复合焊接堵头及封堵方法

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1.本发明涉及管道封堵技术领域，具体而言，涉及一种复合焊接堵头及封堵方法。

背景技术：

2.蒸汽发生器是高温气冷堆核电系统中最关键的设备之一，其中，蒸汽发生器给水端传热管的腐蚀破损一直是核电站非计划停堆和电站容量因子损失的主要因素。蒸汽发生器给水端传热管是一回路压力边界的重要组成部分，是防止放射性裂变产物外泄的重要屏障，其总面积占一回路冷却剂系统压力边界的80％。服役过程中，给水端传热管长期在高温、高压及高辐射剂量介质的冲刷下，会产生机械损伤或化学损伤，造成给水端传热管破损，从而发生放射性冷却剂外泄，造成严重的社会不良反响和巨大的经济损失。蒸汽发生器给水端传热管是一回路承压边界中最薄弱的环节，现行设计无法完全避免给水端传热管降质，据统计，目前世界上近半数的核电站蒸汽发生器是带着损伤运行的。
3.当给水端传热管发生严重降质时，通常采用堵管方式来避免二次侧流体受到放射污染。
4.常用的堵管技术包括爆炸堵管、焊接堵管和机械堵管。其中，爆炸堵管由于高残余应力，容易导致应力腐蚀，基本已不再使用；机械堵管工艺简单，堵管所需时间很短，目前广泛应用于在役堵管服务，但堵头结构复杂；焊接堵管虽广泛使用，但使用过程中存在焊深不足且结合强度较低的问题。

技术实现要素：

5.本发明的第一个目的在于提供一种复合焊接堵头，以解决现有焊接堵管方式存在焊深不足且结合强度较低的技术问题。
6.本发明提供的复合焊接堵头，包括堵头本体和环绕所述堵头本体的周向设置的钎料层，所述堵头本体包括沿其轴向依次设置的封堵段、螺纹段和凸台段，所述堵头本体开设有盲孔，所述盲孔的开放端位于所述凸台段，且向所述封堵段的方向延伸，所述盲孔连通所述凸台段、所述螺纹段和所述封堵段，其中，所述钎料层固定设置于所述封堵段；所述螺纹段具有与传热管的内螺纹相配合的外螺纹，且所述螺纹段的小径大于所述封堵段的最大直径，且所述螺纹段至少具有部分旋入所述传热管的第一位置和全部旋入所述传热管的第二位置；所述凸台段的外径不小于所述传热管的内螺纹的小径，所述凸台段靠近所述螺纹段的端面用于与传热管底端抵接。
7.进一步地，所述堵头本体还包括圆台段，所述圆台段具有相背设置的小端面和大端面，其中，所述大端面与所述封堵段固定连接，所述大端面的外径小于所述传热管的内螺纹的小径；所述小端面用于引导所述堵头本体安装入所述传热管的内部。
8.进一步地，所述盲孔贯穿所述封堵段，所述盲孔的封闭端由所述大端面形成。
9.进一步地，沿所述堵头本体的径向，所述螺纹段的凸出于所述封堵段的部位形成环形台阶面，所述钎料层靠近所述螺纹段的端面与所述环形台阶面抵接。
10.进一步地，所述环形台阶面的环宽不小于1.5mm。
11.所述堵头本体的材质与所述传热管的材质相同。
12.进一步地，沿所述堵头本体的轴向，所述封堵段的尺寸不小于所述传热管的内螺纹的三个螺距；和/或，沿所述堵头本体的轴向，所述螺纹段的尺寸不小于所述传热管的内螺纹的四个螺距；和/或，沿所述堵头本体的轴向，所述凸台段的尺寸不大于3mm。
13.进一步地，所述封堵段的最小壁厚不小于1.5mm。
14.本发明复合焊接堵头带来的有益效果是：
