【摘 要】
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焊接作为一种重要的工艺方法和手段已广泛地应用于航空、航天、造船、桥梁和原子能工业等领域。同时由于焊接接头是焊接结构件比较薄弱的区域，大多焊接结构件的失效都是从焊接
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焊接作为一种重要的工艺方法和手段已广泛地应用于航空、航天、造船、桥梁和原子能工业等领域。同时由于焊接接头是焊接结构件比较薄弱的区域，大多焊接结构件的失效都是从焊接接头开始，因此已越来越受到关注。EAST全超导托卡马克聚变实验装置作为一个大型的、复杂的、五层环体、不同温区的焊接真空容器，里面有成千上万个焊接接头，且绝大部分焊缝需满足严格的真空气密性要求。特别是EAST的核心部件超导磁体长期运行在液氦温区(3.8～4.2K)，这些磁体由近33000米铠装超导电缆导体CICC(Cable in Conduit Conductor)绕制而成。33000米CICC导体的铠甲由近3300个焊缝连接而成为一个密闭的液氦容器，如果有一个接头发生泄漏，那对EAST整个装置来说都是致命的。
本文在焊接接头的质量控制和可靠性方面作了重点分析和研究。由于在超导纵场磁体运行时，线圈盒将承受巨大的电动力，如果纵场磁体维持中心场强3.5T，那每个纵场线圈在其自场作用下将受到989.37吨的向心力，同时，对于不同的纵场线圈的运行电流，由极向场和等离子体所建立的磁场而引起的面外电动力对纵场磁体作用所产生的最大倾覆力矩为377.19吨·米。因此，这就要求纵场线圈盒零件的连接和封焊焊缝具有足够的强度。本文对此在宏观(力学性能)和微观(金相组织)作了较详细的分析。此外，在封焊过程中温升对线圈绝缘的影响也进行了模拟计算、测试和分析。液氦进出口短管(STUB)的焊接作为线圈绕制中一道关键的工序，从焊接温度和质量控制两个方面作了计算分析和测试。作为盛装高温等离子体的内真空室，由于诊断、抽空、加热等需要，其焊接结构的设计比较复杂，焊接残余应力和焊接变形的分析是一个比较重要的环节。本文利用SYSWELD数值模拟分析软件，对真空室1/16段对接，垂直颈管与真空室本体的焊接的焊接热源、焊接程序、焊接变形和焊接残余应力等开展了一系列的模拟分析和尝试，并将分析的结果与实验和实物情况进行了一些比较分析。为将来类似结构件的数值模拟提供一些依据和参考。
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