JP2613738B2 - 核燃料棒のガス封入溶接方法及び装置 - Google Patents
核燃料棒のガス封入溶接方法及び装置Info
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、核燃料棒のガス封入溶
接方法及び装置に関する。
接方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】核燃料棒のガス封入システムに抵抗溶接
を利用したものには、先に本願出願人が出願した特願平
４−１０６１７４号「密閉容器類の溶接方法及び装置」
がある。
を利用したものには、先に本願出願人が出願した特願平
４−１０６１７４号「密閉容器類の溶接方法及び装置」
がある。
【０００３】上記の発明は、加圧中心線状で相対向する
電極に、溶接すべき端栓と容器とをそれぞれクランプ保
持し、一方の電極を他方の電極へ前進させ、他方の電極
先端に取付けた気体又は流体等の加圧チャンバの内部に
端栓を挿入し、端栓と被覆管との端面間に形成された僅
かな隙間を含む突合せ溶接区域を前記チャンバ内で密閉
し、前記チャンバを介して被覆管内に気体又は流体を充
填した後、一方の電極を前進させて端栓と被覆管との突
合せ端部を密閉し、次いでこの突合せ端部に必要な加圧
力と溶接電流を与えて被覆管を密封することを主要な特
徴とするものである。
電極に、溶接すべき端栓と容器とをそれぞれクランプ保
持し、一方の電極を他方の電極へ前進させ、他方の電極
先端に取付けた気体又は流体等の加圧チャンバの内部に
端栓を挿入し、端栓と被覆管との端面間に形成された僅
かな隙間を含む突合せ溶接区域を前記チャンバ内で密閉
し、前記チャンバを介して被覆管内に気体又は流体を充
填した後、一方の電極を前進させて端栓と被覆管との突
合せ端部を密閉し、次いでこの突合せ端部に必要な加圧
力と溶接電流を与えて被覆管を密封することを主要な特
徴とするものである。
【０００４】この発明によれば、一般に、被覆管を封止
する側の開口端から真空を引き、所望の真空度まで内圧
を減少した後、被覆管内に気体又は流体要素を供給し、
その封止部分を加熱し、ろう材を溶かして完全密閉する
か、また封止部分を熱かしめ、あるいはアーク溶接等に
よって封止するという従来方法に比べ、被覆管の一方の
開口端を押し潰す必要がなく、常に原形を止めたまま製
品にすることができ、パイプ先端までエネルギー効率を
高めることができる。また被覆管と端栓のプロジェクシ
ョン溶接により接合するためワークの位置決め精度出し
が簡単にでき自動化を容易に推進することができ、生産
性の向上及びコスト低減並びに溶接品質をアップするこ
とができる等の優れた効果を奏する。
する側の開口端から真空を引き、所望の真空度まで内圧
を減少した後、被覆管内に気体又は流体要素を供給し、
その封止部分を加熱し、ろう材を溶かして完全密閉する
か、また封止部分を熱かしめ、あるいはアーク溶接等に
よって封止するという従来方法に比べ、被覆管の一方の
開口端を押し潰す必要がなく、常に原形を止めたまま製
品にすることができ、パイプ先端までエネルギー効率を
高めることができる。また被覆管と端栓のプロジェクシ
ョン溶接により接合するためワークの位置決め精度出し
が簡単にでき自動化を容易に推進することができ、生産
性の向上及びコスト低減並びに溶接品質をアップするこ
とができる等の優れた効果を奏する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術においては、核燃料棒の長さに制約を有するもの
であった。つまり、溶接時の加圧力によって被覆管が電
極クランプ位置から押し戻されないように被覆管の後部
をバックアップする必要がある。核燃料棒が３ｍ乃至４
ｍと長い場合には、バックアップ装置を被覆管の後方に
設けると、機械全体が長くなり、スペース的な問題が発
生する。また電極でクランプした被覆管乃至端栓が溶接
加圧時の強大な加圧力によって電極とワークとの間にス
ベリが生じて突合せ精度にバラツキや溶接不良を絶対に
出してはならない。
の技術においては、核燃料棒の長さに制約を有するもの
であった。つまり、溶接時の加圧力によって被覆管が電
極クランプ位置から押し戻されないように被覆管の後部
をバックアップする必要がある。核燃料棒が３ｍ乃至４
ｍと長い場合には、バックアップ装置を被覆管の後方に
設けると、機械全体が長くなり、スペース的な問題が発
生する。また電極でクランプした被覆管乃至端栓が溶接
加圧時の強大な加圧力によって電極とワークとの間にス
ベリが生じて突合せ精度にバラツキや溶接不良を絶対に
出してはならない。
【０００６】そこで、本発明は、バックアップ装置を使
わなくても電極加圧時のスリップをなくし高い溶接精度
を確保し、しかも燃料棒の長さに関係なく溶接機全体を
短くするようにした。また仮にスベリが生じても、その
歯止めとして、スリップ現象により起こる加圧変位を電
極の変位量から検知して溶接不良を未然に防止しようと
