日前,由等離子體所負責的ITER校正場線圈(CC)采購包中首個1:1全尺寸底部(BCC)模型線圈,順利完成整體裝配中最重要的一步——激光封焊。
CC線圈繞組裝入線圈盒后是將盒體與盒蓋進行整體裝配封焊,為保證線圈的整體剛度必須保證線圈盒上所有焊縫全焊透。長達30米的焊縫如果采用常規焊接方法必將產生巨大的焊接變形導致無法滿足線圈的外形尺寸要求。同時,為避免焊接時所產生的熱量對線圈盒內部的繞組造成損傷,必須嚴格控制焊接時繞組表面的溫度不超過200攝氏度。項目組在經過充分的技術調研后決定采用激光焊接方法。
在充分理解線圈盒激光焊接的技術難點基礎上,CC項目組在國內率先搭建了首套20kW光纖激光焊接系統(為國際上公開報道的激光焊接技術工程應用的最大功率)。研究開發了超高功率大厚板激光焊接技術,掌握了大功率激光焊接熔深與熱場精準控制以及大型復雜工程結構件焊接過程的應力場與應變場控制等關鍵技術,并形成CC線圈盒封焊的標準工藝規范,得到了英國焊接研究所TWI的高度贊許。
2018年6月,在ITER組織與歐洲核子研究組織的見證下,項目組順利完成首個全尺寸BCC線圈盒的激光封焊,焊后線圈盒整體焊接變形≤4mm,焊縫質量達到ISO 13919-1 B級,繞組表面的溫度控制在200度以內,實現了ITER校正場線圈盒高標準和高質量焊接。
該項技術的突破不僅表明項目組對高功率激光焊接設備與工藝研發終獲成果,更是當前國內萬瓦級激光焊接技術從實驗室走向重大國際工程應用的重要里程碑。
轉載請注明出處。