15.通过设置主要由堵头本体和钎料层组成的复合焊接堵头，其中，堵头本体包括沿其轴向依次设置的封堵段、螺纹段和凸台段，钎料层环绕设置于封堵段的周向，且凸台段开设有连通凸台段、螺纹段和封堵段的盲孔。当需要对给水端的传热管进行封堵时，由于给水端的传热管处于竖置状态，故堵头本体将从下至上安装入传热管，具体的安装过程为：将堵头本体通过其螺纹段与传热管的内螺纹螺旋配合，使堵头本体处于螺纹段部分旋入传热管的第一位置；之后，劈刀持续加热堵头凹槽内表面，热量经堵头传递给钎料，钎料熔化，液态的钎料在重力作用下向下流动，进入堵头本体与传热管之间；待钎料完全熔化后，机器人控制劈刀继续旋转堵头本体，以使堵头本体处于螺纹段全部旋入传热管的第二位置，此时，凸台段起到了定位堵头本体的作用，当劈刀旋转带动堵头旋转使凸台段与传热管底端有一定预紧力后，旋转停止。然后，对tig焊(tungsten inert gas welding，非熔化极惰性气体保护电弧焊)头进行定位，使tig焊头沿传热管的周向加热凸台段与传热管底端相接触的部位，使换热管的底部、凸台段的用于与传热管底端接触的部位以及螺纹段的靠近凸台段的部位熔化，待这部分材料熔化后，实现对堵头本体与传热管的进一步密封，从而达到封堵传热管的目的。
16.这种复合焊接堵头的设置形式，能够在螺纹钎焊时持续补充钎料，有效提升焊接质量。
17.另外，机械热脉冲劈刀钎焊与tig焊接相结合，增加了堵头本体与传热管的连接点位以及焊缝分布区域，在保证焊深的同时还提升了堵头本体与传热管的连接强度，而且，钎料熔化后还能够进入封堵本体与传热管之间的螺纹间隙中，实现了该位置处内螺纹与外螺纹的固定连接，防止堵头本体松动，堵管密封性好、可靠性高、寿命长。另外，在进行堵头本体与传热管的装配时，可以利用机器人与盲孔的配合，将堵头本体送入传热管，实现了远距离自动堵管，避免工作人员受到核辐射，使用安全性高，便于对蒸汽发生器给水端传热管进行快速堵管操作。
18.本发明的第二个目的在于提供一种封堵方法，以解决现有焊接堵管方式存在焊深不足且结合强度较低的技术问题。
19.本发明提供的封堵方法，使用上述复合焊接堵头对给水端的传热管进行封堵，包括如下步骤：机器人抓取堵头，使劈刀与盲孔配合进行定位，堵头本体通过其螺纹段与传热管的内螺纹螺旋配合，并使所述复合钎焊堵头处于所述螺纹段部分旋入所述传热管的第一位置；劈刀持续加热堵头盲孔内表面，将热量传递至所述堵头本体，使钎料层熔化，熔化的钎料进入所述堵头本体与所述传热管之间，形成环形的钎料焊缝；所述机器人控制劈刀继续旋动所述钎焊堵头，使所述钎焊堵头的所述螺纹段处于全部旋入所述传热管的第二位置，直至所述凸台段与管板接触并有一定预紧力；移开劈刀，定位tig焊接装置，tig焊头沿
所述传热管的周向加热所述凸台段与所述传热管相接触的部位，使所述凸台段的用于与所述传热管底端接触的部位以及所述螺纹段的靠近所述凸台段的部位熔化，凝固后，形成环形的自熔焊缝。
20.进一步地，所述钎焊堵头处于所述螺纹段部分旋入所述传热管的第一位置的步骤中，所述螺纹段未进入所述传热管的长度为两个螺距，所述螺距为所述传热管的内螺纹的螺距。
21.进一步地，所述劈刀与盲孔配合进行定位，通过劈刀将热量传递至所述堵头本体，使钎料层熔化，熔化的钎料进入所述堵头本体与所述传热管之间的步骤之后，等待设定时间，通入惰性保护气，再进行tig焊接。
22.进一步地，用于将所述钎料层设置于所述堵头本体的步骤包括：将膏状钎料粘附在所述堵头本体的封堵段的外周面，获得厚度大于设定厚度的膏状钎料层，其中，所述设定厚度为：所述螺纹段与所述封堵段两者沿所述堵头本体的轴向投影所形成的圆环的环宽；烧结设置有所述膏状钎料层的所述堵头本体，使所述膏状钎料层与所述封堵段之间发生微冶金结合；对经过烧结的膏状钎料层进行加工，获得呈环状的所述钎料层，所述钎料层的内环面与所述封堵段紧密贴合，所述钎料层的外环面的直径等于所述传热管的内螺纹的小径。
23.进一步地，所用劈刀具备旋转以及加热堵头的双重功能。
