CN114918618A - 一种控制棒的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控制棒的加工方法,具体的,准备一根实心棒以及一根空心棒,将所述实心棒以及所述空心棒加上钎料进行套合,采用感应钎焊的方式进行焊接,所述空心棒另一端加端盖,所述端盖焊接时采用二次加热方式进行焊接。一方面,由于感应钎焊温度可控,瞬时温度会太高,可保证金属母材不被破坏,使得工件表面平整,同时,保证工件圆周方向均匀焊接,对于核反应堆内用的零件,此种焊接方式相对比较安全;另一方面,所述端盖采用二次加热方式,不仅解决了所述空心棒内残余空气对焊接的影响,焊接结束以后,由于工件内部压强远远低于外界大气压,工件不仅保留了钎焊的力,同时还有大气压对其的压力,工件更加稳定。

Description

一种控制棒的加工方法
技术领域
本发明涉及感应钎焊技术领域,特别是涉及一种控制棒的加工方法。
背景技术
为了控制链式反应的速率在一个预定的水平上,需用吸收中子的材料做成吸收棒,称之为控制棒和安全棒。控制棒用来补偿燃料消耗和调节反应速率,安全棒用来快速停止链式反应。吸收体材料一般是硼、碳化硼、镉、银铟镉等。控制棒是由硼和镉等易于吸收中子的材料制成的。当控制棒完全插入反应中心时,能够吸收大量中子,要停止链式反应的进行,将控制棒完全插入核反应中心吸收掉大部分中子即可。由此可以看出,控制棒在核反应堆中的作用及其重要。
控制棒通常是由一根不锈钢实心管和一根不锈钢空心管焊接而成。空心管内部放置吸收体材料,并且一端与实心管一端焊接,另一端焊接一个端盖保证整根控制棒内部的密封性。
现有技术中,一般使用冷焊进行控制棒的制造,利用充电电容,以10-3~10-1秒的周期,10-6~10-5秒的超短时间放电。电极材料与模具接触部位会被加热到8000~10000℃,等离子化状态的熔融金属以冶金的方式过渡到工件的表面。由于与母材之间产生了合金化作用,向工件内部扩散,熔渗,形成了扩散层,得到了高强度的结合。
此种焊接方式强度虽然达到了,但是一方面,由于冷焊瞬时温度太高,冷焊会导致金属母材局部破坏,使得工件表面凹凸不平,不仅难以打磨,打磨过程中,还会导致焊接部位的空心管厚度发生变化,对于核反应堆内用的零件,此种焊接方式会有很大的安全隐患,另一方面,冷焊无法保证工件圆周方向均匀焊接,工件很可能没有满焊,存在泄漏的风险。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题,本发明提供了一种控制棒的加工方法,采用感应钎焊的焊接方式,解决了冷焊无法保证工件圆周方向均匀焊接,工件很可能没有满焊,存在泄漏的风险的技术问题。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种控制棒的加工方法,包括以下步骤:
准备一根实心棒,一根空心棒,将所述实心棒一端加工出一个第一台阶,在所述第一台阶圆周方向上套上钎料环,所述钎料环的高度小于所述第一台阶的高度;
将套好所述钎料环的所述第一台阶套合至所述空心棒一端,使所述第一台阶端面与所述空心棒端面贴合;
将两根套接好的第一金属棒竖直放置,所述空心棒在上,所述实心棒在下,并将所述实心棒固定,采用感应钎焊,在所述空心棒和所述实心棒套合处,套上感应线圈并连接感应加热设备对所述空心棒和所述实心棒套合处进行加热;
当所述钎料环融化后,控制所述感应加热设备停止加热,所述第一金属棒在冷却过程中,对所述空心棒另一端持续加压,使所述第一台阶端面与所述空心棒端面始终保持贴合,当冷却温度降至800℃以下,撤去压力,使所述第一金属棒自然冷却至室温;
将具有吸收中子功能的材料制成的若干芯块以及一弹簧放入所述空心棒内,使所述芯块的堆叠高度大于所述空心棒端面高度;
准备一个端盖,并加工一个与所述端盖适配的圆环钎料,在所述端盖上加工第二台阶,在所述第二台阶端面套上所述圆环钎料,所述圆环钎料的内径不小于所述第二台阶的直径,所述圆环钎料的外径不大于所述端盖直径,然后将所述第二台阶插入所述空心棒未与所述实心棒焊接的一端;
