JP2000214285A - 支持格子溶接装置 - Google Patents
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- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接用のチャンバーを小型化して作業効率と
コストを低減する。 【解決手段】 支持格子１を収納するチャンバー１３の
外部に支持格子溶接用のレーザー発射ヘッド３０を設け
る。支持格子１は側面１ｃを支持する溶接治具２０の３
つの角部２０ａ、２０ｂ、２０ｃから延びる各支持治具
２４，２５，２６を、基部１１の起立部１１ｂに連結し
た支柱２１，２２，２３で支持する。基台１１ａ上に設
けたチャンバーの支持台１４が駆動モータ１６で正逆回
転するガイド軸１５と螺合していてガイド１２上を摺動
する。２本の支柱２２，２３内の貫通孔２８を通して不
活性ガスをチャンバー内に充填する。レーザー発射ヘッ
ド３０のレーザー光の合焦位置にある支持格子に対して
チャンバー１３が相対移動する。
コストを低減する。 【解決手段】 支持格子１を収納するチャンバー１３の
外部に支持格子溶接用のレーザー発射ヘッド３０を設け
る。支持格子１は側面１ｃを支持する溶接治具２０の３
つの角部２０ａ、２０ｂ、２０ｃから延びる各支持治具
２４，２５，２６を、基部１１の起立部１１ｂに連結し
た支柱２１，２２，２３で支持する。基台１１ａ上に設
けたチャンバーの支持台１４が駆動モータ１６で正逆回
転するガイド軸１５と螺合していてガイド１２上を摺動
する。２本の支柱２２，２３内の貫通孔２８を通して不
活性ガスをチャンバー内に充填する。レーザー発射ヘッ
ド３０のレーザー光の合焦位置にある支持格子に対して
チャンバー１３が相対移動する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉に使用され
る核燃料集合体の一部を構成する支持格子を製造する
際、組み立てられた支持格子の各ストラップのジョイン
ト部などを溶接するための支持格子溶接装置に関する。
る核燃料集合体の一部を構成する支持格子を製造する
際、組み立てられた支持格子の各ストラップのジョイン
ト部などを溶接するための支持格子溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば軽水炉の原子炉に使用され
る核燃料集合体は、上部ノズルと下部ノズルの間に複数
の支持格子が所定間隔で配設され、計装用管及び複数の
制御棒案内管が各支持格子と上部ノズル及び下部ノズル
にそれぞれ固定され、更に各支持格子の格子空間に燃料
棒が挿入されて保持されている。各支持格子は、薄板帯
状のストラップを格子状に交差させて構成されている。
例えば図５に示す支持格子１では各内ストラップ２…が
格子状に組み立てられて多数の格子空間３を形成した状
態で各内ストラップ２…の交差するジョイント部（溶接
部）Ｐ…がそれぞれレーザー溶接装置などでスポット溶
接されている。更に一部の格子空間３にはスリーブ４が
嵌挿されて内ストラップ２の上端及び下端に形成された
切欠部５との当接部Ｑがレーザー光などで線状にシーム
（連続）溶接されている。このスリーブ５内に制御棒案
内管６が嵌挿されて両者が一体に拡管されて固定されて
いる。また図６に示す内ストラップ２と外ストラップ８
の交差部分では、各内ストラップ２の両端に形成された
溶接タブ７，７が支持格子１の四周に位置する外ストラ
ップ８…の溝８ａ…にそれぞれ嵌合して構成された嵌合
部Ｒ（溶接部）が溶接されている。そのため支持格子１
は組み立てられた状態で、溶接部として多数のジョイン
ト部Ｐ…及び当接部Ｑ…を備えた略正方形をなす上面１
ａ及び下面１ｂと、溶接部として嵌合部Ｒ…を備えた略
長方形の側面１ｃとにおいて、多数のこれら溶接部を溶
接する必要がある。
る核燃料集合体は、上部ノズルと下部ノズルの間に複数
の支持格子が所定間隔で配設され、計装用管及び複数の
制御棒案内管が各支持格子と上部ノズル及び下部ノズル
にそれぞれ固定され、更に各支持格子の格子空間に燃料
棒が挿入されて保持されている。各支持格子は、薄板帯
状のストラップを格子状に交差させて構成されている。
例えば図５に示す支持格子１では各内ストラップ２…が
格子状に組み立てられて多数の格子空間３を形成した状
態で各内ストラップ２…の交差するジョイント部（溶接
部）Ｐ…がそれぞれレーザー溶接装置などでスポット溶
接されている。更に一部の格子空間３にはスリーブ４が
嵌挿されて内ストラップ２の上端及び下端に形成された
切欠部５との当接部Ｑがレーザー光などで線状にシーム
（連続）溶接されている。このスリーブ５内に制御棒案
内管６が嵌挿されて両者が一体に拡管されて固定されて
いる。また図６に示す内ストラップ２と外ストラップ８
の交差部分では、各内ストラップ２の両端に形成された