するものである。
わなくても電極加圧時のスリップをなくし高い溶接精度
を確保し、しかも燃料棒の長さに関係なく溶接機全体を
短くするようにした。また仮にスベリが生じても、その
歯止めとして、スリップ現象により起こる加圧変位を電
極の変位量から検知して溶接不良を未然に防止しようと
するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、溶
接すべき端栓と被覆管とを相対向する加圧中心線状に配
置された可動側電極及び固定側電極によりそれぞれクラ
ンプ保持し、一方の可動側電極を他方の固定側電極へ前
進させ、前記端栓と被覆管との端面間に僅かな隙間を形
成して突合せ保持し、その突合せ保持した溶接区域を前
記両電極間に配置された加圧チャンバで包囲し、その包
囲したチャンバの内側を真空引きして前記被覆管内に一
定の真空度を保持し、その被覆管内にＨｅガスを充填し
た後、一方の電極を前進させて端栓と被覆管との突合せ
端部を密閉し、しかる後、この突合せ端部に溶接に必要
な加圧力と溶接電流を与えて容器内にＨｅガスを封入す
る方法であって、前記突合せ端部に必要な加圧力を与え
た時の、スベリにより生じた加圧変位をセンサで検出
し、その検出信号で溶接制御装置の通電開始動作を停止
させるという技術的手段を講じたものである。
接すべき端栓と被覆管とを相対向する加圧中心線状に配
置された可動側電極及び固定側電極によりそれぞれクラ
ンプ保持し、一方の可動側電極を他方の固定側電極へ前
進させ、前記端栓と被覆管との端面間に僅かな隙間を形
成して突合せ保持し、その突合せ保持した溶接区域を前
記両電極間に配置された加圧チャンバで包囲し、その包
囲したチャンバの内側を真空引きして前記被覆管内に一
定の真空度を保持し、その被覆管内にＨｅガスを充填し
た後、一方の電極を前進させて端栓と被覆管との突合せ
端部を密閉し、しかる後、この突合せ端部に溶接に必要
な加圧力と溶接電流を与えて容器内にＨｅガスを封入す
る方法であって、前記突合せ端部に必要な加圧力を与え
た時の、スベリにより生じた加圧変位をセンサで検出
し、その検出信号で溶接制御装置の通電開始動作を停止
させるという技術的手段を講じたものである。
【０００８】また、本発明方法を実施するための装置と
して、溶接すべき端栓と被覆管とを加圧中心線状で相対
向して保持する可動側電極及び固定側電極と、可動側電
極を固定側電極に移動しワークを所定の位置に位置決め
する駆動源と、可動側電極の加圧装置と、両電極間に接
続された溶接電源部と、少なくともどちらか一方の電極
の先端に取付けられ、端栓と被覆管との突合せ溶接区域
を気密に保持する加圧チャンバと、前記可動側電極及び
固定側電極には、先端に導電部材からなるチャック部を
取付けたチャックロッドと、このロッドの軸心線上でチ
ャック部と同心的に重なり、ピストン運動でチャック部
のワーク保持と開放時の開閉動作を行うチャックホルダ
を持ったチャック駆動用ガイドユニットと、前記加圧装
置により前記可動側電極を前進させ固定側電極との間で
端栓と容器との突合せ端部を密閉し、溶接に必要な加圧
力を与えた時の、加圧変位を検出し、その検出信号を外
部に発生させるセンサとを設けた核燃料棒のガス封入溶
接装置を提供する。
して、溶接すべき端栓と被覆管とを加圧中心線状で相対
向して保持する可動側電極及び固定側電極と、可動側電
極を固定側電極に移動しワークを所定の位置に位置決め
する駆動源と、可動側電極の加圧装置と、両電極間に接
続された溶接電源部と、少なくともどちらか一方の電極
の先端に取付けられ、端栓と被覆管との突合せ溶接区域
を気密に保持する加圧チャンバと、前記可動側電極及び
固定側電極には、先端に導電部材からなるチャック部を
取付けたチャックロッドと、このロッドの軸心線上でチ
ャック部と同心的に重なり、ピストン運動でチャック部
のワーク保持と開放時の開閉動作を行うチャックホルダ
を持ったチャック駆動用ガイドユニットと、前記加圧装
置により前記可動側電極を前進させ固定側電極との間で
端栓と容器との突合せ端部を密閉し、溶接に必要な加圧
力を与えた時の、加圧変位を検出し、その検出信号を外
部に発生させるセンサとを設けた核燃料棒のガス封入溶
接装置を提供する。
【０００９】
【作用】そして、本発明方法では、溶接加圧時に電極ク
ランプとワークとの間にスベリが生じた場合に、そのス
ベリによって生じる電極変位量を検出して溶接電流の通
電開始信号を停止させて溶接不良を未然に防ぐことがで
きる。
ランプとワークとの間にスベリが生じた場合に、そのス
ベリによって生じる電極変位量を検出して溶接電流の通
電開始信号を停止させて溶接不良を未然に防ぐことがで
きる。
【００１０】また本発明装置によれが、可動側電極と固
定側電極のクランプ位置と端栓と被覆管との突合せ位置
を接近させることができ、被覆管と端栓のプロジェクシ
ョン溶接により接合するための、高い突合せ精度を確保
することができ、溶接品質向上に資する。
