CS304091A3 - Device for laser beam welding of fuel elements and the like objects - Google Patents

Device for laser beam welding of fuel elements and the like objects Download PDF

Info

Publication number
CS304091A3
CS304091A3 CS913040A CS304091A CS304091A3 CS 304091 A3 CS304091 A3 CS 304091A3 CS 913040 A CS913040 A CS 913040A CS 304091 A CS304091 A CS 304091A CS 304091 A3 CS304091 A3 CS 304091A3
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
housing
laser
arm
welding apparatus
laser beam
Prior art date
Application number
CS913040A
Other languages
English (en)
Inventor
Dominique Duthoo
Original Assignee
Franco Belge Combustibles
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Franco Belge Combustibles filed Critical Franco Belge Combustibles
Publication of CS304091A3 publication Critical patent/CS304091A3/cs
Publication of CZ279124B6 publication Critical patent/CZ279124B6/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0643Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising mirrors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0665Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by beam condensation on the workpiece, e.g. for focusing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/12Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/12Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B23K26/123Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an atmosphere of particular gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/12Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B23K26/127Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an enclosure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/12Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B23K26/127Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an enclosure
    • B23K26/128Laser beam path enclosures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • B23K26/24Seam welding
    • B23K26/28Seam welding of curved planar seams
    • B23K26/282Seam welding of curved planar seams of tube sections
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/02Fuel elements
    • G21C3/04Constructional details
    • G21C3/06Casings; Jackets
    • G21C3/10End closures ; Means for tight mounting therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

řlAW-^c 1
Zařízení k laserovému sváření palivových;;článků'"a poď. předmětů. NÁZEV VYNÁLEZU. í ř · : i C ~ í·< m t oblast.techniky Předložený vynález se týká laserového sváření, zejména palivo-vých .článků určených k užití v jaderných reaktorech. Zvláštěse týká zařízení ke sváření laserovými paprsky obsahujícíhoochranné pouzdro opatřeného okénkem, generátor laserových pa-prsků a přenosové prostředky svazku laserových paprsků vysí-laného zmíněným generátorem až do Oblasti sváření okénkem o- • chranného pouzdra, - kteréžto - přenosové- - prostředky obsahují op--------
tické členy např. alespoň jednu zaostřovací čočku a dělící zr-cadlo. Výrazy ^palivové články a pod.předměty" se rozumí pali-vové články, vodící články a příslušenství palivových článků.CHARAKTERISTIKA_pQSAVApNÍHO_STAyy_TECHNIKY
A
Palivové články užívané v jaderných reaktorech jsou tvořenyochrannou trubkou ze slitiny zirkonu, na jejichž koncích jsouzalisovány a pak zavařeny zátky ze stejného materiálu pro·hermetické uzavření trubek.
Palivové články obsahují sloupec na sebe nakladených palivovýchtablet držených ve styku s jednou ze zátek /např. dolní zátkou/pomocí pružiny stlačené mezi palivovým sloupem a protilehlouzátkou, např. horní zátkou. Horní zátka je opatřena otvorem omalém průměru dovolujícím zvýšení tlaku v palivovém článku předuzavřením tohoto otvoru zavařením, kterážto operace bývá ozna-čována jako "uzavření vyplachovacího, plnícího případně odsáva-cího otvoru zátky svařením". Délka palivového článku je řádové 4 m a jeho Drůměr asi 10 mma tlouštka asi 0,6 mm.
Vodící trubky jsou tvořeny trubkami ze slitiny zirkonu, dojejichž konců jsou zalisovány a pak zavařeny zátky /zátka dolní-ho konce/ a tvarová koncovka na horním konci.
Vodící trubka o tlouštce stěny asi 0,5 mm a průměru řádově 2- 12 mm· v úrovni zátky a 14 mm v úrovni tvarové koncovky má délkuasi 4 m. Přípojné trubky jsou tvořeny trubkou ze slitiny nerezavícíoceli o délce asi 4 m a průměrem řádově 10 mm a tlouštce stě-ny asi 0,4 mm, na jejichž koncích jsou zalisovány 8 pak zava-řeny dvě zátky z téhož materiálu pro jejich hermetické uzavření.
