【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，由中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院等離子體所承擔(dān)的國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆ITER計(jì)劃第12號(hào)赤道面診斷窗口系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成采購包(以下簡(jiǎn)稱“PI采購包”)核心部件——診斷屏蔽模塊蓋板焊接認(rèn)證工作順利完成，并通過ITER國際組織的制造準(zhǔn)備就緒評(píng)審會(huì)議(MRR)。
ITER第12號(hào)診斷窗口插件由插件殼體、診斷屏蔽模塊、第一壁、不銹鋼屏蔽托盤、5個(gè)子系統(tǒng)以及機(jī)械配件等構(gòu)成。該插件的核心部件之一——診斷屏蔽模塊，是為各子系統(tǒng)提供精準(zhǔn)且可靠的定位平臺(tái)，同時(shí)具備中子屏蔽、冷卻以及烘烤等功能，保障各子系統(tǒng)在適宜的環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。其外形尺寸為長(zhǎng)2342.5 mm、寬2011 mm、厚518 mm，在結(jié)構(gòu)中分布著約850個(gè)多規(guī)格的深孔和777個(gè)蓋板，通過密封焊形成一個(gè)高效的冷卻管網(wǎng)系統(tǒng)。其主要制造工藝有大型“口”字形鍛件一次性成型、高精度框架結(jié)構(gòu)制造、VQC-1A級(jí)管道焊接、長(zhǎng)深孔槍鉆、電火花特種加工、蓋板焊接、高精度燕尾裝配以及出廠測(cè)試等。診斷屏蔽模塊被定義為安全相關(guān)和一級(jí)真空邊界部件，其冷卻水回路蓋板焊接質(zhì)量及可靠性，直接影響ITER裝置的正常運(yùn)行。
針對(duì)ITER診斷屏蔽模塊蓋板數(shù)量繁多、形狀復(fù)雜、分布密集、焊接操作受限以及焊接質(zhì)量要求高等特點(diǎn)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開展不同焊接方法的可行性研究，最終確定采用以自動(dòng)化深熔ArcTIG焊接方法為主、手工TIG焊接為輔的雙焊接工藝方案。自主設(shè)計(jì)并建造國內(nèi)首臺(tái)9軸聯(lián)動(dòng)深熔ArcTIG焊接工作站，額定電流達(dá)720安培，可實(shí)現(xiàn)無焊接坡口設(shè)計(jì)下，一次性焊透3～10mm厚不銹鋼對(duì)接接頭，獲得根部焊縫成型均勻、無飛濺的高質(zhì)量焊縫。團(tuán)隊(duì)牽頭國內(nèi)企業(yè)充分驗(yàn)證了深熔ArcTIG焊接方法在大尺寸、異型蓋板焊接中的工程可靠性與穩(wěn)定性，其生產(chǎn)效率較手工TIG提升3至5倍。與此同時(shí)，全面完成了深熔ArcTIG、手工TIG和半自動(dòng)化TIG三種焊接工藝的認(rèn)證工作，著重解決了焊縫根部氧化和熱著色技術(shù)難題，其氧化等級(jí)優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)3級(jí)，編制的焊接認(rèn)證完工報(bào)告一次性通過ITER國際組織審核，有力推動(dòng)了蓋板的焊接生產(chǎn)。
診斷屏蔽模塊蓋板焊接制造準(zhǔn)備就緒評(píng)審會(huì)議(MRR)的成功通過，為診斷屏蔽模塊制造掃清最后一個(gè)阻礙點(diǎn)，同時(shí)也為國內(nèi)聚變裝置高標(biāo)準(zhǔn)水冷蓋板的焊接提供了豐富的工藝依據(jù)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
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