定側電極のクランプ位置と端栓と被覆管との突合せ位置
を接近させることができ、被覆管と端栓のプロジェクシ
ョン溶接により接合するための、高い突合せ精度を確保
することができ、溶接品質向上に資する。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は本発明の方法を具体的に実施するための設備
として、たとえば核燃料棒を加工する場合の抵抗溶接機
を示す全体組立図である。また図２はその平面図であ
る。
る。図１は本発明の方法を具体的に実施するための設備
として、たとえば核燃料棒を加工する場合の抵抗溶接機
を示す全体組立図である。また図２はその平面図であ
る。
【００１２】図中の符号１は溶接機本体を取付ける架
台、２は可動側電極を示し、３は固定側電極を示す。可
動側電極２の構造は、先端に端栓Ｗ１をチャックする導
電部材から作られたチャック部４を、チャックロッド５
の先端に設けたネジ穴６に取付けられていて、このチャ
ックロッド５はチャック駆動用ガイドユニット７の管状
ロッド８の内径に挿入されていて、この管状ロッド８の
先端に取りつけられたチャックホルダ９がチャック部４
と同心的に重なりあって移動する。管状ロッド８は位置
固定された前記ガイドユニット７の直動玉軸受ｇによっ
てしっかりとガイドされ、前記ガイドユニット７の両側
に配置されたシリンダ１０のピストンロッド１１と連結
されてチャックロッド５の外周面を摺動する。
台、２は可動側電極を示し、３は固定側電極を示す。可
動側電極２の構造は、先端に端栓Ｗ１をチャックする導
電部材から作られたチャック部４を、チャックロッド５
の先端に設けたネジ穴６に取付けられていて、このチャ
ックロッド５はチャック駆動用ガイドユニット７の管状
ロッド８の内径に挿入されていて、この管状ロッド８の
先端に取りつけられたチャックホルダ９がチャック部４
と同心的に重なりあって移動する。管状ロッド８は位置
固定された前記ガイドユニット７の直動玉軸受ｇによっ
てしっかりとガイドされ、前記ガイドユニット７の両側
に配置されたシリンダ１０のピストンロッド１１と連結
されてチャックロッド５の外周面を摺動する。
【００１３】前記チャック部４には端栓Ｗ１を確実に掴
むためにスプリング力を作用させる複数条のすり割（図
省略）が形成してある。そしてそのチャック部の外周に
はチャックホルダ９の内径に設けたテーパ状の加圧面ａ
と係合するクサビ面ｂが形成され、管状ロッドの後退運
動によりこのクサビ面ｂに作用する分力が各チャック部
４の軸心に対し直角方向に働いて前記チャック部４の内
面を端栓Ｗ１に密着して締付ける。このように、チャッ
ク部４のワーク保持と開放時の開閉動作は前記ガイドユ
ニット７のシリンダ１０のピストン運動で行われる。前
記チャックロッド５のネジ孔６の底面には端栓Ｗ１の後
端に当接しこれをバックアップするストッパ１６が設け
てある。
むためにスプリング力を作用させる複数条のすり割（図
省略）が形成してある。そしてそのチャック部の外周に
はチャックホルダ９の内径に設けたテーパ状の加圧面ａ
と係合するクサビ面ｂが形成され、管状ロッドの後退運
動によりこのクサビ面ｂに作用する分力が各チャック部
４の軸心に対し直角方向に働いて前記チャック部４の内
面を端栓Ｗ１に密着して締付ける。このように、チャッ
ク部４のワーク保持と開放時の開閉動作は前記ガイドユ
ニット７のシリンダ１０のピストン運動で行われる。前
記チャックロッド５のネジ孔６の底面には端栓Ｗ１の後
端に当接しこれをバックアップするストッパ１６が設け
てある。
【００１４】溶接加圧に必要な加圧装置１２はモータ又
はエアシリンダを駆動源とするもので、この場合、チャ
ック部４のチャックロッド５と加圧シリンダ１２のピス
トン軸１３との間には電極加圧時の応答性を良くするた
めにフォローアップスプリング１４と、加圧力をモニタ
リングするためのロードセル１５とをベアリングガイド
上に組み込んである。
はエアシリンダを駆動源とするもので、この場合、チャ
ック部４のチャックロッド５と加圧シリンダ１２のピス
トン軸１３との間には電極加圧時の応答性を良くするた
めにフォローアップスプリング１４と、加圧力をモニタ
リングするためのロードセル１５とをベアリングガイド
上に組み込んである。
【００１５】前記のようなユニット構造からなる可動側
電極２は、油圧シリンダ１９により架台１のリニアガイ
ドレール１７を移動する移動台１８の上に搭載されてい
て、一方の固定側電極３に対向して移動する。
電極２は、油圧シリンダ１９により架台１のリニアガイ
ドレール１７を移動する移動台１８の上に搭載されてい
て、一方の固定側電極３に対向して移動する。
【００１６】固定側電極３のチャッキング構造は前述の
可動側電極２と基本的に共通するもので、同一の構造部
品には同一符号にダッシュ「′」を付け、重複説明を省
略する。
可動側電極２と基本的に共通するもので、同一の構造部
品には同一符号にダッシュ「′」を付け、重複説明を省
略する。