Není v nich zvýšen tlak jako u vodících trubek a mají pouzedva obvodové sváry.
Palivové články nebo předměty podobné jsou podrobeny dvěmaoperacím kruhového sváření a případně sváru bodovému pro uza-vření vyplachovecího otvoru zátky.
Palivové články nebo podobné předměty jsou podrobeny dvěma 0-peracím kruhového sváření a případně sváru bodovému pro uzavře-ní plnícího otvoru. Pro složky ze slitiny zirkonu je nutnoprovádět tyto.sváry v ochranném pouzdru, v.ochranné .atmosféřeneutrálního plynu za_účelem.zabránění oxydaci roztaveného kovu.
Obvodové sváry musí mít hloubku větší nebo rovnou tlouštcepouzdra, povrchovou šířku nepřesahující 1,5 mma šířku rovněždůležitou mezi povrchy zátka - pouzdro nebo tvarová koncovka -pouzdro /průměr zalisování/. S ohledem na použití palivových článků nebo podobných před-mětů a na míru požadované kvality, není přípustná žádná prask-lina nebo nedostatečné provaření.
Sváry otvorů pro uzavření se dějí v atmosféře tlakového heliaa spočívají v prolomení otvoru o malém orůměru, obvykle menšímnež 0,8 mm. Provaření musí být větší nebo rovné tloušce stěnypouzdra a musí mít zaručenou úroveň.
Dosažení těchto cílů byla popsána a stanovena podstata sváře-cího laserového zařízení, např. v pat.spisu GB - A - 2 070 998,nebo pat.spisu FR - A - 2 305 827, aniž by byla popsána konkrétnítechnologie. - 3 - yi§y5ZLENí_PopsTATY_yyNÁLEzy ’~' = “ Úkolem vynálezu je vytvoření zařízení schopného sváření pali-vových článků nebo podobných předmětů v průmyslových podmínkách.
Za tím účelem byl navržen předmět vynálezu, tvořený laserovým-svářecím ·zaří zením "shora 'POosaného druhů š dělícím zrcadlem 1 3'" částečně prostupným svazku laserových paprsků, při čemž zmíněnéoptické členy jsou umístěny ve skříni opatřené vstupním ramenemsvazku laserových paprsků, výstupním ramenem upevněným k ochrannému pouzdru kolem jeho okénka a protilehlým ramenem rameni vstup-nímu vybavenému detektorem světelné energie. Dále podle vynálezu je ve skříni upevněna kyvets, při čemž skříňnese vstupní přívod plynu ústící do prostoru výstupního ramenespojeného okénkem s vnitřním povrchem ochranného pouzdra.
Rovněž podle vynálezu je kyveta upevněna ve výstupním řemenišeřině a přívod plynu ústí právě pod kyvetou a ochranné pouzdrojé opatřeno odvodem plynu.
Podle dalšího význaku vynálezu je před kyvetou uspořádána za-ostřovecí čočka upevněná ve výstupním rameni.
Ještě podle dalšího význaku vynálezu, je ve vstupním rameniskříně upevněna čočka kolimátoru.
Dalším význakem vynálezu je, že čočka kolimátoru a zaostřovacíčočka i s kyvetou jsou upevněny ve vstupním rameni skříně. Ještědalším význakem vynálezu je, že rozdělovači zrcadlo je průsvitnéviditelnému světlu a rameno vizuální kontroly skříně je uspo-řádáno protilehle výstupnímu rameni skříně a opatřeno kamerou. Dále podle vynálezu jsou přenosové prostředky tvořeny optickýmvláknem, které končí ve vstuoním rameni skříně, při čemž gene-rátor laserových paprsků je pulsní typu YAG.
Rovněž oodle vynálezu zařízení k laserovému sváření palivovýchčlánků nebo podobných předmětů má pouzdro opatřeno stavěcímiprostředky polohy, případně prostředky pro otáčení palivovýmčlánkem.
