JPH116890A - Laser marking method for cladding tube - Google Patents
Laser marking method for cladding tubeInfo
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- JPH116890A JPH116890A JP9160309A JP16030997A JPH116890A JP H116890 A JPH116890 A JP H116890A JP 9160309 A JP9160309 A JP 9160309A JP 16030997 A JP16030997 A JP 16030997A JP H116890 A JPH116890 A JP H116890A
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- cladding tube
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、核燃料棒の被覆管
の表面にレーザ光を用いてバーコードや文字、記号等を
マーキングするためのレーザマーキング方法に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser marking method for marking bar codes, characters, symbols, and the like on the surface of a cladding tube of a nuclear fuel rod using a laser beam.
【0002】[0002]
【従来の技術】原子力発電で用いる燃料集合体の燃料棒
では、燃料棒の製造、運搬、保管、使用中等の各工程に
おいて個々の燃料棒を追跡できるように、燃料棒の被覆
管を識別管理できることが要求されている。燃料棒の識
別のための手段として、レーザ光を用いてバーコードや
文字、記号等を被覆管の表面にマーキングすることが行
われている。このような従来技術の一例として、特許第
2585781号公報に開示されたものがある。このレ
ーザマーキング方法は、図2に示すように、燃料ペレッ
トを挿入する前の燃料棒の被覆管1をマーキングチャン
バー2内に挿入して保持し、雰囲気ガスとしてアルゴン
ガスと酸素ガスの混合ガスをチャンバー2内に充満させ
る。そして、チャンバー2外部からレーザ光を照射し、
チャンバー2内のローリング可能な反射ミラー3、4を
介して被覆管1の表面にバーコード等を刻印によってマ
ーキングしていた。得られた被覆管1には、例えば図3
に示すようにバーコード5が表示され、これを各工程で
レーザ光によって読み取り、識別するようにしていた。2. Description of the Related Art In fuel rods of a fuel assembly used in nuclear power generation, cladding tubes of the fuel rods are identified and managed so that individual fuel rods can be tracked in each process of manufacturing, transporting, storing, and using the fuel rods. It is required to be able to do it. As a means for identifying a fuel rod, a bar code, a character, a symbol, or the like is marked on a surface of a cladding tube using a laser beam. As an example of such a conventional technique, there is one disclosed in Japanese Patent No. 2585781. In this laser marking method, as shown in FIG. 2, a cladding tube 1 of a fuel rod before inserting a fuel pellet is inserted and held in a marking chamber 2, and a mixed gas of argon gas and oxygen gas is used as an atmosphere gas. The inside of the chamber 2 is filled. Then, a laser beam is irradiated from outside the chamber 2,
A bar code or the like was marked on the surface of the cladding tube 1 by engraving via the rollable reflection mirrors 3 and 4 in the chamber 2. For example, FIG.
The bar code 5 is displayed as shown in FIG. 1, and is read and identified by a laser beam in each step.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなレーザマーキング方法では、雰囲気ガスとして用い
るアルゴンガスと酸素ガスの混合ガスは特殊なガスであ
り、入手が容易でない上に高価であるという欠点があ
る。本発明は、このような課題に鑑みて、コストが低廉
で発火のおそれのない被覆管のレーザマーキング方法を
提供することを目的とする。However, in such a laser marking method, the mixed gas of the argon gas and the oxygen gas used as the atmosphere gas is a special gas, which is not easy to obtain and is expensive. is there. In view of such problems, an object of the present invention is to provide a laser marking method of a cladding tube which is inexpensive and does not cause ignition.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明による被覆管のレ
ーザマーキング方法は、酸素ガス雰囲気中で、被覆管を
冷却してレーザ光によって被覆管にマーキングするよう
にしたことを特徴とするものである。尚、被覆管の冷却
は、被覆管内部に冷却媒体(空気等の気体)を吹き入れ
ることによって行われることとしてもよい。A laser marking method for a cladding tube according to the present invention is characterized in that the cladding tube is cooled in an oxygen gas atmosphere and the cladding tube is marked by a laser beam. is there. The cooling of the cladding tube may be performed by blowing a cooling medium (gas such as air) into the cladding tube.