【００１７】チャック駆動用ガイドユニット７の管状ロ
ッド８はこのチャックロッド５と同心上に重ねられ、こ
の管状ロッド８の先端に絶縁材１６により絶縁された二
次導体２５を介してボルトで取付けられたチャックホル
ダ９の内径とチャック部４とが実質的に同心的に重ねら
れている。前記チャック部４には端栓Ｗ１を確実に掴む
ためにスプリング力を作用させる複数条のすり割が形成
してあり、チャック保持部４の外周にはチャックホルダ
９の内径に設けたテーパ状の加圧面ａと係合するクサビ
面ｂが形成され、チャックホルダ９の動作によりこのク
サビ面ｂに作用する押圧力が各チャック部の軸線に対し
直角方向に働いて前記チャック部４の内面を被覆管Ｗ２
の外周に密着して締付ける。
ッド８はこのチャックロッド５と同心上に重ねられ、こ
の管状ロッド８の先端に絶縁材１６により絶縁された二
次導体２５を介してボルトで取付けられたチャックホル
ダ９の内径とチャック部４とが実質的に同心的に重ねら
れている。前記チャック部４には端栓Ｗ１を確実に掴む
ためにスプリング力を作用させる複数条のすり割が形成
してあり、チャック保持部４の外周にはチャックホルダ
９の内径に設けたテーパ状の加圧面ａと係合するクサビ
面ｂが形成され、チャックホルダ９の動作によりこのク
サビ面ｂに作用する押圧力が各チャック部の軸線に対し
直角方向に働いて前記チャック部４の内面を被覆管Ｗ２
の外周に密着して締付ける。
【００１８】加圧チャンバ２０は、一方の可動側電極の
チャックホルダ９に同心上に重ねられ、チャンバの先端
面は固定側電極のチャックホルダの先端に当接するよう
になっている。この加圧チャンバ２０は全体がガラスか
らなり、チャックホルダ９とチャンバとの間は気密性が
保たれるようにＯリング等のシール部材２２が前記ホル
ダ側に嵌め込まれている。また前記チャンバ２０の先端
面にもシール部材２３が嵌合されている。そして、可動
側電極のチャックホルダ９の外周に挿入されたスプリン
グＳによって前記チャンバ２０の先端面を、固定側電極
のチャックホルダ側に押しつけて突合せ溶接区域を気密
にシールすることができる。
チャックホルダ９に同心上に重ねられ、チャンバの先端
面は固定側電極のチャックホルダの先端に当接するよう
になっている。この加圧チャンバ２０は全体がガラスか
らなり、チャックホルダ９とチャンバとの間は気密性が
保たれるようにＯリング等のシール部材２２が前記ホル
ダ側に嵌め込まれている。また前記チャンバ２０の先端
面にもシール部材２３が嵌合されている。そして、可動
側電極のチャックホルダ９の外周に挿入されたスプリン
グＳによって前記チャンバ２０の先端面を、固定側電極
のチャックホルダ側に押しつけて突合せ溶接区域を気密
にシールすることができる。
【００１９】前記加圧チャンバ２０は、固定側電極３の
チャックホルダ９′に設けられた吸引口と、真空後の容
器内にＨｅガスを供給する給入口とを兼用する通路２１
が連通されている。したがって上記通路２１から端栓と
被覆管端面との突合わせ区域を包囲した容器内部の空気
を外部に排気することによって被覆管Ｗ２の内部を一定
の真空度にすることができる。
チャックホルダ９′に設けられた吸引口と、真空後の容
器内にＨｅガスを供給する給入口とを兼用する通路２１
が連通されている。したがって上記通路２１から端栓と
被覆管端面との突合わせ区域を包囲した容器内部の空気
を外部に排気することによって被覆管Ｗ２の内部を一定
の真空度にすることができる。
【００２０】二次導体２４は可動側電極２及び固定側電
極３と溶接トランス（図省略）の各端子とを連結し、電
極部に給電する給電機能と共にワーク位置決め等の移動
時に電極部と共に移動する移動機能と架台を貫通する絶
縁シール機能を有するもので、移動機能を必要とする部
分にはフレキジブルなオンス銅板（可撓板）を、またシ
ール機能を要求する貫通部には銅製の丸棒が使用され
る。
極３と溶接トランス（図省略）の各端子とを連結し、電
極部に給電する給電機能と共にワーク位置決め等の移動
時に電極部と共に移動する移動機能と架台を貫通する絶
縁シール機能を有するもので、移動機能を必要とする部
分にはフレキジブルなオンス銅板（可撓板）を、またシ
ール機能を要求する貫通部には銅製の丸棒が使用され
る。
【００２１】可動側電極２の端栓Ｗ１と固定側電極３の
被覆管Ｗ２とのチャック部４及びチャック部４′からの
突き出し代の設定器は図面上では省略したが、一般的に
ゲージバーを相対向する電極の前面から差し込んで、こ
のゲージバーに突き当てて位置を決めるか、またはセン
サを用いて電気的に突き出し代を検出して決めるなど、
任意の手段を選択的に使用できる。
被覆管Ｗ２とのチャック部４及びチャック部４′からの
突き出し代の設定器は図面上では省略したが、一般的に
ゲージバーを相対向する電極の前面から差し込んで、こ
のゲージバーに突き当てて位置を決めるか、またはセン
サを用いて電気的に突き出し代を検出して決めるなど、
任意の手段を選択的に使用できる。