将套合好所述端盖的第二金属棒竖直放置,所述实心棒在上,所述空心棒在下,先保持套合好的所述第二台阶端面与所述空心棒端面的距离在所述第二台阶高度之间,在所述空心棒和所述端盖套合处套上所述感应线圈并连接所述感应加热设备对套合处进行加热;
待所述空心棒内空气受热膨胀排出,关闭所述感应加热设备,并同时向下压所述空心棒,使所述第二台阶端面与所述空心棒端面贴合使所述第二金属棒形成密闭结构;
在一次加热还未冷却前,打开所述感应加热设备进行二次加热,并在此过程中持续给所述端盖加压,控制所述第二台阶端面与所述空心棒端面始终保持贴合,待所述圆环钎料融化,控制所述感应加热设备停止加热,所述第二金属棒在冷却过程中,对所述端盖持续加压,使所述第二台阶端面与所述空心棒端面始终保持贴合,当冷却温度降至800℃以下,撤去压力,使所述第二金属棒自然冷却至室温。
进一步的,所述圆环钎料的加工具体过程为:
准备好两块四周设有螺纹孔的金属板以及若干堆叠好的钎料片,将堆叠好的所述钎料片利用螺栓固定在两块所述金属板之间形成第一装置;
将上述第一装置固定在车床三爪卡盘上,并在所述第一装置中心钻第一通孔,所述第一通孔的大小与所述圆环钎料的内径相等;
准备一根含有第三台阶的金属样棒,并在所述第三台阶上攻好螺纹,将钻好所述第一通孔的所述第一装置装在所述金属样棒上,所述第三台阶的直径与所述第一通孔大小相等;
通过与所述螺纹适配的螺母将所述第一装置固定在所述金属样棒上;
将所述金属样棒固定在所述三爪卡盘上,启动所述机床,车掉所述第一装置多余部分,使得所述金属板以及所述钎料片的外径等于所述圆环钎料;
松开所述螺母,取出所述钎料片剩余材料,剩余部分即为需要的所述圆环钎料。
进一步的,所述将套好所述钎料环的所述第一台阶套合至所述空心棒一端的具体过程为:
计算所述钎料环的尺寸,并在材料上剪切出相应矩形片状钎料;
将所述片状钎料沿所述第一台阶圆周方向卷成所述钎料环;
控制所述钎料环上端面的高度高于所述第一台阶的端面高度,控制所述钎料环高出部分像所述第一台阶中心弯折形成导向角;
将套好所述钎料环的所述第一台阶沿着所述导向角套合至所述空心棒一端。进一步的,所述实心棒与所述空心棒套合后,套合部位的间隙小于0.06mm。
进一步的,所述芯块的材料为碳化硼。
进一步的,所述实心棒和所述空心棒的材料为不锈钢。
进一步的,加工方法在氦气环境下进行。
本发明的有益效果为:本发明提供了一种控制棒的加工方法,采用感应钎焊的焊接方式,一方面,由于感应钎焊温度可控,瞬时温度会太高,可保证金属母材不被破坏,使得工件表面平整,只需要简单打磨,打磨过程中,不会导致焊接部位的空心棒厚度发生变化,同时,保证工件圆周方向均匀焊接,工件可满焊,对于核反应堆内用的零件,此种焊接方式相对比较安全;另一方面,所述端盖采用二次加热方式,不仅解决了所述空心棒内残余空气对焊接的影响,焊接结束以后,由于工件内部压强远远低于外界大气压,工件不仅保留了钎焊的力,同时还有大气压对其的压力,工件更加稳定。
附图说明
图1为本发明的实心棒、空心棒和端盖装配结构示意图。
图2为本发明的实心棒、空心棒和端盖装配结构爆炸图。
图3为本发明的第一装置结构示意图。
图4为本发明的第一装置结构爆炸图。
图5为本发明第一装置固定在金属样棒上的结构图。
图中:10、端盖;11、空心棒;12、实心棒;13、圆环钎料;14、钎料环;15、螺栓;16、金属板;17、钎料片;18、金属样棒;19、螺母。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
本发明采用钎焊的焊接方法。钎焊是采用比母材熔化温度低的钎料,采取低于母材固相线而高于钎料液相线的操作温度,通过熔化的钎料将母材连接在一起得一种焊接技术。钎焊时钎料熔化为液态而母材保持为固态,液态钎料在母材的间隙中或表面上润湿、毛细流动、填充、铺展、与母材相互作用,冷却凝固形成牢固的接头,从而将母材连接在一起。
由上述的介绍可以看出,一方面,钎焊可以保证母材不被破坏,相对于冷焊会将母材焊接部位瞬间熔化,钎焊明显优于冷焊;另一发面,钎焊时,是钎料在焊接部位熔化成液态,液体的流动填充能力,可以保证焊接部位在圆周方向均匀焊接,很好地解决了冷焊存在的风险问题。
具体的,请参阅图1以及图2,本发明利用钎焊的方法,提供了一种控制棒的加工方法,具体包括以下步骤:
S1:准备一根实心棒12,一根空心棒11,将所述实心棒12一端加工出一个第一台阶,在所述第一台阶圆周方向上套上钎料环15,所述钎料环15的高度小于所述第一台阶的高度。此处对高度要求进一步解释:首先,钎焊材料是钎焊过程中的低于母材(被钎金属)熔点的温度下熔化并填充钎焊接头的钎料及起去除或者破坏母材被钎部位氧化膜作用的钎剂的总称。钎料是钎焊时的填充材料,被钎焊件依靠熔化的钎料连接起来。钎剂是钎焊过程中的溶剂,与钎料配合使用,是保证钎焊过程顺利进行和获得致密性钎焊接头不可缺少的。一般待焊基体材料表面都覆盖着氧化膜,这层氧化膜能够组织钎料与基体材料的润湿,严重影响钎焊质量;同样,若液态钎料被氧化膜包裹,也不能在母材上铺展,因此,要实现钎焊过程并得到理想的钎焊质量,彻底清楚母材和钎料表面氧化膜是十分重要的。由上述解释可以看出,钎料和钎剂在焊接过程中,均会由于受热膨胀,导致液态物质流动,若此时所述钎料环15的高度大于所述第一台阶的高度,那么液态物质必定会溢在所述第一台阶的表面上,影响产品性能。
S2:将套好所述钎料环15的所述第一台阶套合至所述空心棒11一端,使所述第一台阶端面与所述空心棒11端面贴合,贴合的主要目的就是保持焊接处的密封性。
具体地,所述将套好所述钎料环15的所述第一台阶套合至所述空心棒11一端的具体过程为:
计算所述钎料环15的尺寸,并在材料上剪切出相应矩形片状钎料;
将所述片状钎料沿所述第一台阶圆周方向卷成所述钎料环15;
控制所述钎料环15上端面的高度高于所述第一台阶的端面高度,控制所述钎料环15高出部分像所述第一台阶中心弯折形成导向角;
将套好所述钎料环15的所述第一台阶沿着所述导向角套合至所述空心棒11一端。
S3:将两根套接好的第一金属棒竖直放置,所述空心棒11在上,所述实心棒12在下,并将所述实心棒12固定,采用感应钎焊,在所述空心棒11和所述实心棒12套合处,套上感应线圈并连接感应加热设备对所述空心棒11和所述实心棒12套合处进行加热。在此说明为何不能同时固定:由于金属热胀冷缩的作用,当所述实心棒12和所述空心棒11同时固定,加热过程中,套接部位金属必定会膨胀,导致套接部位金属变形向外发生金属变形,虽然微小,但是已经影响了工件的外径。另外,工件冷却过程中,由于金属收缩,并且所述空心棒11和所述实心棒12都固定了,那么套接部位收缩,必定会产生缝隙。
S4:当所述钎料环15融化后,控制所述感应加热设备停止加热,所述第一金属棒在冷却过程中,对所述空心棒11另一端持续加压,使所述第一台阶端面与所述空心棒11端面始终保持贴合,当冷却温度降至800℃以下,撤去压力,使所述第一金属棒自然冷却至室温;需要注意的是,由于钎焊温度过高,在焊接过程中必定会影响所述第一金属棒发生形变,若在冷却过程中,对所述第一金属棒不施加任何压力,则在冷却过程中,由于金属的热胀冷缩,所述第一台阶端面与所述空心棒11端面在冷却至室温后,必定无法保持贴合,会存在较大焊接缝隙,严重影响所述第一金属棒的性能。若温度低于800℃,此时,金属的形变能力已经很小,此时可以撤去压力,等待所述第一金属棒自然冷却至室温。
S5:将具有吸收中子功能的材料制成的若干芯块以及一弹簧放入所述空心棒11内,使所述芯块的堆叠高度大于所述空心棒11端面高度,需要注意的是,所述芯块的材料选碳化硼最佳,主要是因为碳化硼可以吸收大量的中子而不会形成任何放射性同位素,因此它在核能发电场里它是很理想的中子吸收剂,而中子吸收剂主要是控制核分裂的速率。在S3中,所述第一金属棒竖直放置,所述空心棒11在上,所述实心棒12在下的原因是,如果将所述第一金属棒水平放置焊接,当所述钎料环15熔化成液体后,由于重力作用,必定会导致液态钎料在套接部位上下两部分分布不均,并且液态钎料由于高温膨胀,会大量向所述第一台阶部位上表面流动,冷却后就遗留在台阶部位上表面,这将影响所述空心管的实际存放所述芯块的空间。
上述表达了竖直放置的原因,下面介绍下所述实心管在下,所述空心管在上的原因:如果所述空心管在下,那么当所述钎料环15熔化后,所有液态钎料都将往下滴,流入空心管,钎料都将流掉,最后起不到焊接的效果。
