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ITER校正场线圈盒激光封焊获重要进展

2018-09-12 16:25
激光说
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日前,由等离子体所负责的ITER校正场线圈(CC)采购包中首个1:1全尺寸底部(BCC)模型线圈,顺利完成整体装配中最重要的一步——激光封焊。

CC线圈绕组装入线圈盒后是将盒体与盒盖进行整体装配封焊,为保证线圈的整体刚度必须保证线圈盒上所有焊缝全焊透。长达30米的焊缝如果采用常规焊接方法必将产生巨大的焊接变形导致无法满足线圈的外形尺寸要求。同时,为避免焊接时所产生的热量对线圈盒内部的绕组造成损伤,必须严格控制焊接时绕组表面的温度不超过200摄氏度。项目组在经过充分的技术调研后决定采用激光焊接方法。

在充分理解线圈盒激光焊接的技术难点基础上,CC项目组在国内率先搭建了首套20kW光纤激光焊接系统(为国际上公开报道的激光焊接技术工程应用的最大功率)。研究开发了超高功率大厚板激光焊接技术,掌握了大功率激光焊接熔深与热场精准控制以及大型复杂工程结构件焊接过程的应力场与应变场控制等关键技术,并形成CC线圈盒封焊的标准工艺规范,得到了英国焊接研究所TWI的高度赞许。

2018年6月,在ITER组织与欧洲核子研究组织的见证下,项目组顺利完成首个全尺寸BCC线圈盒的激光封焊,焊后线圈盒整体焊接变形≤4mm,焊缝质量达到ISO 13919-1 B级,绕组表面的温度控制在200度以内,实现了ITER校正场线圈盒高标准和高质量焊接。

该项技术的突破不仅表明项目组对高功率激光焊接设备与工艺研发终获成果,更是当前国内万瓦级激光焊接技术从实验室走向重大国际工程应用的重要里程碑。

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