24.本发明封堵方法带来的有益效果是：钎料层受热熔化，在螺纹段向第一位置运动的过程中，利用液态钎料的毛细作用，使之进入螺纹段与传热管的螺纹间隙中，实现对该螺纹间隙的初步密封；之后，随着螺纹段继续向第二位置运动的过程中，一方面，增加螺纹段与传热管的有效旋合长度，提高堵头本体与传热管的连接可靠性，另一方面，螺纹段的外螺纹与传热管的内螺纹之间的螺旋传动，形成对液态钎料的搅拌、挤压作用，不仅使液态钎料中的气孔被挤破，减少或避免气孔等缺陷的产生，提高钎焊质量，从而保证焊接密封性，而且，还利于液态钎料向螺纹间隙的进一步流动，使得液态钎料能够尽可能充分的填满螺纹段与传热管之间的螺纹间隙，从而使得液态钎料凝固后，螺纹段与传热管之间的钎焊长度也得到有效增加，增加堵头本体与传热管之间的密封效果。
25.堵头材料与传热管材料相同，尾部圆环凸台与传热管末端紧密贴合，使用tig自熔焊接实现同质焊接，在避免了较大残余应力的同时减少了脆性相以及裂纹等缺陷的产生，有效提升焊接接头性能；钎焊与tig自熔焊接相结合，对传热管产生双重保护，堵管工作更可靠、寿命更长。
26.该封堵方法采用上述复合焊接堵头对给水端的传热管进行封堵，相应的，该封堵方法具有上述复合焊接堵头的所有优势，在此不再一一赘述。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
28.图1为给水端的传热管在端口处的结构示意图；
29.图2为本发明实施例提供的复合焊接堵头的结构示意图；
30.图3为本发明实施例提供的封堵方法的步骤示意图；
31.图4为本发明实施例提供的复合焊接堵头将钎料层设置于堵头本体的步骤示意图。
32.附图标记说明：
33.010-堵头本体；020-钎料层；030-传热管；031-内螺纹；040-劈刀；050-管板；060-tig焊头；
34.100-封堵段；200-螺纹段；300-凸台段；400-盲孔；500-圆台段；
35.210-外螺纹；220-环形台阶面；
36.510-小端面；520-大端面。
具体实施方式
37.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
38.图1为给水端的传热管030在端口处的结构示意图。如图1所示，给水端的传热管030与管板050固定连接，传热管030设置有内螺纹031。
39.图2为本实施例提供的复合焊接堵头的结构示意图。如图2所示，本实施例提供了一种复合焊接堵头，包括堵头本体010和环绕堵头本体010的周向设置的钎料层020，具体地，堵头本体010包括沿其轴向依次设置的封堵段100、螺纹段200和凸台段300，堵头本体010开设有盲孔400，盲孔400的开放端位于凸台段300，且向封堵段100的方向延伸，盲孔400连通凸台段300、螺纹段200和封堵段100，其中，钎料层020固定设置于封堵段100；螺纹段200具有与传热管030的内螺纹031相配合的外螺纹210，且螺纹段200的小径大于封堵段100的最大直径；凸台段300的外径不小于传热管030的内螺纹031的小径，凸台段300靠近螺纹段200的端面用于与传热管030底端抵接；螺纹段200至少具有部分旋入传热管030的第一位置和全部旋入传热管030的第二位置。
40.当需要对给水端的传热管030进行封堵时，由于给水端的传热管030处于竖置状态，故堵头本体010将从下至上安装入传热管030，具体的安装过程为：机器人抓取堵头，使劈刀040与盲孔400配合进行定位，堵头本体010通过其螺纹段200与传热管030的内螺纹031螺旋配合，并使所述钎焊堵头处于所述螺纹段200部分旋入所述传热管030的第一位置，如图3中的(a)所示；之后，劈刀040持续加热堵头盲孔400内表面，将热量传递至所述堵头本体010，使钎料层020熔化，熔化的钎料进入所述堵头本体010与所述传热管030之间，形成环形的钎料焊缝，如图3中的(b)所示；待钎料完全熔化后，所述机器人控制劈刀040继续旋动所述钎焊堵头，使所述钎焊堵头的所述螺纹段200处于全部旋入所述传热管030的第二位置，直至所述堵头尾部圆环凸台与管板接触并有一定预紧力，如图3中的(c)所示；移开劈刀040，定位tig焊接装置，tig焊头060沿所述传热管030的周向加热所述凸台段300与所述传热管030相接触的部位，使所述凸台段300的用于与所述传热管030底端接触的部位以及所述螺纹段200的靠近所述凸台段300的部位熔化，凝固后，形成环形的自熔焊缝。