S6:准备一个端盖10,并加工一个与所述端盖10适配的圆环钎料13,在所述端盖10上加工第二台阶,在所述第二台阶端面套上所述圆环钎料13,所述圆环钎料13的内径不小于所述第二台阶的直径,所述圆环钎料13的外径不大于所述端盖10直径,然后将所述第二台阶插入所述空心棒11未与所述实心棒12焊接的一端;
需要注意的是,请参阅图3以及图4,所述圆环钎料13的加工具体过程为:
准备好两块四周设有螺纹孔的金属板16以及若干堆叠好的钎料片17,将堆叠好的所述钎料片17利用螺栓15固定在两块所述金属板16之间形成第一装置;
将上述第一装置固定在车床三爪卡盘上,并在所述第一装置中心钻第一通孔,所述第一通孔的大小与所述圆环钎料13的内径相等;
如图5所示,准备一根含有第三台阶的金属样棒18,并在所述第三台阶上攻好螺纹,将钻好所述第一通孔的所述第一装置装在所述金属样棒18上,所述第三台阶的直径与所述第一通孔大小相等;
通过与所述螺纹适配的螺母19将所述第一装置固定在所述金属样棒18上,具体的,可以用一外径与所述圆环钎料13外径相等的套筒先套在所述金属样棒18上,最终使得所述套筒一个端面与所述金属板16贴合,另一个端面与所述螺母19贴合;
将所述金属样棒18固定在所述三爪卡盘上,启动所述机床,车掉所述第一装置多余部分,使得所述金属板16以及所述钎料片17的外径等于所述圆环钎料13;
松开所述螺母19,取出所述钎料片17剩余材料,剩余部分即为需要的所述圆环钎料13。
S7:将套合好所述端盖10的第二金属棒竖直放置,所述实心棒12在上,所述空心棒11在下,先保持套合好的所述第二台阶端面与所述空心棒11端面的距离在所述第二台阶高度之间,在所述空心棒11和所述端盖10套合处套上所述感应线圈并连接所述感应加热设备对套合处进行加热。此步骤主要是因为焊接完所述空心管和所述实心管套合部位后,所述空心管一端在套合部位一端已经形成了封闭结构。如果此时我们直接将所述圆环钎料13套在所述端盖10上直接加热焊接,将出现一个问题:由于所述空心管此时已经形成了密闭结构,而且所述空心管内装满了所述芯块,此时所述空心管内剩余体积很小,加热温度接近1000摄氏度,此时所述空心管内空气膨胀,整个所述空心管又密封,所以此时热空气将顶起所述端盖10,无法焊接,或者即使焊接过程中用外力压住所述端盖10不让端盖10被所述空心管内的空气顶起,但是此时也可能将刚刚焊接好的套接部位受到强大的空气膨胀力,对中间套接部位的强度有很大的安全隐患。为了解决空气膨胀对所述端盖10和所述空心管和所述实心管套合部位的压力问题,我们采用一下措施解决:将套合好所述端盖10的第二金属棒竖直放置,所述实心棒12在上,所述空心棒11在下,先保持套合好的所述第二台阶端面与所述空心棒11端面的距离在所述第二台阶高度之间,我们先不将所述端盖10完全装配,只让所述端盖10的台阶部伸进所述空心管一部分,让它不要形成密闭空间,然后加热所述空心管靠近所述端盖10部分,加热过程中,所述空心管加热部分压力瞬间升高,远远大于大气压,管内空气将向外排出。
S8:待所述空心棒11内空气受热膨胀排出,关闭所述感应加热设备,并同时向下压所述空心棒11,使所述第二台阶端面与所述空心棒11端面贴合使所述第二金属棒形成密闭结构。
S9:在一次加热还未冷却前,打开所述感应加热设备进行二次加热,并在此过程中持续给所述端盖10加压,控制所述第二台阶端面与所述空心棒11端面始终保持贴合,待所述圆环钎料13融化,控制所述感应加热设备停止加热,所述第二金属棒在冷却过程中,对所述端盖10持续加压,使所述第二台阶端面与所述空心棒11端面始终保持贴合,当冷却温度降至800℃以下,撤去压力,使所述第二金属棒自然冷却至室温。
