼緊；把上筋條裝入下管座結構件的筋條槽內，用工具輕敲上筋條使其與下筋條槽底部及葉片貼平；檢查上、下筋條及葉片的安裝位置是否正確，確保葉片的球凸方向正確，并保證葉片與筋條相互卡合；將組裝好的下管座組裝件用下管座組裝點焊夾具固定好；依次對上筋條、下筋條與下管座結構件連接處進行TIG固定對稱點焊。所述步驟二、下管座組裝件的涂料；將組裝固定點焊好的下管座組裝件進行背面涂料、正面涂料，之后進行釬焊；采用直線端部涂覆涂料方式，對下管座組裝件背面進行涂料，包括葉片與下筋條交叉處A，葉片與下管座結構件交叉處B，下筋條與下管座結構件交叉處C；翻轉至正面，采用直線端部涂覆涂料方式，對下管座組裝件正面進行涂料，包括葉片與上筋條交叉處D，葉片與下管座結構件交叉處E，上筋條2與下管座結構件交叉處F；在側面對葉片與下管座結構件交叉處G進行直線垂直涂料；在側面對上、下筋條與下管座結構件交叉處H進行直線垂直涂料.如釬料涂到非釬焊部位，應擦除干凈；全部涂料操作完成后，在下管座結構件底部四周涂止釬劑，防止釬焊料流至非釬焊位置。所述步驟三、下管座組裝件釬焊；將涂料完成的下管座組裝件裝入真空熱處理爐，將爐內真空抽至5×10-2Pa以下開始升溫；先在40～60分鐘內升溫至800℃，800℃保溫10分鐘后，在20分鐘內升溫至980～1040℃，在此溫度保溫30～60分鐘進行釬焊；最后以650℃/小時的冷卻速率充氬快冷至430℃，再爐冷至140℃以下出爐。所述步驟四、下管座部件的組裝點焊；將下管座組裝件、導向管座、中心儀表管座組裝成下管座部件，采用下管座導向管座點焊夾具組裝定位焊接，確保釬焊縫間隙小于0.10mm；將下管座組裝件上導向管座孔、中心儀表管座孔加工完畢，清洗后的下管座組裝件放入下管座導向管座點焊夾具中；將導向管座、儀表管座裝入下管座組裝件對應的安裝孔內，用工具輕敲導向管座、儀表管座使其與下筋條底部貼平；將夾具基體放入組裝固定好，調整頂緊螺釘，確保導向管座、儀表管座與筋條葉片之間縫隙；依次對導向管座與上筋條連接處，儀表管座與上筋條的連接處進行TIG固定對稱點焊；所述步驟五、下管座部件的涂料；將組裝固定點焊好的下管座部件進行涂料釬焊；在下管座部件背面，采用端部點涂方式，依次對導向管座與葉片交叉處J，導向管座與下筋條交叉處K，儀表管座與葉片交叉處L、儀表管座與下筋條交叉處M進行端部點涂；翻轉到正面，采用端部點涂方式；依次對導向管座與葉片交叉處N，導向管座與下筋條交叉處P，儀表管座與葉片交叉處Q、儀表管座與下筋條交叉處R進行端部點涂；如釬料涂到非釬焊部位，應擦除干凈。所述步驟六、下管座部件的釬焊；將涂料完成的下管座部件裝入真空熱處理爐，將爐內真空抽至5×10-2Pa以下開始升溫；先在40～60分鐘內升溫至800℃，800℃保溫10分鐘后，在20分鐘內升溫至980～1040℃，在此溫度保溫30～60分鐘進行釬焊；最后以650℃/小時的冷卻速率充氬快冷至430℃，再爐冷至140℃以下出爐。本專利技術的有益效果在于：采用設計的工裝夾具組裝的下管座組裝件和下管座部件，便于組裝操作，且釬焊縫間隙均勻，其間隙控制至在0.05～0.10mm之間，提高了組裝效率和質量。成功解決下管座局部流道堵塞、未釬到、未釬滿缺陷的情況，產品的一次釬著率達99％，成品率由30％提高至80％以上。該工藝已成功運用于“華龍一號”燃料組件下管座制造工藝，并進行輻照入堆考驗。為“華龍一號”燃料組件的研制、產業化運用及提高產品經濟性和競爭力奠定了堅實的技術本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種燃料組件空間曲面結構下管座釬焊方法，包括空間曲面結構下管座釬焊需通過兩次釬焊而成，分別是下管座組裝件釬焊和下管座部件釬焊；/n下管座結構件、上筋條、下筋條、葉片組裝釬焊而成的零件叫下管座組裝件，下管座組裝、導向管座、儀表管座組裝釬焊而成的零件叫做下管座部件；/n其特征在于：整個下管座釬焊方法流程包括步驟一、下管座組裝件組裝點焊，步驟二、下管座組裝件涂料；步驟三、下管座組裝件釬焊；步驟四、下管座部件組裝點焊；步驟五、下管座部件涂料；步驟六、下管座部件釬焊。/n