【００２２】トリマ装置２５は突合せ部の外周に発生し
た溶接バリを切削除去するもので、たとえば図４に示す
ように、トリマホルダ２６に二分割構造の切削刃２７及
び切削刃２８を組み込んだものである。すなわち、固定
側のチャックホルダ９′の側面外周に設けた環状凹みぞ
２９に、被覆管を貫通する内径をもつトリマホルダ２６
を挿入し、このトリマホルダ９′の側面に設けた環状凹
部３０に、被覆管外径に適合する内径を二分割した半円
状の切削刃２７及び切削刃２８を嵌め込むことによって
構成されるものである。このトリマ装置２５は溶接した
後にセットされる。
た溶接バリを切削除去するもので、たとえば図４に示す
ように、トリマホルダ２６に二分割構造の切削刃２７及
び切削刃２８を組み込んだものである。すなわち、固定
側のチャックホルダ９′の側面外周に設けた環状凹みぞ
２９に、被覆管を貫通する内径をもつトリマホルダ２６
を挿入し、このトリマホルダ９′の側面に設けた環状凹
部３０に、被覆管外径に適合する内径を二分割した半円
状の切削刃２７及び切削刃２８を嵌め込むことによって
構成されるものである。このトリマ装置２５は溶接した
後にセットされる。
【００２３】電極加圧時のスベリを検出するセンサ３１
は、可動側電極のチャックホルダ９と連結された管状ロ
ッド８の移動距離を検出する変位検出器である。その一
例として、図５に示すように、電極加圧時において、そ
の設定加圧力領域に入ってから一定時間（Ｔ１）内での
アナログ電圧（β）の変化をサンプリングし、そのアナ
ログ電圧の変位が≒０の時は電極とワークとの間にスリ
ップ現象がなかったことを確認する。また、実際の電極
加圧中のアナログ電圧が一定時間（Ｔ１）内において変
化した場合、つまり、出力したアナログ電圧（β）値が
設定基準値ｌを越えた時は、電極の移動量に変化が生じ
電極とワークとの間にスベリが生じたことを確認する。
この加圧変位を検出した時の出力信号で溶接制御装置の
溶接開始信号を停止し、加圧装置のエアを開放する。
は、可動側電極のチャックホルダ９と連結された管状ロ
ッド８の移動距離を検出する変位検出器である。その一
例として、図５に示すように、電極加圧時において、そ
の設定加圧力領域に入ってから一定時間（Ｔ１）内での
アナログ電圧（β）の変化をサンプリングし、そのアナ
ログ電圧の変位が≒０の時は電極とワークとの間にスリ
ップ現象がなかったことを確認する。また、実際の電極
加圧中のアナログ電圧が一定時間（Ｔ１）内において変
化した場合、つまり、出力したアナログ電圧（β）値が
設定基準値ｌを越えた時は、電極の移動量に変化が生じ
電極とワークとの間にスベリが生じたことを確認する。
この加圧変位を検出した時の出力信号で溶接制御装置の
溶接開始信号を停止し、加圧装置のエアを開放する。
【００２４】以上の構成より、本発明装置の動作を説明
する。次に動作順序を説明する。溶接機の加圧装置１
２、可動側及び固定側電極のチャック駆動用ガイドユニ
ット７のシリンダ１０、１０′、位置決め用の油圧シリ
ンダ１９は、それぞれの開放側の作動室に圧力が印加さ
れ、可動側電極２を固定側電極３から引き離し、かつチ
ャック部４及びチャック部４′を開いた状態ですべての
駆動部は原位置に戻り待機する。
する。次に動作順序を説明する。溶接機の加圧装置１
２、可動側及び固定側電極のチャック駆動用ガイドユニ
ット７のシリンダ１０、１０′、位置決め用の油圧シリ
ンダ１９は、それぞれの開放側の作動室に圧力が印加さ
れ、可動側電極２を固定側電極３から引き離し、かつチ
ャック部４及びチャック部４′を開いた状態ですべての
駆動部は原位置に戻り待機する。
【００２５】次に、可動側電極２にスプリングＳ及び加
圧チャンバ２０をセットする。固定側電極３のチャック
部４′に被覆管Ｗ２を挿入する。このとき、チャック部
４′からの突き出し代を所定位置に設けたゲージバー或
いは任意の検出器によって電気的にこれを検出し、所定
のストッパ位置でチャック駆動用ガイドユニット７のシ
リンダ１０′を作動し、チャックホルダ９′を前進して
ホルダの加圧面ａとチャック部４′のクサビ面ｂとを押
圧し、そのクサビ作用で被覆管Ｗ２の軸心方向にチャッ
ク部４′の内径を縮小し、その被覆管Ｗ２の外周を押し
つけるクランプ力でしっかり被覆管を保持する。
圧チャンバ２０をセットする。固定側電極３のチャック
部４′に被覆管Ｗ２を挿入する。このとき、チャック部
４′からの突き出し代を所定位置に設けたゲージバー或
いは任意の検出器によって電気的にこれを検出し、所定
のストッパ位置でチャック駆動用ガイドユニット７のシ
リンダ１０′を作動し、チャックホルダ９′を前進して
ホルダの加圧面ａとチャック部４′のクサビ面ｂとを押
圧し、そのクサビ作用で被覆管Ｗ２の軸心方向にチャッ
ク部４′の内径を縮小し、その被覆管Ｗ２の外周を押し
つけるクランプ力でしっかり被覆管を保持する。
【００２６】次に、端栓Ｗ１を可動側電極２のチャック
部４に挿入し、端栓Ｗ１の突き出し代を設定した後、前
述した動作によりチャック部４にクランプ力を働かせ端
