JP3183732B2 - 燃料棒の加圧溶接方法 - Google Patents

燃料棒の加圧溶接方法

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Arc Welding In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料棒の内部に、端栓
に形成されたガス封入孔から不活性ガスを充填した状態
で、上記端栓のガス封入孔を密封する燃料棒の加圧溶接
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、この種の燃料棒にあっては、被
覆管の内部に燃料ペレットを収容し、該被覆管の両端部
に端栓を装着して、タングステン不活性ガス(TIG)
溶接等により、上記被覆管の端部と端栓とを接合してい
る。そして、さらに、上記両端栓のうち一方には、燃料
棒の内部に不活性ガスを充填し、封入するために、ガス
封入孔が形成されており、加圧された不活性ガスを燃料
棒の内部に充填した後に、上記ガス封入孔をTIG溶接
法により密封するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、TIG溶接
は、一般に、常圧(大気圧)中で行われ、タングステン
電極と被溶接物とを大気から保護しかつ冷却するために
不活性ガスを流している。しかしながら、上記端栓のガ
ス封入孔の溶接においては、加圧された溶接チャンバー
内で行われるために、不活性ガスをタングステン電極と
被溶接物との間に流すことは困難であると共に、溶接ア
ークの発生も常圧に比べると困難になるため、溶接初期
において過加熱をしなければならない。従って、不活性
ガスを加圧した溶接チャンバー内でTIG溶接を行う
と、タングステン電極の消耗が激しく、溶接条件等によ
っては被溶接物の溶接金属内にタングステンが混入する
恐れがある。そして、溶接部にタングステンが混入する
と耐食性の低下を招く等品質上好ましくないので、溶接
時あるいは溶接後の検査時に細心の注意を払う必要があ
った。また、タングステン電極は、溶接毎に電極が融け
たり、一部が蒸発するなどによる電極先端部の形状の変
形により、溶接毎のアークギャップ調整が必要であると
共に、タングステン電極を所定の形状に研磨するため
に、頻繁に電極を交換しなければならなかった。
【0004】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、溶接部にタングステン等
の電極材を巻き込むことがない上に、不活性ガスを加圧
した状態においても、安定して連続的に溶接を行うこと
ができ、しかも従来のTIG溶接等において必要であっ
た電極と被溶接物とのギャップ、あるいは電極の形状等
の溶接毎の調整、確認作業を廃止することができ、自動
化装置としての制御を容易にして、信頼性の向上を図る
ことができる燃料棒の加圧溶接方法を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、被覆管の内部に燃料ペレットが収容され
且つ上記被覆管の端部に端栓が装着されてなる燃料棒の
内部に、上記端栓に形成されたガス封入孔から不活性ガ
スを充填した状態で、上記端栓のガス封入孔を密封する
燃料棒の加圧溶接方法であって、上記端栓の円錐状のガ
ス封入孔に上記端栓と同等材質からなるワイヤ状または
棒状の消耗式電極の前回溶接時の消耗分を切断したまま
の切断面を押し付けた状態で上記端栓と消耗式電極との
間に電流を流し、抵抗溶接によって上記端栓のガス封入
孔を密封するものである。
【0006】
【作用】本発明の燃料棒の加圧溶接方法にあっては、端
栓のガス封入孔に消耗式電極を押し付けた状態で所定の
電流を流すと、上記端栓と消耗式電極が固有抵抗や接触
抵抗等によって加熱されて、冶金的に接合可能な温度に
なるまで上昇し、この部分に加えられている圧力によっ
て円滑に端栓のガス封入孔に消耗式電極が圧接接合され
ガス封入孔が密封される。
【0007】
【実施例】以下、図1と図2に基づいて本発明の一実施
例を説明する。
【0008】これらの図において符号1は燃料棒の被覆
管であり、この被覆管1の内部には、燃料ペレット及び
コイルバネが収容されている。そして、上記被覆管1の
両端には、それぞれ端栓2が圧入され周溶接により接合