Podle dalšího význaku vynálezu je výstupní rameno skříně upevně-no k ochrannému pouzdru přímo nebo mezilehlým uzávěrem. 4
Ještě podle delšího význaku vynálezu zeřízení obsahuje alespoňjedno ústrojí popsané shora, jediný generátor svazku laserovýchpeprsků a přepínací prostředky generátoru na alespoň jedno zoptických vláken spojeným s každým z těchto ústrojí.
Konečně podle vynálezu zařízení obsahuje alespoň jedno svářecíústrojí dolní zátky, zařízení pro sváření horní zátky a ustrojípro uzavření vyplachovacího případně Dlnícího otvoru zátky.OBjASNěNÍ-VÝKRESy
Vynález bude v dalším popsán na oříkladech provedení ve vztahuk připojeným výkresům, na nichž značí: Obr.l část laserovéhosvářecího zařízení podle vynálezu v nárysném řezu, ubr.2 analo-gické znázornění obměny vynálezu, ubr.3 uzavírací zeřízení vy-plachovacího , plnícího případně odsávacího otvoru v nárysnémřezu. ........ ;Eo^s^íKL^y_ysKy^E.čK^±_yXKÁLEZLT______
Laserové svářecí zařízení palivových článků nebo podobnýchpředmětů znázorněné na Ubr.l je určeno ke kruhovému svářeníspoje 1 mezi pouzdrem 2. palivového článku J a zátkou zaliso-vanou do jeho jednoho konce. Zařízení je tvořeno ochrannýmpouzdrem 5, skříní 6, generátorem 7, laserových pulsů typu YAGo výkonu 400 W, detektorem 8 energie nebo výkonu pro sčítánísignálů po celou dobu jeho trvání, a kamerou 9·
Ochranné pouzdro má dutinu 10 vytvořenou kolem vodorovné osyXl-X, do níž lze zavést palivový článek 3, vstupem 11 tvořícímprsténcovou vůli 12 kolem pouzdra 2, do kteréžto dutiny 10ústí boční otvor vytvářející okénko 13. Je-li zátka 4, palivo-vého článku 3, ve styku s narážkou 14, uspořádanou v dutině 10,leží svislá osa Y-Y okénka 13 v rovině spoje 1.
Skříň 6. uspořádaná nad ochranným pouzdrem je tvořena tělesem 15rovnoběžnostěnu, v němž je upevněno poloprůhledné zrcadlo 16.skloněné pod úhlem 45°· Skříň 6 je ne čtyřech stranách otevřenáa vycházejí z ní Čtyři ramena: - vstupní rameno 17 o ose Z-Z rovnoběžné s osou X-X obsahujícíobjímku 18 a čočku 19 kolimátoru, sousedící s tělesem 15«
Optické vlákno 20 vycházející z laserového generátoru 7je ukončeno v objímce 18 s jeho konec leží v ose Z-Z. - Výstupní rameno 2l o ose Y-Y obsahující .postupně směrem odtělesa 15 zaostřovací čočku 22, okénko 23 s zužující se I..... _ manžetu 24, jejíž vnější konec ústí do okénka 13 ochranného '.pouzdra 5, , £ němuž je manžeta 24 těsně přioojena koncovou přírubou 25« Kývete 23 je utěsněně upevněna mezi dvěma nasebe doléhajícími přírubami zužující se manžety 24 výstupníhoramene 21, do nějž dále ústí přívod 26 netečného ochrannéhoplynu právě pod kyvetou 23 , zatím co odvádění ochrsnného •.....netečného plynu se děje prsténcovou vůlí 12; ochranného pouzdrs-------- 5. - Řídící rameno 27 laserového paprsku o ose Z-Z uspořádané proti-lehle vstupnímu rameni 17. V řídícím rameni 27 jsou upravenyoptické čočky, spojky 28, rozptylky 29, dovolující přizpůsobit c průměr svazku laserových paprsků rozměru detektoru 8, UDevně- •Ά"'ί· k'- - nému na vnějším konci řídícího ramene 27« - Rameno 30 vizuálního řízení o ose Y-Y umístěné protilehlevýstupnímu rameni 21. Rameno 30 nese ootické čočky, spojky 31a rozptylky 32 dovolující přizoůsobit průměr zaostřovací čočky t - svazku paprsků objektivu kamery 9, upevněné na vnějším konci ramene 30«
