国内最先进最大功率的HWF-160ITER第一壁激光焊接工作站日前通过项目验收,并投入到国际热核聚变实验堆(ITER)第一壁半原型认证部件的焊接装配中。这标志着ITER增强热负荷第一壁板的首台关键生产制造设备已达到设计指标和投产要求,将成为2017年该部件全尺寸原型件的制作和后续采购包部件的批量生产的坚强后盾!同时,还可为核电、航空航天等其他领域提供高端制造技术服务。
ITER计划知多少
国际热核聚变实验堆(ITER)计划是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。ITER装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托克马克,俗称“人造太阳”。从能源长远的基本需求出发,2006年5月,中国ITER谈判联合小组与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同签署了ITER计划。
HWF-160ITER第一壁激光焊接工作站通过项目验收
该焊接工作站由核西物院与大族激光股份公司联合设计建造,采用IPG生产的16kW光纤激光器,拥有六轴KUKA机器人和五轴机床两个焊接工位,配备焊缝自动识别系统,既可实现三维柔性焊接,也可对小曲率半径如转角焊缝进行精确识别和焊接。该功率可熔透20mm不锈钢板,配合电弧复合填丝焊专用系统,焊接熔深可进一步大幅提升。
ITER第一壁板结构复杂,单个产品在1.4×1.0×0.3(m)空间内有八百多条焊缝,大熔深(15mm)焊接、深槽底部焊接、小曲率半径焊缝、焊接变形和焊缝背面飞溅等是我们面临的关键制造技术问题。结合激光焊接可达性强,热输入小,参数易于控制等优点,经过FWIT团队的不懈努力,上述问题已得到良好解决尤其是在控制焊缝背面飞溅技术方面,我们已经走在了世界前列,并在焊接夹具设计方面积累了丰富的经验。
所谓“人造太阳”,即先进超导托卡马克实验装置,也即国际热核聚变实验堆计划(ITER)建设工程,是当今世界迄今为止最大的热核聚变实验项目,旨在在地球上模拟太阳的核聚变,利用热核聚变为人类提供源源不断的清洁能源。核聚变能以氘氚为燃料,具有安全、洁净、资源无限3大优点,是最终解决我国乃至全人类能源问题的战略新能源。
人造太阳简介:
人造太阳是可控核聚变的俗称,因为太阳的原理就是核聚变反应。(核聚变反应主要借助氢同位素。核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射,不产生核废料,当然也不产生温室气体,基本不污染环境) 人们认识热核聚变是从氢弹爆炸开始的。科学家们希望发明一种装置,可以有效控制“氢弹爆炸”的过程,让能量持续稳定的输出。科学家们把这类装置比喻为“人造太阳”。
“人造太阳”是指科学家利用太阳核反应原理,为人类制造一种能提供能源的机器——人工可控核聚变装置,科学家称它为“全超导托克马克试验装置”。 (托卡马克是“磁线圈圆环室”的俄文缩写,又称环流器。这是一个由封闭磁场组成的“容器”,像一个中空的面包圈,可用来约束电离子的等离子体。)太阳的光和热,来源于氢的两个同胞兄弟——氘和氚(物理学叫氢的同位素)在聚变成一个氦原子的过程中释放出的能量。“人造太阳”就是模仿的这一过程。氢弹是人们最早制造出的“人造太阳”。但氢弹的聚变过程是不可控的,它瞬间释放出的巨大能量足以毁灭一切。而“全超导托克马克试验装置”却能控制这一过程。通过一种特殊的装置已经可以把氘氚的聚变燃料加热到四亿到五亿度的高温区,然后在这么高的温度下就发生了大量的聚变反应。目前在世界上最大的托克马克装置“欧洲联合环”上面已经获得了最大的聚变功率输出,到了16到17兆瓦。但是只能短暂地运行,也就是这个“磁笼”只能存在几秒、十几秒钟,聚变反应也是昙花一现!