されている。また、上記両端栓2のうち上部端栓2に
は、ガス封入孔3が形成されており、このガス封入孔3
の外部側は、外側にいくほど拡径する円錐状孔4とされ
ている。
【0009】上記のように構成された燃料棒において、
上記上部端栓2のガス封入孔3から不活性ガスを充填し
た状態で、上記ガス封入孔3を密封する場合には、ま
ず、加圧したHe雰囲気下の溶接チャンバー内で、図1
に示すように、上記上部端栓2の円錐状孔4に、消耗式
電極として該端栓2と同等の材質であるジルカロイ合金
製のワイヤ(または棒材)5を押し付ける。この場合、
ワイヤ5は、円錐状孔4に接触させることができる線径
(例えば、2mm)に設定されている。そして、上記押
し付け部分に集中的に大電流(数千アンペア程度)を流
すことができるように、端栓2の近傍とワイヤ5の先端
近くを銅合金等の電極6,7でクランプし、大電流を流
す。これにより、端栓2とワイヤ5が固有抵抗や接触抵
抗等によって加熱され、冶金的に接合可能な温度になる
まで上昇する。この結果、この部分に加えられた押し付
け圧力により、ワイヤ5が端栓2の円錐状孔4に圧接接
合されてガス封入孔3が閉塞される。従って、上記燃料
棒内に所定圧力のHeガスが封入される。次いで、上記
抵抗溶接が完了すると、余分なワイヤ5を切断して加圧
溶接工程を終了する(図2参照)。そして、切断後のワ
イヤ5は、その消耗分だけローラー等で前方に供給し次
の燃料棒の溶接を行う。このようにして、毎回新しい消
耗式電極5の切断面を利用して溶接が行えると共に、長
尺の消耗式電極5を使用することができるため、多数の
端栓2を安定した状態で連続して溶接することができ
る。
【0010】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、被覆管
の内部に燃料ペレットが収容され且つ上記被覆管の端部
に端栓が装着されてなる燃料棒の内部に、上記端栓に形
成されたガス封入孔から不活性ガスを充填した状態で、
上記端栓のガス封入孔を密封する燃料棒の加圧溶接方法
であって、上記端栓の円錐状のガス封入孔に上記端栓と
同等材質からなるワイヤ状または棒状の消耗式電極の
回溶接時の消耗分を切断したままの切断面を押し付けた
状態で上記端栓と消耗式電極との間に電流を流し、抵抗
溶接によって上記端栓のガス封入孔を密封するものであ
るから、端栓のガス封入孔に消耗式電極を押し付けた状
態で所定の電流を流すと、上記端栓と消耗式電極が固有
抵抗や接触抵抗等によって加熱されて、冶金的に接合可
能な温度になるまで上昇し、この部分に加えられている
圧力によって円滑に端栓のガス封入孔に消耗式電極が圧
接接合されガス封入孔が塞がれることにより、溶接部に
タングステン等の電極材を巻き込むことがない上に、不
活性ガスを加圧した状態においても、ビード位置、とけ
込み形状等が安定して、多数の端栓を連続的に溶接する
ことができ、しかも従来のTIG溶接等において必要で
あった電極と被溶接物とのギャップ、あるいは電極の形
状等の溶接毎の調整、確認作業を廃止することができ、
自動化装置としての制御を容易にして、信頼性の向上を
図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す説明図である。
【図2】溶接後の燃料棒を示す説明図である。
【符号の説明】
1 被覆管 2 端栓 3 ガス封入孔 4 円錐状孔 5 消耗式電極(ワイヤ,棒材)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被覆管の内部に燃料ペレットが収容され
    且つ上記被覆管の端部に端栓が装着されてなる燃料棒の
    内部に、上記端栓に形成されたガス封入孔から不活性ガ
    スを充填した状態で、上記端栓のガス封入孔を密封する
    燃料棒の加圧溶接方法であって、上記端栓の円錐状のガ
    ス封入孔に上記端栓と同等材質からなるワイヤ状または
    棒状の消耗式電極の前回溶接時の消耗分を切断したまま
    の切断面を押し付けた状態で上記端栓と消耗式電極との
    間に電流を流し、抵抗溶接によって上記端栓のガス封入
    孔を密封することを特徴とする燃料棒の加圧溶接方法。
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