41.这种复合焊接堵头的设置形式，钎料层020受热熔化，在螺纹段200向第一位置运
动的过程中，利用液态钎料的毛细作用，使之进入螺纹段200与传热管030的螺纹间隙中，实现对该螺纹间隙的初步密封；之后，随着螺纹段200继续向第二位置运动的过程中，一方面，增加螺纹段200与传热管030的有效旋合长度，提高堵头本体010与传热管030的连接可靠性，另一方面，螺纹段200的外螺纹210与传热管030的内螺纹031之间的螺旋传动，形成对液态钎料的搅拌、挤压作用，不仅使液态钎料中的气孔被挤破，减少或避免气孔等缺陷的产生，提高钎焊质量，从而保证焊接密封性，而且，还利于液态钎料向螺纹间隙的进一步流动，使得液态钎料能够尽可能充分的填满螺纹段200与传热管030之间的螺纹间隙，从而使得液态钎料凝固后，螺纹段200与传热管030之间的钎焊长度也得到有效增加，增加堵头本体010与传热管030之间的密封效果。
42.另外，能够实现机械热脉冲劈刀040钎焊与tig焊接相结合，增加了堵头本体010与传热管030的连接点位以及焊缝分布区域，在保证焊深的同时还提升了堵头本体010与传热管030的连接强度，而且，钎料熔化后还能够进入封堵本体与传热管030之间的螺纹间隙中，实现了该位置处内螺纹031与外螺纹210的固定连接，防止堵头本体010松动，堵管密封性好、可靠性高、寿命长。另外，在进行堵头本体010与传热管030的装配时，可以利用机器人与盲孔400的配合，将堵头本体010送入传热管030，实现了远距离自动堵管，避免工作人员受到核辐射，使用安全性高，便于对蒸汽发生器给水端传热管030进行快速堵管操作。
43.再者，堵头材料与传热管材料相同，凸台段300与传热管末端紧密贴合，使用tig自熔焊接实现同质焊接，在避免了较大残余应力的同时减少了脆性相以及裂纹等缺陷的产生，有效提升焊接接头性能；钎焊与tig自熔焊接相结合，对传热管产生双重保护，堵管工作更可靠、寿命更长。
44.具体地，如图1和图2所示，本实施例中，传热管030的内螺纹031的小径为d；螺纹段200的小径为d1，螺纹段200的大径为d1；封堵段100的最大直径为d2；凸台段300的外径为d2。也就是说，d1＞d2，d2≥d。
45.请继续参照图2，本实施例中，堵头本体010还可以包括圆台段500，圆台段500具有相背设置的小端面510和大端面520，其中，大端面520与封堵段100固定连接，大端面520的外径小于传热管030的内螺纹031的小径；小端面510用于引导堵头本体010安装如传热管030的内部。
46.在对复合焊接堵头进行装配时，使堵头本体010的圆台段500朝向传热管030，由圆台段500的小端面510对装配过程进行定位、引导，使得堵头本体010顺利地进入传热管030中。该设置能够提高复合焊接堵头的装配效率，从而提高封堵效率。并且，通过使大端面520的外径小于传热管030的内螺纹031的小径，即：大端面520的外径小于螺纹段200的小径，使得沿堵头本体010的轴向，圆台段500的外轮廓完全落入螺纹段200，从而避免了复合焊接堵头装配过程中，因圆台段500大端面520过大而导致的对传热管030的内螺纹031造成破坏的情形，对传热管030的内螺纹031起到了一定的保护作用。
47.请继续参照图2，本实施例中，盲孔400贯穿封堵段100，盲孔400的封闭端由圆台段500的大端面520形成。
