屏蔽套是屏蔽式核主泵设备中的关键部件,它是典型的超薄、大长径比、高精度部件,加工和装配难度极大。在973课题“超薄大长径比屏蔽部件精密制造方法”的研究中,拟采用将矩形镍基合金板材卷筒后对其纵缝进行激光焊接的方法进行屏蔽套的制造研究。由于激光焊接要求焊接接头的装配精度很高,同时工件为超薄大长径比件,形状特殊,因此焊接接头安装精度难以保证。为使973课题的研究顺利进行,本文为核主泵屏蔽套激光纵缝焊接实验设计了一台专用激光焊接机。首先,对核主泵屏蔽套激光纵缝焊接时工件装夹的技术难点进行了分析。确定了焊接接头装配的难点在于难以在焊接接头全长范围内将接头厚度方向的错位误差控制在允许的范围内。然后,根据焊接接头装配的难点,提出了焊接接头装配的“局部变形对缝法”,利用焊接接头的弹性变形来补偿安装误差,使焊接接头在焊接点处满足安装精度的要求。并使用大型有限元软件ANSYS对此方法进行了仿真研究,验证了该方法的可行性,确定了该方法中的三个参数。其次,根据所提出的“局部变形对缝法”,应用系统分析的设计方法对焊接机进行了总体方案设计。根据焊接机的功能分析,将焊接机总体系统分为夹具子系统、焊接进给子系统和机架子系统3个子系统,共得到13种总体设计方案。通过方案的分组对比分析确定了焊接机的总体设计方案。最后,分别对焊接机的3个子系统进行了详细的结构设计。设计中充分应用了创新设计方法,设计得到了压头机构、悬吊式夹紧装置等新的结构,保证了焊接机功能的实现。同时充分使用了CAD/CAE技术对结构的关键部分进行了有限元分析,保证了结构设计可靠。最终设计出一台核主泵屏蔽套激光纵缝焊接机。