Zrcadlo 16 je dvojbarevné, odrážející většinu, např. 97 o/osvazku dopadajících laserových paprsků, / / = 1,06 micron/ a propouští jejich zlomek k detektoru 8. Na víc je zrcadlo 16propustné viditelnému světlu, což dovoluje kameře 9 pozorovatve zdvojeném světle palivový článek J, Čočkami 32, 3^ a 22,kyvetou 23 a okénkem 13» Při provozu zařízení se palivový článek_3zavede do, ochrannéhoe Douzdra d0 sty'iU 3 narážkou 14. Při tom se palivový článek otáčí kolem osy X-X pomocí neznázorněných prostředků, ochrannýnetečný plyn je přiváděn do ochranného pouzdra 5 přívodem 26zužující se manžetou 24 a okénkem 13. Po vyplachování ochrannýmnetečným plynem je vyslán optickým vláknem svazek laserovýchpaprsků zaostředný čočkou 19, odražený zrcadlem 16 a zaostřený 6 čočkou 22 ne spoj i·
Tuhost celého zařízení tvořeného kovovými členy upevněnýmivzájemně na sobě a nesoucími optické členy upevněné ve skříni6_, zajištuje přesné zaostření svazku laserových paprsků, bezodchylky na místo sváru, zvýšenou kvalitu 8 spolehlivou onako-vatelnost svárů. Zařízení je rozebratelné a dovoluje snadnou-'údržbu a zvláště rozebrání a údržbu kyve ty 23» Navíc, přívodochranného netečného plynu právě pod kyvetu 23 chrání účinněkyvetu před dýmem ze sváření, který je odváděn prsténcovouvůlí 12 na konci ochranného obalu 5·
Po ukončení kruhového sváru a ochlazení palivového článku 3 ,sníží se průtok ochranného netečného ol.ynu, což dovoluje udržo-vání ochranného pouzdra 5 pod ochrannou atmosférou, načež jepalivový článek 3, z ochranného pouzdra 5 vyjmut a pak nahrazenjiným palivovým článkem určeným ke sváření.
Detektor 8 dovoluje kontrolu svazku laserových paprsků a naoř.vyslání poplašného signálu v případě poškození některé z oDtickýchsložek, nebo poruchy generátoru laserových paprsků. Kamera £dovoluje ověřeni polohy palivového článku v ochranném pouzdru5 a případně rovněž vyslání poplašného sisnálu.
Obměna vynálezu znázorněna na Obr.2 se liší od provedení vy-nálezu znázorněného na Obr.l tím, že kyveta 23 θ zaostřovacíčočka 22 jsou přemístěny do ramene 17 skříně (>. V důsledku tohorameno 17 obsahuje směrem od ústředního tělesa 15. zaostřovacíčočku 22, kyvetu 23 a Čočku 19 kolimátoru, při čemž vnitřekmanžety 24 je přímo spojen s vnitřním prostorem ústředního tě-leso 15» Výhoda obměněného uspořádání vynálezu znázorněného na Obr.2spočívá v tom, že detektor 8, jež nyní nemusí být vybaven vlastní-mi zaostřovacími čočkami, měří přímo energii laseru skutečněpřenesenou na palivový článek. V důsledku toho, přesnost aspolehlivost měření umožňuje lepší záruku ořivádění energiek palivovému článku.
Jek znázorněno schematicky ne Obr.l obsahuje zařízení podlevynálezu několik paralelních ústrojí E, É, Ez ’ e jediný gene-rátor 7 svazku laserových paprsků. Generátor 7 laserových paprskův důsledku-uspořádání vhodných komutačních prostředků, vysílásvazek laserových paprsků do optických vláken 20, 20^ 20zzpři-družených k různým shora zmíněným ústro jím" tá^k^žě'^dno ustojíuskutečňuje sváření, zatím co v druhých probíhají přidruženéfáze popsané shors. Tímto usoořádáním se získává zařízení ovysoké produktivitě.