栓Ｗ１をしっかり保持し、可動側電極２と固定側電極３
との加圧中心線状で相対向するワークの溶接準備を完了
する。
部４に挿入し、端栓Ｗ１の突き出し代を設定した後、前
述した動作によりチャック部４にクランプ力を働かせ端
栓Ｗ１をしっかり保持し、可動側電極２と固定側電極３
との加圧中心線状で相対向するワークの溶接準備を完了
する。
【００２７】次に、位置決め用の油圧シリンダ１９を作
動し可動側電極２を所定位置まで前進させ、端栓Ｗ１の
先端を前記加圧チャンバ２０の先端を固定側電極に当接
すると、端栓Ｗ１の先端と被覆管Ｗ２の先端との間に形
成された僅かな間隔をもつ突き合わせ区域は前記加圧チ
ャンバ２０にて気密に包囲される。そして、真空排気が
行われチャンバ内の空気は通路２１から排気され、被覆
管内の気圧が一定の真空度に達するまで数秒間で引かれ
る。このように真空を引いた後、チャンバ内に通路２１
からＨｅガスが給入され被覆管内に一定量のＨｅガスを
充填する。ガスの充填量はセンサにより元圧を検出する
ことによって決められる。
動し可動側電極２を所定位置まで前進させ、端栓Ｗ１の
先端を前記加圧チャンバ２０の先端を固定側電極に当接
すると、端栓Ｗ１の先端と被覆管Ｗ２の先端との間に形
成された僅かな間隔をもつ突き合わせ区域は前記加圧チ
ャンバ２０にて気密に包囲される。そして、真空排気が
行われチャンバ内の空気は通路２１から排気され、被覆
管内の気圧が一定の真空度に達するまで数秒間で引かれ
る。このように真空を引いた後、チャンバ内に通路２１
からＨｅガスが給入され被覆管内に一定量のＨｅガスを
充填する。ガスの充填量はセンサにより元圧を検出する
ことによって決められる。
【００２８】所定の給入が終わるとその指令信号で直ち
に加圧装置１２が作動し、可動側電極２を前進させ、被
覆管Ｗ２の端面との突合わせ部に所定の加圧力を発生
し、その設定加圧力に入った時のアナログ電圧出力を一
定時間サンプリングして一定時間加圧した状態でワーク
スベリがあるかどうかを監視する。一定時間内にスリッ
プ動作がないときには通電開始し可動側電極２及び固定
側電極３に溶接電流を所定時間流し、溶接端面同志を溶
接・軟化し加圧接合し溶接完了する。この溶接は前記加
圧チャンバ内にてシールされた状態で行われる。
に加圧装置１２が作動し、可動側電極２を前進させ、被
覆管Ｗ２の端面との突合わせ部に所定の加圧力を発生
し、その設定加圧力に入った時のアナログ電圧出力を一
定時間サンプリングして一定時間加圧した状態でワーク
スベリがあるかどうかを監視する。一定時間内にスリッ
プ動作がないときには通電開始し可動側電極２及び固定
側電極３に溶接電流を所定時間流し、溶接端面同志を溶
接・軟化し加圧接合し溶接完了する。この溶接は前記加
圧チャンバ内にてシールされた状態で行われる。
【００２９】もし、一定時間内に電極クランプにスベリ
が生じて端栓Ｗ１の突き出し代が変化した時、したがっ
てこのスリップによって電圧値が変化し基準設定値ｌを
越えた時にこの電極の変位量をセンサ３１が検出し、そ
の検出信号を溶接通電装置へ発信し、溶接通電開始信号
を停止させる。また同時に加圧装置のエアを開放する。
そして、再びワークをセットし直すか、新しいワークに
代えて同じく溶接操作を開始する。
が生じて端栓Ｗ１の突き出し代が変化した時、したがっ
てこのスリップによって電圧値が変化し基準設定値ｌを
越えた時にこの電極の変位量をセンサ３１が検出し、そ
の検出信号を溶接通電装置へ発信し、溶接通電開始信号
を停止させる。また同時に加圧装置のエアを開放する。
そして、再びワークをセットし直すか、新しいワークに
代えて同じく溶接操作を開始する。
【００３０】溶接が完了すると、前記チャック駆動用ガ
イドユニットのシリンダ１０、１０′により可動側及び
固定側電極のチャック部４、４′が開放される。可動側
電極２は所定位置にもどり、加圧チャンバ２０を可動側
電極２から取り外す。次いで固定側電極３のチャックホ
ルダにトリマ装置２５のホルダ２６を挿入し、二分割さ
れた半円状の切削刃２７及び切削刃２８をセットする。
トリマ装置２５のセットが終わると、可動側電極２の加
圧装置１２を再び前進し、チャックロッド５のストッパ
１６にワーク端面を押し当ててそのままトリマ装置に押
し込む。その相対的移動によりワーク溶接部の外側に生
じたバリが切削刃２７、２８によって切削除去され、溶
接部の外径が母材径と一様に等しくなり、ワークを引き
抜くことができる。そして加圧装置１２を戻し側に作動
し可動側電極２を原位置に引き戻し、次の溶接作業に備
える。
イドユニットのシリンダ１０、１０′により可動側及び
固定側電極のチャック部４、４′が開放される。可動側
電極２は所定位置にもどり、加圧チャンバ２０を可動側
電極２から取り外す。次いで固定側電極３のチャックホ
ルダにトリマ装置２５のホルダ２６を挿入し、二分割さ
れた半円状の切削刃２７及び切削刃２８をセットする。
トリマ装置２５のセットが終わると、可動側電極２の加