需要说明的是,由于焊接时,周围环境会影响最终工件的质量,所以,上述加工方法在氦气环境下进行。同时,由于钎焊是由金属钎料熔化后,液体钎料去填充套接部位的缝隙,冷却后使得工件连接在一起。本发明中,如果装上所述钎料环15套合后,套合的间隙还有很大,那冷却后必定会导致工件钎焊处强度不够。因此,装上所述钎料环15套合后,套合部位的间隙一般只预留0.06mm左右。此间隙在安装时对于工件的套接步骤是非常难操作的,尤其是所述片状钎料卷成所述钎料环15时,我们不可能卷成理想的环状,这就会导致间隙尺寸更加小。所以我们具体操作过程为:先将所述片状钎料卷成所述钎料环15后,将所述钎料环15向上伸出一点,伸出后向内侧挤压,此时再用所述空心管套接,此种方式相当于给所述空心管套合时多了个尺寸更小的所述导向角,沿着所述导向向下按压,直至所述空心管端面与所述实心管台阶下端面贴合。此过程注意两点:第一,所述空心管向下按压的时候,由于摩擦力的作用,必定会带动所述钎料环15向下移动,所以不用担心所述钎料环15没有全部贴合所述第一台阶,影响焊接效果。第二,套接前,我们还需要涂抹助焊剂(钎剂)在所述片状钎料上,实际操作过程中,只要将所述片状钎料卷成所述钎料环15前,将所述片状钎料浸泡在稠状钎剂中再拿出即可,拿出后再卷成所述钎料环15。
本发明的有益效果:一方面,由于感应钎焊温度可控,瞬时温度会太高,可保证金属母材不被破坏,使得工件表面平整,只需要简单打磨,打磨过程中,不会导致焊接部位的空心棒11厚度发生变化,同时,保证工件圆周方向均匀焊接,工件可满焊,对于核反应堆内用的零件,此种焊接方式相对比较安全;另一方面,所述端盖10采用二次加热方式,不仅解决了所述空心棒11内残余空气对焊接的影响,焊接结束以后,由于工件内部压强远远低于外界大气压,工件不仅保留了钎焊的力,同时还有大气压对其的压力,工件更加稳定。
如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明验证过程,并非用以限制本发明的专利保护范围,本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准,凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化,同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种控制棒的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
准备一根实心棒,一根空心棒,将所述实心棒一端加工出一个第一台阶,在所述第一台阶圆周方向上套上钎料环,所述钎料环的高度小于所述第一台阶的高度;
将套好所述钎料环的所述第一台阶套合至所述空心棒一端,使所述第一台阶端面与所述空心棒端面贴合;
将两根套接好的第一金属棒竖直放置,所述空心棒在上,所述实心棒在下,并将所述实心棒固定,采用感应钎焊,在所述空心棒和所述实心棒套合处,套上感应线圈并连接感应加热设备对所述空心棒和所述实心棒套合处进行加热;
当所述钎料环融化后,控制所述感应加热设备停止加热,所述第一金属棒在冷却过程中,对所述空心棒另一端持续加压,使所述第一台阶端面与所述空心棒端面始终保持贴合,当冷却温度降至800℃以下,撤去压力,使所述第一金属棒自然冷却至室温;
将具有吸收中子功能的材料制成的若干芯块以及一弹簧放入所述空心棒内,使所述芯块的堆叠高度大于所述空心棒端面高度;
准备一个端盖,并加工一个与所述端盖适配的圆环钎料,在所述端盖上加工第二台阶,在所述第二台阶端面套上所述圆环钎料,所述圆环钎料的内径不小于所述第二台阶的直径,所述圆环钎料的外径不大于所述端盖直径,然后将所述第二台阶插入所述空心棒未与所述实心棒焊接的一端;
将套合好所述端盖的第二金属棒竖直放置,所述实心棒在上,所述空心棒在下,先保持套合好的所述第二台阶端面与所述空心棒端面的距离在所述第二台阶高度之间,在所述空心棒和所述端盖套合处套上所述感应线圈并连接所述感应加热设备对套合处进行加热;
待所述空心棒内空气受热膨胀排出,关闭所述感应加热设备,并同时向下压所述空心棒,使所述第二台阶端面与所述空心棒端面贴合使所述第二金属棒形成密闭结构;
在一次加热还未冷却前,打开所述感应加热设备进行二次加热,并在此过程中持续给所述端盖加压,控制所述第二台阶端面与所述空心棒端面始终保持贴合,待所述圆环钎料融化,控制所述感应加热设备停止加热,所述第二金属棒在冷却过程中,对所述端盖持续加压,使所述第二台阶端面与所述空心棒端面始终保持贴合,当冷却温度降至800℃以下,撤去压力,使所述第二金属棒自然冷却至室温。