Tak nepř. ve svářecím zařízení palivových článků 3, mohou určitáústrojísvářet dolní zátky, druhá ús tro j í provádě t sváření horníchzátek a další ústrojí uzavíráni vyplachovacího případně plnícíhootvoru zátky svárem, tím že jsou zvláště upraveny pro každou ztěchto operací. V případě uzavírání zmíněného otvoru svárem jeargon nehraen tlakovým heliem a ochranné pouzdro 5 je tak obmě-něno, že vstupní okénko svazku laserových paprsků se nalézáv ose plnicího otvoru určeného k uzavření svárem. Ochranné poudro£ má velmi zmenšený objem a je opatřeno prostředky k uvádění pa-livového článku 3 do otáčivého pohybu.
Na Obr.3 je znázorněno ústrojí E*k uzavření vyplachovacího,plnícího otvoru zátky svářením. Skříň 6. je shodná se skříní zotíř.l, až na to, že přívod 26 je spojen se zdrojem helia o tlakuasi 30 barů. Koncová oříruba 25 skříně 6 je utěsněně připojenak ochrannému pouzdru 5 pomocí Čtyřstěnu 33 uzávěru 34 s kulovoukuželkou 35 a táhlem 36 k udílení otáčivého pohybu.
Ochranné pouzdro 5> o stejné svislé ose Y-Y s manžetou 24 má zestrany skíně 6 válcový průchod 37 ústící do odstupňovaného vy-brání 38 otevřeného směrem vzhůru. Válcový průchod 37 je opatřenu zmíněného vybrání 38 těsnícím kroužkem 39 s břitem. (Jložná deska 40 je utěsněně upevněna na vnější části odstupňo-vaného vybrání 38 největšího průměru. Úložná deska 40 má ve svémstředu boční okénko 13 ochranného pouzdra 5 tvaru zbýhavého/roz-bývavého. Vnitřní část 41 tohoto okénka 13 tvoří spojovací sedlozátky 4 palivového článku 3 a má ústřední uzavírací a vyplecho-vací otvor, kteréžto zátky mají dvojkuželový tvar. 8
Vedení 42 ochranného pouzdra 5 ústící do vnitřní části odstupňo-vaného vybrání 38 může být neznázorněným rozdělovačem spojenopodle potřeby se zdrojem tlakového helia o tlaku poněkud vyššímnež je tlak atmosférický, nebo spojeno s vývěvou, nebo okolníatmosférou nebo může být uzavřeno. V provozu, je uzávěr 34 uzavřen a v nepřítomnosti palivovéhočlánku_3je ochranné pouzdro proplachováno nízkotlakým héliemproudícím vedením 42 odstupňovaným vybráním 38 a válcovým průchodem37. Palivový článke 3, je zaveden do válcového průchodu 37 těsnícímkroužkem 39 až k dosednutí jeho zátky 4 na sedlo 41 a pak je dáledržen svěracími prostředky /neznázorněno/, jimiž je ochranné pouzdrovybaveno. Vedení 42 je spojeno s vývěvou pro odčerpávání vzduchuobsaženého v palivovém článku _3, pak odpojeno, kterážto odčerpá-vací fáze je volitelná, s
Kuželka 35»ventilu se otevře, ;načež se palivový článek 3. naplníheliem o .tlaku asi 30 barů 8 uvolní průchod svazku laserovýchpaprsků válcovým vedením 43 tělesa uzávěru 34» ež k uzavíracímuotvoru 14. Po uzavření vyplachovacího, plnícího otvoru se uzávěr34 znovu uzavře, a vedení 42 je spojeno s okolní atmosférou, pa-livový článek se odčerpá, a obnoví se vyplachování ochrannéhopouzdra 5, heliem z nízkotlakého vedení. V důsledku popsaného uspořádání obsahujícího uzávěr 34 mezi skříní <5 a ochranným pouzdrem 5 je snížen na minimum mrtvý pro-stor pro příjímání tlakového helia obklopující zátku 4 a sousedníčást palivového článku 4 rovněž, v důsledku čehož je ovlivněnaspotřeba helia v zařízení.