圧装置１２を再び前進し、チャックロッド５のストッパ
１６にワーク端面を押し当ててそのままトリマ装置に押
し込む。その相対的移動によりワーク溶接部の外側に生
じたバリが切削刃２７、２８によって切削除去され、溶
接部の外径が母材径と一様に等しくなり、ワークを引き
抜くことができる。そして加圧装置１２を戻し側に作動
し可動側電極２を原位置に引き戻し、次の溶接作業に備
える。
【００３１】
【発明の効果】以上で説明したように本願発明の方法に
よると、溶接加圧時に電極クランプとワークとの間にス
ベリが生じた場合に、そのスリップ現象によって変化す
る電極の変位量を検出して溶接電流の通電開始信号を停
止させて溶接不良を未然に防ぐことができる。
よると、溶接加圧時に電極クランプとワークとの間にス
ベリが生じた場合に、そのスリップ現象によって変化す
る電極の変位量を検出して溶接電流の通電開始信号を停
止させて溶接不良を未然に防ぐことができる。
【００３２】また本願発明の装置によれば、可動側電極
と固定側電極のクランプ位置と端栓と被覆管との突合せ
位置を接近させることができ、しかも突合せ溶接部に近
いところにチャック駆動用ガイドユニットを設けたこと
で、電極間の距離を短くすることができ、しかも突合せ
溶接部に近い移動部を直動玉軸受でしっかりガイドする
ことによって、核燃料棒としての被覆管と端栓とのプロ
ジェクション溶接により接合するために必要な高い突合
せ精度を確保することができ、溶接品質をより一層向上
・安定させることができる。
と固定側電極のクランプ位置と端栓と被覆管との突合せ
位置を接近させることができ、しかも突合せ溶接部に近
いところにチャック駆動用ガイドユニットを設けたこと
で、電極間の距離を短くすることができ、しかも突合せ
溶接部に近い移動部を直動玉軸受でしっかりガイドする
ことによって、核燃料棒としての被覆管と端栓とのプロ
ジェクション溶接により接合するために必要な高い突合
せ精度を確保することができ、溶接品質をより一層向上
・安定させることができる。
【図１】本発明方法を実施するための装置全体組立図で
ある。
ある。
【図２】図１の平面図である。
【図３】本発明装置のトリマ装置の側面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視図でトリマ装置の正面図であ
る。
る。
【図５】センサにより加圧変位を検出する場合の一例
で、溶接時間とアナログ電圧変化を示すグラフである。
で、溶接時間とアナログ電圧変化を示すグラフである。
１ 架台 ２ 可動側電極 ３ 固定側電極 ４ チャック部 ５ チャックロッド ６ ネジ孔 ７ チャック駆動用ガイドユニット ８ 管状ロッド ９ チャックホルダ １０ シリンダ １１ ピストンロッド １２ 加圧装置 １３ ピストン軸 １４ フォローアップスプリング １５ ロードセル １６ ストッパ １７ リニアガイドレール １８ 移動台 １９ 油圧シリンダ ２０ 加圧チャンバ ２１ 通路 ２２，２３ シール部材 ２４ 二次導体 ２５ トリマ装置 ２６ トリマホルダ ２７，２８ 切削刃 ２９ 環状凹みぞ ３０ 環状凹部 Ｗ１ 端栓 Ｗ２ 被覆管 ａ 加圧面 ｂ クサビ面 ｇ 直動玉軸受
フロントページの続き (72)発明者 西山 元邦 茨城県那珂郡東海村大字村松４番地33 動力炉・核燃料開発事業団東海事業所内 (72)発明者 上村 勝一郎 茨城県那珂郡東海村大字村松４番地33 動力炉・核燃料開発事業団東海事業所内 (72)発明者 八木 英司 東京都江東区南砂２丁目４番25号 川崎 重工業株式会社東京設計事務所内 (72)発明者 中瀬 毅 東京都江東区南砂２丁目４番25号 川崎 重工業株式会社東京設計事務所内 (72)発明者 小保方 貞夫 神奈川県川崎市多摩区枡形１丁目23番１ 号 株式会社電元社製作所内 (72)発明者 谷口 淳一 神奈川県川崎市多摩区枡形１丁目23番１ 号 株式会社電元社製作所内 (72)発明者 上杉 喜作 神奈川県川崎市多摩区枡形１丁目23番１ 号 株式会社電元社製作所内 (56)参考文献 特開 平２−176598（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−68790（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (3)
- 【請求項１】 溶接すべき端栓と被覆管とを相対向する
加圧中心線状に配置された可動側電極及び固定側電極に
よりそれぞれクランプ保持し、一方の可動側電極を他方
の固定側電極へ前進させ、前記端栓と容器との端面間に
僅かな隙間を形成して突合せ保持し、その突合せ保持し
た溶接区域を前記両電極間に配置された加圧チャンバで
包囲し、前記チャンバの内側を真空引きして前記被覆管
内に一定した真空度を保持し、その被覆管内にＨｅガス
を充填した後、一方の電極を前進させて端栓と被覆管と
の突合せ端部を密閉し、しかる後、この突合せ端部に溶