48.通过将盲孔400设置为贯穿封堵段100，使得劈刀040能够伸入至封堵段100的末端，保证封堵段100沿轴向的各个位置均能够被劈刀040传递来的热量加热，从而使环绕封堵段100的钎料层020以较为均匀的速度熔化，避免因钎料层020局部受热不均而导致的流
动性变差的情形。
49.请继续参照图2，本实施例中，沿堵头本体010的径向，螺纹段200的凸出于封堵段100的部位形成环形台阶面220，钎料层020靠近螺纹段200的端面与环形台阶面220抵接。
50.环形台阶面220的设置，能够对钎料层020的设置起到一定的限位作用，避免钎料层020在设置时将螺纹段200的外螺纹210覆盖。而且，该设置还对钎料层020起到一定的支撑作用，防止本实施例复合焊接堵头向上装入传热管030时，导致的钎料层020从下滑脱堵头本体010。
51.具体地，环形台阶面220的环宽不小于1.5mm，也就是说，(d1-d2)/2≥1.5mm。该设置能够保证环形台阶面220具有足够的宽度对钎料层020进行限位和支撑。
52.优选地，本实施例中，沿堵头本体010的轴向，封堵段100的尺寸不小于传热管030的内螺纹031的三个螺距。该设置使得封堵段100具有足够的高度进行钎料层020的设置，以保证钎焊效果。
53.优选地，本实施例中，沿堵头本体010的轴向，螺纹段200的尺寸不小于传热管030的内螺纹031的四个螺距。该设置使得堵头本体010旋接于传热管030时，其螺纹段200与传热管030的内螺纹031之间具有足够的配合长度。
54.优选地，本实施例中，沿堵头本体010的轴向，凸台段300的尺寸不大于3mm。也就是说，凸台段300的厚度不大于3mm。该设置使得在本实施例复合焊接堵头完成对传热管030的封堵后，由传热管030的端口所露出的结构较少。
55.请继续参照图2，本实施例中，封堵段100的最小壁厚不小于1.5mm。该设置保证了封堵段100的结构强度，避免本实施例复合焊接堵头在使用时，封堵段100出现弯折、断裂。
56.图3为本实施例提供的封堵方法的步骤示意图。如图3所示，本实施例还提供了一种封堵方法，使用上述复合焊接堵头对给水端的传热管030进行封堵，包括如下步骤：
57.第一步：机器人抓取堵头，使劈刀040与盲孔400配合进行定位，堵头本体010通过其螺纹段200与传热管030的内螺纹031螺旋配合，并使所述钎焊堵头处于所述螺纹段200部分旋入所述传热管030的第一位置，如图3中的(a)所示；第二步：之后，劈刀040持续加热堵头盲孔400内表面，将热量传递至所述堵头本体010，使钎料层020熔化，熔化的钎料进入所述堵头本体010与所述传热管030之间，形成环形的钎料焊缝，如图3中的(b)所示；第三步：待钎料完全熔化后，所述机器人控制劈刀040继续旋动所述钎焊堵头，使所述钎焊堵头的所述螺纹段200处于全部旋入所述传热管030的第二位置，直至所述所述堵头尾部圆环凸台与管板接触并有一定预紧力，如图3中的(c)所示；第四步：移开劈刀040，定位tig焊接装置，tig焊头060沿所述传热管030的周向加热所述凸台段300与所述传热管030相接触的部位，使所述凸台段300的用于与所述传热管030底端接触的部位以及所述螺纹段200的靠近所述凸台段300的部位熔化，凝固后，形成环形的自熔焊缝。
58.该封堵方法采用上述复合焊接堵头对给水端的传热管030进行封堵，相应地，该封堵方法具有上述复合焊接堵头的所有优势，在此不再一一赘述。
59.另外，通过在堵头本体010的外周同时形成两圈焊缝，其中，一圈为在螺纹段200与传热管030的内螺纹031之间形成的钎料焊缝，另一圈为在螺纹段200与凸台段300二者衔接处形成的自熔焊缝，对堵头本体010在传热管030内部起到了有效的支撑作用，提高了堵头本体010的安装稳定性。