【0005】雰囲気ガスとして酸素ガスを用いることで
従来よりも低廉にマーキングすることができ、しかもレ
ーザ光によるマーキング時に被覆管を冷却することでマ
ーキング時のレーザ光による入熱が低くなり、被覆管の
発火の危険性をなくすことができる。酸素ガス雰囲気で
のマーキングにより、被覆管表面に大気中の窒素を接触
させることなくシールドした状態で冷却でき、しかも被
覆管内部から冷却しながら被覆管表面にマーキングでき
る。[0005] By using oxygen gas as an atmospheric gas, marking can be performed at a lower cost than before, and by cooling the cladding at the time of marking with a laser beam, the heat input by the laser beam at the time of marking is reduced. The danger of ignition of the vehicle can be eliminated. By marking in an oxygen gas atmosphere, cooling can be performed in a shielded state without bringing atmospheric nitrogen into contact with the cladding tube surface, and further, marking can be performed on the cladding tube surface while cooling from inside the cladding tube.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
により説明するが、上述の部材と同一の部材には同一の
符号を用いてその説明を省略する。図1は実施の形態に
よるマーキング方法の概略構成図である。図1に示すレ
ーザマーキング装置10において、マーキングチャンバ
ー11(以下、チャンバーということがある)内に被覆
管1が挿通されて保持されている。チャンバー11の外
部には、レーザ発振器12が配設され、レーザ発振器1
2から発振されたレーザ光Lの光路上には、レーザ光L
をチャンバー11の透過窓部11aを通してチャンバー
11内に向かわせる反射ミラーとしてガルバノミラー1
3が配設され、刻印表示のためにガルバノミラー13は
図示しない駆動手段によってレーザ光LをX−Y方向に
走査させることができるようになっている。ガルバノミ
ラー13と透過窓部11aとの間には集光レンズ14が
設けられている。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
However, the same members as those described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a marking method according to an embodiment. In the laser marking device 10 shown in FIG. 1, the cladding tube 1 is inserted and held in a marking chamber 11 (hereinafter, sometimes referred to as a chamber). A laser oscillator 12 is provided outside the chamber 11, and the laser oscillator 1
On the optical path of the laser beam L oscillated from the laser beam L, the laser beam L
As a reflection mirror for directing the light into the chamber 11 through the transmission window 11a of the chamber 11,
The galvanomirror 13 can scan the laser beam L in the X-Y direction by a driving unit (not shown) for engraving. A condenser lens 14 is provided between the galvanometer mirror 13 and the transmission window 11a.
【0007】しかも、被覆管1は燃料ペレットを挿入す
る前の状態であって両端が開口となっており、チャンバ
ー11の外部に位置する被覆管1の端部開口1aには冷
却用のエアノズル15のノズル部15aが挿入されてお
り、冷却媒体として空気を被覆管1の内部に吹き入れる
ことができる。また、マーキングチャンバー11には雰
囲気ガスの導入路16が形成され、雰囲気ガスとして酸
素100%ガスがチャンバー11内に導入されるように
なっている。酸素ガスを雰囲気ガスとするのは、比較的
安価であるためと、レーザマーキングされた被覆管表面
に酸化被膜を形成する上で有効であるためである。雰囲
気ガスとして酸素ガスを用いるとすると、酸素ガスは活
性ガスであるために、レーザ光によるマーキング中に被
覆管1の素材であるジルカロイ合金の母材が発火する危
険が生じる。しかしながら、同時に被覆管1内を空気等
の冷却媒体で冷却することでレーザ光照射時の被覆管1
の入熱温度を抑えて発火の危険性をなくすことができ
る。In addition, the cladding tube 1 is in a state before the fuel pellets are inserted and both ends are open, and a cooling air nozzle 15 is provided at an end opening 1 a of the cladding tube 1 located outside the chamber 11. Is inserted, and air can be blown into the inside of the cladding tube 1 as a cooling medium. An atmosphere gas introduction path 16 is formed in the marking chamber 11, and a 100% oxygen gas is introduced into the chamber 11 as an atmosphere gas. The reason why the oxygen gas is used as the atmosphere gas is that it is relatively inexpensive and that it is effective in forming an oxide film on the surface of the cladding tube marked by laser. If oxygen gas is used as the atmosphere gas, since the oxygen gas is an active gas, there is a danger that the base material of the zircaloy alloy, which is the material of the cladding tube 1, will ignite during the marking by the laser beam. However, by simultaneously cooling the inside of the cladding tube 1 with a cooling medium such as air, the cladding tube 1 at the time of laser beam irradiation is cooled.