【技術特征摘要】
1.一種燃料組件空間曲面結構下管座釬焊方法，包括空間曲面結構下管座釬焊需通過兩次釬焊而成，分別是下管座組裝件釬焊和下管座部件釬焊；
下管座結構件、上筋條、下筋條、葉片組裝釬焊而成的零件叫下管座組裝件，下管座組裝、導向管座、儀表管座組裝釬焊而成的零件叫做下管座部件；
其特征在于：整個下管座釬焊方法流程包括步驟一、下管座組裝件組裝點焊，步驟二、下管座組裝件涂料；步驟三、下管座組裝件釬焊；步驟四、下管座部件組裝點焊；步驟五、下管座部件涂料；步驟六、下管座部件釬焊。


2.如權利要求1所述的一種燃料組件空間曲面結構下管座釬焊方法，其特征在于：所述步驟一、下管座組裝件的組裝點焊；
將下管座結構件、上筋條、下筋條、葉片組裝成下管座組裝件，用下管座組裝點焊夾具組裝定位焊接，確保釬焊縫間隙小于0.10mm；
把下筋條裝入下管座結構件的筋條槽內，用工具輕敲下筋條使其與筋條槽底部貼平；
把中間的中心葉片對扣裝入下管座結構件的相應的中間葉片槽內，再依次裝入其余葉片，用工具輕敲葉片頂部，使其與葉片槽及筋條貼緊；
把上筋條裝入下管座結構件的筋條槽內，用工具輕敲上筋條使其與下筋條槽底部及葉片貼平；
檢查上、下筋條及葉片的安裝位置是否正確，確保葉片的球凸方向正確，并保證葉片與筋條相互卡合；
將組裝好的下管座組裝件用下管座組裝點焊夾具固定好；
依次對上筋條、下筋條與下管座結構件連接處進行TIG固定對稱點焊。


3.如權利要求1所述的一種燃料組件空間曲面結構下管座釬焊方法，其特征在于：所述步驟二、下管座組裝件的涂料；
將組裝固定點焊好的下管座組裝件進行背面涂料、正面涂料，之后進行釬焊；
采用直線端部涂覆涂料方式，對下管座組裝件背面進行涂料，包括葉片與下筋條交叉處A，葉片與下管座結構件交叉處B，下筋條與下管座結構件交叉處C；
翻轉至正面，采用直線端部涂覆涂料方式，對下管座組裝件正面進行涂料，包括葉片與上筋條交叉處D，葉片與下管座結構件交叉處E，上筋條2與下管座結構件交叉處F；
在側面對葉片與下管座結構件交叉處G進行直線垂直涂料；
在側面對上、下筋條與下管座結構件交叉處H進行直線垂直涂料.
如釬料涂到非釬焊部位，應擦除干凈；
全部涂料操作完成后，在下管座結構件底部四周涂止釬劑，防止釬焊料流至非釬焊位置。

【專利技術屬性】
技術研發人員：李莎，尹富斌，陳思伊，李金魁，袁野，陳仲權，譚蘭衍，黃曉波，杜兵，
申請(專利權)人：中核建中核燃料元件有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51