60.而且，对于堵头本体010的二次焊接，是利用堵头本体010的自熔实现，无需添加其他焊材，避免了因焊材与堵头本体010材质不同而导致的无法密封的情形。同时，对于堵头本体010的自熔焊仅在堵头本体010的外周进行，不会对堵头本体010的中间主体结构造成影响，也不会影响到已经完成的钎料焊缝。
61.本实施例中，在对堵头本体010进行自熔焊时，螺纹段200的靠近凸台段300的部位熔化，也就是说，在对传热管030进行封堵时，螺纹段200至少起到下述两个作用：与传热管030的内螺纹031连接，使得堵头本体010与传热管030螺旋配合；螺纹段200的齿牙自熔，在螺纹段200的齿牙与传热管030的齿形的配合作用下，熔化的齿牙填充至传热管030的齿形，实现螺纹段200与传热管030之间的密封。与此同时，凸台段起到了定位堵头本体010的作用，当劈刀040旋转带动堵头旋转使凸台段与传热管030底端有一定预紧力后，旋转停止。
62.具体地，在机器人控制劈刀040继续旋动所述钎焊堵头，使所述钎焊堵头的所述螺纹段200处于全部旋入所述传热管030的第二位置，直至所述所述堵头尾部圆环凸台与管板接触并有一定预紧力之后，还包括步骤：等待设定时间，通入惰性保护气，再进行tig焊接。其中，设定时间可以为1min。
63.通过该设置，使得熔化的钎料具有足够的时间进入堵头本体010与传热管030之间的间隙，保证钎焊密封的可靠性。而且，通过等待设定时间，还能够使堵头本体010的温度得到一定程度的降低，以保证钎料的充分凝固，降低自熔焊阶段对钎料焊缝的不利影响。
64.图4为本实施例提供的复合焊接堵头将钎料层020设置于堵头本体010的步骤示意图。如图4所示，用于将钎料层020设置于堵头本体010(未设置钎料层020的堵头本体010如图4中的(a)所示)的步骤包括：s110：将膏状钎料粘附在堵头本体010的封堵段100的外周面，获得厚度大于设定厚度的膏状钎料层，如图4中的(b)所示，其中，设定厚度为：螺纹段200与封堵段100两者沿堵头本体010的轴向投影所形成的的圆环的环宽，即：设定厚度＝(d1-d2)/2；s120：烧结设置有膏状钎料层的堵头本体010，使膏状钎料层与封堵段100之间发生微冶金结合，如图4中的(c)所示；s130：对经过烧结的膏状钎料层进行加工，获得呈环状的钎料层020，钎料层020的内换面与封堵段100紧密贴合，钎料层020的外环面的直径等于传热管030的内螺纹031的小径，如图4中的(d)所示。
65.这种先利用膏状钎料预形成钎料层020的设置形式，便于钎料层020与堵头本体010的连接，并且，通过进一步的烧结加工，能够保证钎料层020与堵头本体010之间的连接紧密性，同时，也保证钎料层020具有足够的密度。
66.需要说明的是，上述步骤s120中，将粘附膏状钎料层的堵头本体010置于真空钎焊炉中预置烧结，以使钎料与堵头发生微冶金结合。
67.本实施例中，预置钎料不高于封堵段100。
68.以下为本实施例封堵方法的一个具体实施例。
69.第一步：机器人抓取堵头，使劈刀040与盲孔400配合进行定位，堵头本体010通过其螺纹段200与传热管030的内螺纹031螺旋配合，并使所述钎焊堵头处于所述螺纹段200部分旋入所述传热管030的第一位置，如图3中的(a)所示；第二步：劈刀040持续加热堵头盲孔400内表面，将热量传递至所述堵头本体010，使钎料层020熔化，熔化的钎料进入所述堵头本体010与所述传热管030之间，形成环形的钎料焊缝，如图3中的(b)所示；第三步：待钎料完全熔化后，所述机器人控制劈刀040继续旋动所述钎焊堵头，使所述钎焊堵头的所述螺纹