Je zřejmé, že zařízení podle vynálezu může obsahovat libovolnýpočet laserových svářecích zařízení za účelem optimálního vy-užití generátoru 7 svazku laserových paprsků a že jej lze použítke kvalitnímu svářeni různých průmyslových součástí.
Např. jedno z ústrojí zařízení může sloužit k děrování zmíněnéhouzavíracího, či plnícího otvoru, takže výrazu sváření je nutnorozumět.v širokém smyslu.

Claims (13)

1. Laserové svářecí zařízení obsahující ochranné pouzdro I opatřené okénkem, generátor svázku laserových paprsků aprostředky k jeho přenosu až do svářecího pásma okénkem, ______kte r é ž to. ..přen oso vé pr ost ře.dky. _ jsou. -tvořeny.-ont iekými- č-l-eny _____ alespoň jednou zaostřovací čočkou a rozdělovacím zrcadlem,vyznačené tím, že rozdělovači zrcadlo 16 je částečně prů-hledné laserovým paprskům a optické prostředky jsou upevněnyve skříni /6/ opatřené vstuoním ramenem/17/ laserových pa-prsků, výstupním ramenem /21/ laserových paprsků upevněným -----------k.....Ochrannému pouzdru/5/ kolem “okénka /13/ a ramenem /28/ uspořádaným protilehle vstupnímu rameni /17/ opatřenýmdetektorem /8/ světelné energie.
2. Laserové svářecí zařízení podle nároku /1/, vyznačené tím, -že kyveta /23/ je upevněna ve skříni /6/, oři čemž skříň/6/ nese vstupní přívod /26/ olynu, ústícího do prostoruýýstupního ramene /21/, spojeného s vnitřním prostorem o-chranného pouzdra /5/ okénkem /13/.
3· Laserové zařízení podle nároku 2, vyznačené tím, že kyveta/23/ je upevněna ve výstupním rameni /21/ skříně /6/ a přívod/26/ plynu ústí bezprostředně pod okénkem /13/, při čemžochranné pouzdro /5/ je opatřeno prsténcovou vůlí /12/od-vodu plynu.
4· Laserové zařízení podle nároku 3, vyznačené tím, že předkyvetou /23/ je uspořádána zaostřovací čočka /22/ upevněnáve výstupním rameni /21/ skříně /6/.
* 5. Laserové zařízení podle nároku 4, vyznačené tím, že navstupním rameni /17/ skříně /6/ je upevněna čočka /19/kolimátoru.
6. Laserové zařízení podle nároku 2, vyznačené tím, že čočka/19/ kolimátoru a zaostřovací čočka /22/ i s kyvetou /23/jsou upevněny ve vstupním rameni /17/ skříně /6/.
7· Laserové svářecí zařízení podle kteréhokol-iv-..z- nároků 5 s 6,vyznačené tím, že rozdělovači zrcadlo/1,67 já průsvitné oř a ; <- - > ! 15^0 i (-cm í - 5 - 10 viditelnému světlu a rameno /30/ vizuální kontroly skříně/6/ uspořádané protilehle výstupnímu rameni /21/ je opatřenokamerou /9/·
8. Laserové svářecí zařízení podle kteréhokoliv z bodů 1-7,vyznačené tím, že přenosové prostředky svazku laserovýchpaprsků jsou tvořeny optickým vláknem /20/, ukončeným vevstupním rameni /17/ skříně /6/, při čemž generátor /7/svazku laserových paprsků je pulzní typu YAG. 9· Laserové zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1-8 pro svá-ření palivových článků nebo obdobných předmětů, vyznačenétím, že pouzdro /5/ je opatřeno stavěcími prostředky polohy,případně prostředky pro otáčení palivovým článkem /3/ kolemjeho osy.
- 9 - Pa t e n t. o v é _ ná r o ky
10.Laserové svářecí zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1-9,vyznačené tím,, že výstupní rameno /21/ skříně /6/ je přímo upevněno k pouzdru /5/.