It is possible to reduce the heat input temperature and eliminate the risk of ignition.
【0008】本実施の形態によるレーザマーキング装置
10は上述のように構成されており、次にレーザマーキ
ング方法について説明する。先ず、マーキングチャンバ
ー11内に被覆管1を挿入して封止状態で保持し、チャ
ンバー内部を酸素100%ガスで充満させる。そして、
エアノズル15のノズル部15aから冷却用空気を被覆
管1内に吹き入れて、被覆管1を内部から冷却する。こ
の状態で、レーザ発振器12からレーザ光を発振して、
ガルバノミラー13を介して集光レンズ14で集光させ
て、マーキングチャンバー11内の被覆管1表面にレー
ザ光を照射する。ガルバノミラー13を被覆管1に対し
てX軸及びY軸方向に適宜振ることで、レーザ光を走査
させて被覆管表面にバーコード5や文字、記号等を刻印
表示することができる。その際、被覆管1は内部から空
気冷却されているために、マーキング中の発熱を低下さ
せ、冷却することができる。そのため、マーキング中に
発火のおそれがない。[0008] The laser marking apparatus 10 according to the present embodiment is configured as described above. Next, a laser marking method will be described. First, the cladding tube 1 is inserted into the marking chamber 11, held in a sealed state, and the inside of the chamber is filled with 100% oxygen gas. And
Cooling air is blown into the cladding tube 1 from the nozzle portion 15a of the air nozzle 15 to cool the cladding tube 1 from the inside. In this state, laser light is oscillated from the laser oscillator 12,
The laser beam is irradiated onto the surface of the cladding tube 1 in the marking chamber 11 by condensing the light with a condenser lens 14 via a galvanometer mirror 13. By appropriately shaking the galvanomirror 13 with respect to the cladding tube 1 in the X-axis and Y-axis directions, the bar code 5, characters, symbols, and the like can be engraved and displayed on the cladding tube surface by scanning the laser beam. At this time, since the cladding tube 1 is air-cooled from the inside, heat generation during marking can be reduced and cooling can be performed. Therefore, there is no risk of ignition during marking.
【0009】上述のように本実施の形態によれば、雰囲
気ガスとして酸素ガスを用いたので低廉になり、また刻
印表示した被覆管表面に酸化被膜を形成することで刻印
部分の腐食を抑制できる。しかもマーキング時に被覆管
1内部を空冷することでレーザ光照射による発熱を抑制
でき、被覆管1の素材であるジルカロイ合金の発火を防
止できる。また、被覆管1についての耐腐食性や刻印部
の強度も良好でマーキングの健全性を確保できる。As described above, according to the present embodiment, since the oxygen gas is used as the atmosphere gas, the cost is reduced, and the corrosion of the engraved portion can be suppressed by forming an oxide film on the surface of the engraved cladding tube. . Moreover, by cooling the inside of the cladding tube 1 at the time of marking, heat generation due to laser beam irradiation can be suppressed, and ignition of the zircaloy alloy as a material of the cladding tube 1 can be prevented. Further, the corrosion resistance and the strength of the engraved portion of the cladding tube 1 are good, and the soundness of the marking can be secured.