段200处于全部旋入所述传热管030的第二位置，直至所述堵头尾部圆环凸台与管板接触并有一定预紧力，如图3中的(c)所示；第四步：移开劈刀040，定位tig焊接装置，tig焊头060沿所述传热管030的周向加热所述凸台段300与所述传热管030相接触的部位，使所述凸台段300的用于与所述传热管030底端接触的部位以及所述螺纹段200的靠近所述凸台段300的部位熔化，凝固后，形成环形的自熔焊缝，至此完成给水端030的堵管工作。
70.本实施例中，tig焊头060的具体结构及其如何进行360
°
旋转焊接，为本领域技术人员可以根据现有技术获得的，这并非本技术的改进点，故不再赘述。
71.综上所述，本发明具有如下有益效果：采用一体式堵头，结构简单，便于预置钎料层020，易于安装；本发明中的封堵方法简单，操作简便，采用机械热脉冲劈刀040钎焊与tig焊接结合，在保证了焊深的同时提升了焊接接头的结合强度，堵管密封性好、可靠性高、寿命高，利用机器人可实现远距离自动堵管，避免人员受到核辐射，能够对蒸汽发生器给水端传热管进行快速堵管。
72.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
73.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
74.上述实施例中，诸如“上”、“下”、“侧”等方位的描述，均基于附图所示。
75.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：

1.一种复合焊接堵头，其特征在于，包括堵头本体(010)和环绕所述堵头本体(010)的周向设置的钎料层(020)，所述堵头本体(010)包括沿其轴向依次设置的封堵段(100)、螺纹段(200)和凸台段(300)，所述堵头本体(010)开设有盲孔(400)，所述盲孔(400)的开放端位于所述凸台段(300)，且向所述封堵段(100)的方向延伸，所述盲孔(400)连通所述凸台段(300)、所述螺纹段(200)和所述封堵段(100)，其中，所述钎料层(020)固定设置于所述封堵段(100)；所述螺纹段(200)具有与传热管(030)的内螺纹(031)相配合的外螺纹(210)，且所述螺纹段(200)的小径大于所述封堵段(100)的最大直径，且所述螺纹段(200)至少具有部分旋入所述传热管(030)的第一位置和全部旋入所述传热管(030)的第二位置；所述凸台段(300)的外径不小于所述传热管(030)的内螺纹(031)的小径，所述凸台段(300)靠近所述螺纹段(200)的端面用于与传热管底端抵接。2.根据权利要求1所述的复合焊接堵头，其特征在于，所述堵头本体(010)还包括圆台段(500)，所述圆台段(500)具有相背设置的小端面(510)和大端面(520)，其中，所述大端面(520)与所述封堵段(100)固定连接，所述大端面(520)的外径小于所述传热管(030)的内螺纹(031)的小径；所述小端面(510)用于引导所述堵头本体(010)安装入所述传热管(030)的内部。3.根据权利要求2所述的复合焊接堵头，其特征在于，所述盲孔(400)贯穿所述封堵段(100)，所述盲孔(400)的封闭端由所述大端面(520)形成。4.根据权利要求1所述的复合焊接堵头，其特征在于，沿所述堵头本体(010)的径向，所述螺纹段(200)的凸出于所述封堵段(100)的部位形成环形台阶面(220)，所述钎料层(020)靠近所述螺纹段(200)的端面与所述环形台阶面(220)抵接。5.根据权利要求1所述的复合焊接堵头，其特征在于，沿所述堵头本体(010)的轴向，所述封堵段(100)的尺寸不小于所述传热管(030)的内螺纹(031)的三个螺距；和/或，沿所述堵头本体(010)的轴向，所述螺纹段(200)的尺寸不小于所述传热管(030)的内螺纹(031)的四个螺距；和/或，沿所述堵头本体(010)的轴向，所述凸台段(300)的尺寸不大于3mm。