11.Laserové svářecí zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1-9,vyznačené tím, že výstupní zařízení /21/ sknne /6/ jg u=pevněno k ochrannému pouzdru /5/ mezilehlým uzávěrem /34/·
12. Laserové svářecí zařízení, zejména palivových článků neboobdobných předmětů, vyznačené tím, že obsehuje alespoň jednoústrojí podle nároku 8 s jediným generátorem /7/ laserovýchpaprsků a přepínací prostředky generátoru /7/ laserovýchpaprsků alespoň na jedno z optických vláken /20, 20Í 20*/spojeným s každým z těchto ústrojí.
13. Laserové svářecí zařízení podle nároku 12 Pro sváření pali-vových článků nebo podobných předmětů, vyznačené tím, žeobsahuje alespoň jedno svářecí ústrojí dolní zátky, alespoňjedno svářecí ústrojí horní zátky a ustrojí pro uzavíráníplnícího, vyolachovacího případně odsávacího otvoru zátk;/zavařením. 30CTETE FRANCO-BELGE DE FABRICATIONDE COMBUSTIBLES - FBFC Zást;
CS913040A 1990-10-08 1991-10-04 Zařízení k laserovému sváření palivových článků a podobných předmětů CZ279124B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9012361A FR2667526B1 (fr) 1990-10-08 1990-10-08 Equipement et installation de soudage au laser de crayons combustibles ou analogues.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS304091A3 true CS304091A3 (en) 1992-04-15
CZ279124B6 CZ279124B6 (cs) 1995-01-18

Family

ID=9401004

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5231261A (cs)
EP (1) EP0480793B1 (cs)
JP (1) JP3072160B2 (cs)
CN (1) CN1032124C (cs)
CZ (1) CZ279124B6 (cs)
DE (1) DE69112332T2 (cs)
ES (1) ES2077823T3 (cs)
FR (1) FR2667526B1 (cs)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6538229B1 (en) * 1996-05-08 2003-03-25 Infineon Technologies Ag Method for the positionally accurate adjustment and fixing of a microoptical element
FR2761625B1 (fr) * 1997-04-07 1999-08-20 Soc D Mecanique D Irigny Procede et dispositif pour le soudage d'appendices sur un tube de verin
US5958267A (en) * 1997-07-21 1999-09-28 General Electric Company High pressure laser welding of nuclear fuel rods
DE19752326B4 (de) * 1997-11-26 2007-10-11 Takata-Petri (Sachsen) Gmbh Vorrichtung zum dichten Verschweißen eines Hochdruckbehälters
FR2798770B1 (fr) * 1999-09-22 2001-12-21 Franco Belge Combustibles Procede de controle du soudage d'un bouchon de fermeture etanche d'un crayon de combustible pour un reacteur nucleaire
JP4757557B2 (ja) * 2005-07-29 2011-08-24 ミヤチテクノス株式会社 レーザ加工ヘッド
GB0816308D0 (en) * 2008-09-05 2008-10-15 Mtt Technologies Ltd Optical module
JP2012024775A (ja) * 2010-07-20 2012-02-09 Amada Co Ltd レーザ加工装置
US9168613B2 (en) 2010-10-22 2015-10-27 Paul T. Colby Vertical laser cladding system
SE535767C2 (sv) * 2011-04-28 2012-12-11 Westinghouse Electric Sweden Förfarande för svetsning av kärnbränslestav
MX369363B (es) * 2012-10-19 2019-11-06 Ipg Photonics Corp Pistola de soldadura laser maniobrable manualmente.