【0010】尚、上述の実施の形態では、冷却媒体とし
て空気を用いたのは、被覆管1をクリーンにして燃料ペ
レット挿入時に内部を乾燥させておく必要があるためで
ある。空気以外の冷媒ガスや水等の液体を用いてもよ
い。In the above-described embodiment, the reason why air is used as the cooling medium is that it is necessary to clean the cladding tube 1 and dry the inside when fuel pellets are inserted. A liquid such as water or a refrigerant gas other than air may be used.
【0011】[0011]
【発明の効果】上述のように、本発明に係る被覆管のレ
ーザマーキング方法は、酸素ガス雰囲気中で、被覆管を
冷却してレーザ光によって被覆管にマーキングするよう
にしたから、雰囲気ガスとして酸素ガスを用いたことで
コストが低廉になり、被覆管表面に酸化被膜を形成する
ことで刻印部分の腐食を抑制できる。しかもマーキング
時に被覆管を冷却することでレーザ光照射による発熱を
抑制でき、被覆管の素材であるジルカロイ合金の発火を
防止できる。また、被覆管の刻印部の耐腐食性や強度も
良好でマーキングの健全性を確保できる。As described above, in the method for laser cladding of a cladding tube according to the present invention, the cladding tube is cooled in an oxygen gas atmosphere and the cladding tube is marked by a laser beam. The use of oxygen gas reduces the cost, and the formation of an oxide film on the surface of the cladding tube can suppress the corrosion of the engraved portion. In addition, by cooling the cladding at the time of marking, heat generation due to laser beam irradiation can be suppressed, and ignition of the zircaloy alloy, which is a material of the cladding, can be prevented. In addition, the corrosion resistance and strength of the engraved portion of the cladding tube are good, and the soundness of the marking can be secured.
【図1】 本発明の実施の形態によるレーザマーキング
装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser marking device according to an embodiment of the present invention.
【図2】 従来のレーザマーキング装置の概略構成を示
す図である。FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional laser marking device.
【図3】 バーコードが刻印された被覆管を示す部分側
面図である。FIG. 3 is a partial side view showing a cladding tube on which a bar code is imprinted.
1 被覆管 12 レーザ発振器 13 ガルバノミラー 15 エアノズル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Clad tube 12 Laser oscillator 13 Galvano mirror 15 Air nozzle
Claims (1)
レーザ光によって前記被覆管にマーキングするようにし
た被覆管のレーザマーキング方法。1. A laser marking method for a cladding tube, wherein the cladding tube is cooled in an oxygen gas atmosphere to mark the cladding tube with a laser beam.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9160309A JPH116890A (en) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | Laser marking method for cladding tube |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9160309A JPH116890A (en) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | Laser marking method for cladding tube |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH116890A true JPH116890A (en) | 1999-01-12 |
Family
ID=15712179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9160309A Withdrawn JPH116890A (en) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | Laser marking method for cladding tube |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH116890A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011504568A (en) * | 2007-11-16 | 2011-02-10 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Method of hardening the side surface of a ring-shaped groove of a steel piston with a laser beam |
CN104057206A (en) * | 2013-03-19 | 2014-09-24 | 景祥凯工业股份有限公司 | Tool marking method |
CN105415893A (en) * | 2015-12-30 | 2016-03-23 | 深圳市创鑫激光股份有限公司 | Laser marking machine |
RU2659539C1 (en) * | 2017-03-21 | 2018-07-02 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Method for manufacturing items from pipe billets |
-
1997
- 1997-06-17 JP JP9160309A patent/JPH116890A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011504568A (en) * | 2007-11-16 | 2011-02-10 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Method of hardening the side surface of a ring-shaped groove of a steel piston with a laser beam |
CN104057206A (en) * | 2013-03-19 | 2014-09-24 | 景祥凯工业股份有限公司 | Tool marking method |
CN105415893A (en) * | 2015-12-30 | 2016-03-23 | 深圳市创鑫激光股份有限公司 | Laser marking machine |
RU2659539C1 (en) * | 2017-03-21 | 2018-07-02 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Method for manufacturing items from pipe billets |
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