6.根据权利要求1所述的复合焊接堵头，其特征在于，所述堵头本体(010)的材质与所述传热管(030)的材质相同。7.一种封堵方法，其特征在于，使用权利要求1-6任一项所述的复合焊接堵头对给水端的传热管(030)进行封堵，包括如下步骤：机器人抓取堵头，使劈刀(040)与盲孔(400)配合进行定位，堵头本体(010)通过其螺纹段(200)与传热管(030)的内螺纹(031)螺旋配合，并使所述复合钎焊堵头处于所述螺纹段(200)部分旋入所述传热管(030)的第一位置；劈刀(040)持续加热堵头盲孔(400)内表面，将热量传递至所述堵头本体(010)，使钎料层(020)熔化，熔化的钎料进入所述堵头本体(010)与所述传热管(030)之间，形成环形的钎料焊缝；所述机器人控制劈刀继续旋动所述钎焊堵头，使所述钎焊堵头的所述螺纹段(200)处于全部旋入所述传热管(030)的第二位置，直至所述凸台段(300)与管板接触并有一定预紧力；移开劈刀(040)，定位tig焊接装置，tig焊头(060)沿所述传热管(030)的周向加热所述凸台段(300)与所述传热管(030)相接触的部位，使所述凸台段(300)的用于与所述传热管
(030)底端接触的部位以及所述螺纹段(200)的靠近所述凸台段(300)的部位熔化，凝固后，形成环形的自熔焊缝。8.根据权利要求7所述的封堵方法，其特征在于，所述钎焊堵头处于所述螺纹段(200)部分旋入所述传热管(030)的第一位置的步骤中，所述螺纹段(200)未进入所述传热管(030)的长度为两个螺距，所述螺距为所述传热管(030)的内螺纹(031)的螺距。9.根据权利要求7所述的封堵方法，其特征在于，所述劈刀(040)具备旋转以及加热堵头的双重功能，劈刀(040)与盲孔(400)配合进行定位，通过劈刀(040)将热量传递至所述堵头本体(010)，使钎料层(020)熔化，熔化的钎料进入所述堵头本体(010)与所述传热管(030)之间的步骤之后，等待设定时间，通入惰性保护气，再进行tig焊接。10.根据权利要求7所述的封堵方法，其特征在于，用于将所述钎料层(020)设置于所述堵头本体(010)的步骤包括：将膏状钎料粘附在所述堵头本体(010)的封堵段(100)的外周面，获得厚度大于设定厚度的膏状钎料层，其中，所述设定厚度为：所述螺纹段(200)与所述封堵段(100)两者沿所述堵头本体(010)的轴向投影所形成的圆环的环宽；烧结设置有所述膏状钎料层的所述堵头本体(010)，使所述膏状钎料层与所述封堵段(100)之间发生微冶金结合；对经过烧结的膏状钎料层进行加工，获得呈环状的所述钎料层(020)，所述钎料层(020)的内环面与所述封堵段(100)紧密贴合，所述钎料层(020)的外环面的直径等于所述传热管(030)的内螺纹(031)的小径。

技术总结

本发明提供了一种复合焊接堵头及封堵方法，涉及管道封堵技术领域，为解决现有焊接堵管方式存在焊深不足且结合强度较低的问题而设计。该复合焊接堵头包括堵头本体和环绕所述堵头本体的周向设置的钎料层，堵头本体包括沿其轴向依次设置的封堵段、螺纹段和凸台段，堵头本体开设有盲孔，盲孔的开放端位于凸台段，且向封堵段的方向延伸，盲孔连通凸台段、螺纹段和封堵段，其中，钎料层固定设置于封堵段；螺纹段具有与传热管的内螺纹相配合的外螺纹，且螺纹段的小径大于封堵段的最大直径；凸台段的外径不小于传热管的内螺纹的小径，凸台段靠近螺纹段的端面用于与传热管底端抵接。本发明在保证焊深的同时还提高了结合强度。保证焊深的同时还提高了结合强度。保证焊深的同时还提高了结合强度。