KR20150015254A (ko) * 2013-07-31 2015-02-10 삼성디스플레이 주식회사 레이저 빔의 모니터링 방법 및 이를 이용한 레이저 조사 장치
DE102014218333B9 (de) * 2014-09-12 2016-09-01 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zum Einleiten von Schutzgas in ein Receiverrohr
JP2019504182A (ja) 2015-11-16 2019-02-14 レニショウ パブリック リミテッド カンパニーRenishaw Public Limited Company アディティブ製造装置のためのモジュールおよび方法
US10614923B2 (en) 2016-07-19 2020-04-07 Battelle Energy Alliance, Llc Methods of forming structures and fissile fuel materials by additive manufacturing
CN108500456B (zh) * 2018-03-21 2020-03-17 西安交通大学 一种核燃料棒包壳高压充氦与激光焊接成套焊接设备
JP6643397B2 (ja) * 2018-05-10 2020-02-12 株式会社アマダホールディングス レーザ加工機及び光学部品の状態検出方法
CN111515561B (zh) * 2020-04-09 2024-10-01 西安交通大学 钼核燃料包壳管组合焊接方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3774010A (en) * 1971-01-08 1973-11-20 Babcock & Wilcox Co Pressurization of fuel rods by laser drilling and sealing
SE7602419L (sv) * 1975-03-24 1976-09-25 Westinghouse Electric Corp Forfarande for trycksettning av forsegling av kernbrenslestavar
US4136553A (en) * 1977-09-08 1979-01-30 Westinghouse Electric Corp. Method for verifying the pressure in a nuclear reactor fuel rod
JPS6016877B2 (ja) * 1978-12-15 1985-04-27 株式会社東芝 レ−ザ溶接管理方法
GB2070998A (en) * 1980-03-03 1981-09-16 Atomic Energy Authority Uk Welding by laser beam
JPS58168488A (ja) * 1982-03-31 1983-10-04 Nuclear Fuel Ind Ltd 核燃料集合体用支持格子のレ−ザ自動溶接装置
US4727237A (en) * 1987-05-04 1988-02-23 Hewlett-Packard Company Pyrolysis coated optical fiber splices: apparatus and method
US4837419A (en) * 1988-06-02 1989-06-06 Westinghouse Electric Corp. Fuel rod end plug welding apparatus and method

Also Published As

Publication number Publication date
FR2667526A1 (fr) 1992-04-10
ES2077823T3 (es) 1995-12-01
EP0480793A1 (fr) 1992-04-15
FR2667526B1 (fr) 1995-11-24
CZ279124B6 (cs) 1995-01-18
EP0480793B1 (fr) 1995-08-23
CN1062313A (zh) 1992-07-01
CN1032124C (zh) 1996-06-26
DE69112332T2 (de) 1996-02-01
US5231261A (en) 1993-07-27
JP3072160B2 (ja) 2000-07-31
JPH0699295A (ja) 1994-04-12
DE69112332D1 (de) 1995-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CS304091A3 (en) Device for laser beam welding of fuel elements and the like objects
JP4493842B2 (ja) 反応器内部の温度を測定する装置
US9586287B2 (en) Method of laser welding a nuclear fuel rod
CA2984574C (en) Machining head
JPH0788665A (ja) レーザ溶接装置及び方法
JPH02151382A (ja) 特に原子力発電所内の蒸気発生装置内における、管の内側にブシュを遠隔操作によって溶接するための方法及び装置
US4827098A (en) Flexible laser welding head for sleeve-to-tube welding
US5006268A (en) Device for laser welding inside a tubular element
JPS62173092A (ja) 蒸気発生器管内へのスリ−ブ溶接方法及び装置
JPS62173093A (ja) ビ−ム受光及び送光手段の整合方法及び整合検査装置
US6782184B2 (en) Modular insertion device for process illumination and viewing
US3685882A (en) Self-aligned gas assisted lens for laser beam apparatus
CZ279123B6 (cs) Zařízení pro vytváření a/nebo uzavírání přípojného otvoru palivové tyče laserem
ES2245680T3 (es) Procedimiento de control de una operacion de cierre estanco por soldadura de la extremidad de un canal pasante del tapon superior de una barra de combustible nuclear.
CZ285515B6 (cs) Způsob svařování kovového trubkového pláště uvnitř kovové trubky svazkem laserových paprsků a zařízení pro provádění tohoto způso bu
JPH071171A (ja) 水中レーザ溶接装置および溶接方法
KR102204156B1 (ko) 챔버형 내경면 레이저 용접 장치
CN117300344A (zh) 一种水下大功率激光切割头
Coste et al. Development of a miniaturized and instrumented Nd: YAG cutting and welding tool
JPH04125496A (ja) 配管内監視装置

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20011004