接に必要な加圧力と溶接電流を与えて被覆管内にＨｅガ
スを封入する方法であって、前記突合せ端部に必要な加
圧力を与えた時の、スベリにより生じた加圧変位をセン
サで検出し、その検出信号で溶接制御装置の通電開始動
作を停止させることを特徴とする核燃料棒のガス封入溶
接方法。 - 【請求項２】 溶接すべき端栓と被覆管とを加圧中心線
状で相対向して保持する可動側電極及び固定側電極と、
可動側電極を固定側電極に移動しワークを所定の位置に
位置決めする駆動源と、可動側電極の加圧装置と、両電
極間に接続された溶接電源部と、少なくともどちらか一
方の電極の先端に取付けられ、端栓と被覆管との突合せ
溶接区域を気密に包囲してその内側を真空雰囲気に保つ
加圧チャンバと、先端に導電部材からなるチャック部を
取付けたチャックロッドと、このロッドの軸心線上でチ
ャック部と同心的に重なり、ピストン運動でチャック部
のワーク保持と開放時の開閉動作を行うチャックホルダ
を持ったチャック駆動用ガイドユニットと、前記加圧装
置により前記可動側電極を前進させ固定側電極との間で
端栓と被覆管との突合せ端部を密閉し溶接に必要な加圧
力を与えた時の、スベリによる加圧変位を検出してその
検出信号を外部に発生させるセンサとを設けたことを特
徴とする核燃料棒のガス封入溶接装置。 - 【請求項３】 電極と溶接されたワークとの相対的移動
により突合せ溶接部に生じたバリを除去するトリマ装置
を可動側電極と固定側電極との間に取付け可能とした請
求項２に記載した核燃料棒のガス封入溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5183996A JP2613738B2 (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | 核燃料棒のガス封入溶接方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5183996A JP2613738B2 (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | 核燃料棒のガス封入溶接方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0740057A JPH0740057A (ja) | 1995-02-10 |
| JP2613738B2 true JP2613738B2 (ja) | 1997-05-28 |
Family
ID=16145502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5183996A Expired - Fee Related JP2613738B2 (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | 核燃料棒のガス封入溶接方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2613738B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2966760B1 (fr) * | 2010-10-29 | 2012-12-21 | Areva Nc | Dispositif de maintien axial et de mise en rotation autour de son axe d'un element de forme allongee |
| JP5722070B2 (ja) * | 2011-02-16 | 2015-05-20 | 日鉄住金テクノロジー株式会社 | ガス及びヒュームの捕集装置 |
| KR101406076B1 (ko) * | 2013-01-08 | 2014-06-13 | 한전원자력연료 주식회사 | 핵연료봉의 봉단마개 자동 용접장치 |
| KR101482019B1 (ko) * | 2013-11-15 | 2015-01-21 | 한국원자력연구원 | 핵연료봉 고압가스 충진 장치 |
| CN109530897A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-29 | 中核北方核燃料元件有限公司 | 一种自动点焊装置 |
| CN115512865A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-12-23 | 岭东核电有限公司 | 碳化硅复合材料连接装置 |
-
1993
- 1993-07-26 JP JP5183996A patent/JP2613738B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0740057A (ja) | 1995-02-10 |
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