2.如权利要求1所述的一种控制棒的加工方法,其特征在于,所述圆环钎料的加工具体过程为:
准备好两块四周设有螺纹孔的金属板以及若干堆叠好的钎料片,将堆叠好的所述钎料片利用螺栓固定在两块所述金属板之间形成第一装置;
将上述第一装置固定在车床三爪卡盘上,并在所述第一装置中心钻第一通孔,所述第一通孔的大小与所述圆环钎料的内径相等;
准备一根含有第三台阶的金属样棒,并在所述第三台阶上攻好螺纹,将钻好所述第一通孔的所述第一装置装在所述金属样棒上,所述第三台阶的直径与所述第一通孔大小相等;
通过与所述螺纹适配的螺母将所述第一装置固定在所述金属样棒上;
将所述金属样棒固定在所述三爪卡盘上,启动所述机床,车掉所述第一装置多余部分,使得所述金属板以及所述钎料片的外径等于所述圆环钎料;
松开所述螺母,取出所述钎料片剩余材料,剩余部分即为需要的所述圆环钎料。
3.如权利要求1所述的一种控制棒的加工方法,其特征在于,所述将套好所述钎料环的所述第一台阶套合至所述空心棒一端的具体过程为:
计算所述钎料环的尺寸,并在材料上剪切出相应矩形片状钎料;
将所述片状钎料沿所述第一台阶圆周方向卷成所述钎料环;
控制所述钎料环上端面的高度高于所述第一台阶的端面高度,控制所述钎料环高出部分像所述第一台阶中心弯折形成导向角;
将套好所述钎料环的所述第一台阶沿着所述导向角套合至所述空心棒一端。
4.如权利要求1所述的一种控制棒的加工方法,其特征在于,所述实心棒与所述空心棒套合后,套合部位的间隙小于0.06mm。
5.如权利要求1所述的一种控制棒的加工方法,其特征在于,所述芯块的材料为碳化硼。
6.如权利要求1所述的一种控制棒的加工方法,其特征在于,所述实心棒和所述空心棒的材料为不锈钢。
7.如权利要求1所述的一种控制棒的加工方法,其特征在于,加工方法在氦气环境下进行。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2077743C1 (ru) * 1995-08-02 1997-04-20 Государственное предприятие "Московский завод полиметаллов" Регулирующий стержень ядерного реактора
CN102500864A (zh) * 2011-11-08 2012-06-20 中科华核电技术研究院有限公司 核电站控制棒驱动机构钩爪的钴基合金堆焊方法
CN104801931A (zh) * 2015-04-11 2015-07-29 西北有色金属研究院 一种低泄漏率铜包不锈钢金属复合棒的制备方法
CN111933311A (zh) * 2020-09-03 2020-11-13 东南大学 一种新型反应堆控制棒及控制棒组件

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2077743C1 (ru) * 1995-08-02 1997-04-20 Государственное предприятие "Московский завод полиметаллов" Регулирующий стержень ядерного реактора
CN102500864A (zh) * 2011-11-08 2012-06-20 中科华核电技术研究院有限公司 核电站控制棒驱动机构钩爪的钴基合金堆焊方法
CN104801931A (zh) * 2015-04-11 2015-07-29 西北有色金属研究院 一种低泄漏率铜包不锈钢金属复合棒的制备方法
CN111933311A (zh) * 2020-09-03 2020-11-13 东南大学 一种新型反应堆控制棒及控制棒组件

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周卫, 侯悦, 郑楠溪, 徐世江, 张纯, 郭桂菊, 印守忠: "低温核供热堆控制棒套管封焊工艺", 焊接技术, no. 02, 12 April 1999 (1999-04-12) *

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