溶接タブ７，７が支持格子１の四周に位置する外ストラ
ップ８…の溝８ａ…にそれぞれ嵌合して構成された嵌合
部Ｒ（溶接部）が溶接されている。そのため支持格子１
は組み立てられた状態で、溶接部として多数のジョイン
ト部Ｐ…及び当接部Ｑ…を備えた略正方形をなす上面１
ａ及び下面１ｂと、溶接部として嵌合部Ｒ…を備えた略
長方形の側面１ｃとにおいて、多数のこれら溶接部を溶
接する必要がある。
【０００３】支持格子１の溶接は酸素及び水分濃度が或
る定められた濃度以下の雰囲気中で行われなければなら
ないために気密に封止されたチャンバー内で行われ、し
かも溶接の際に発生するヒュームを排出するためにチャ
ンバー内に不活性ガスを常時供給する必要がある。チャ
ンバー内で支持格子１を溶接する場合、ジョイント部Ｐ
や当接部Ｑなど溶接箇所が多数あるために駆動手段を用
いてチャンバー内で支持格子を移動させて各ジョイント
部Ｐや当接部Ｑなどを順次溶接している。ところで溶接
時に支持格子１の溶接部からヒュームが多量に発生して
チャンバー内にヒュームの滞留が生じるために、レーザ
発射ヘッドを保護するガラス面にヒュームが付着してガ
ラス面が汚れてこれを透過するレーザー光のエネルギー
効率が悪くなるという問題があった。そのためヒューム
のガラス面に対する悪影響を押し出すためにチャンバー
内に不活性ガスを供給してヒュームを外部に押し出す必
要があった。
る定められた濃度以下の雰囲気中で行われなければなら
ないために気密に封止されたチャンバー内で行われ、し
かも溶接の際に発生するヒュームを排出するためにチャ
ンバー内に不活性ガスを常時供給する必要がある。チャ
ンバー内で支持格子１を溶接する場合、ジョイント部Ｐ
や当接部Ｑなど溶接箇所が多数あるために駆動手段を用
いてチャンバー内で支持格子を移動させて各ジョイント
部Ｐや当接部Ｑなどを順次溶接している。ところで溶接
時に支持格子１の溶接部からヒュームが多量に発生して
チャンバー内にヒュームの滞留が生じるために、レーザ
発射ヘッドを保護するガラス面にヒュームが付着してガ
ラス面が汚れてこれを透過するレーザー光のエネルギー
効率が悪くなるという問題があった。そのためヒューム
のガラス面に対する悪影響を押し出すためにチャンバー
内に不活性ガスを供給してヒュームを外部に押し出す必
要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の支持
格子溶接装置ではチャンバー内で支持格子１を移動させ
るために駆動手段を内部に含む構成とされていたために
チャンバーが大型化しており、多量の不活性ガスが必要
になり、充填するための時間がかかる上にコストが増大
するという問題があった。本発明は、このような実情に
鑑みて、チャンバーを小型化して効率的な溶接作業を行
えるようにした支持格子溶接装置を提供することを目的
とする。
格子溶接装置ではチャンバー内で支持格子１を移動させ
るために駆動手段を内部に含む構成とされていたために
チャンバーが大型化しており、多量の不活性ガスが必要
になり、充填するための時間がかかる上にコストが増大
するという問題があった。本発明は、このような実情に
鑑みて、チャンバーを小型化して効率的な溶接作業を行
えるようにした支持格子溶接装置を提供することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る支持格子溶
接装置は、支持格子を収納するチャンバーの外部に支持
格子溶接用のレーザー装置と駆動手段が設けられ、この
駆動手段によって支持格子をチャンバーに対して相対的
に移動可能としてなることを特徴とする。本発明によれ
ば、チャンバーは支持格子のみを収納して若干相対移動
できればよいために、駆動手段をチャンバー内に収納し
ていた従来のチャンバーと比較して小型化でき、そのた
めに溶接時にチャンバー内を不活性ガスに置換する時間
と供給する不活性ガス量を削減できて効率的に溶接作業
ができる上にコストの低減を図ることができる。また溶
接に際してはレーザー装置に対してレーザー光の合焦位
置に支持格子の溶接部が位置するようにチャンバー及び
支持格子を相対移動させ、更に合焦位置にあるレーザー
装置及び支持格子に対してチャンバーを相対移動させ
て、支持格子の溶接部をチャンバーのレーザー光が透過
する面から離間するように位置させる。溶接の際に、ス
ポット溶接時などレーザー装置の出力が大きい場合に支
持格子の溶接部とチャンバーの面との距離が近すぎると
溶接部から発生するプラズマがチャンバーの（ガラス）
面に激しく衝突して熱損傷させたりヒュームがチャンバ
ーの（ガラス）面に付着したりすることになるため、チ
ャンバーのレーザー光が透過する（ガラス）面と支持格
子の溶接部との距離を大きく確保する必要がある。
接装置は、支持格子を収納するチャンバーの外部に支持
格子溶接用のレーザー装置と駆動手段が設けられ、この
駆動手段によって支持格子をチャンバーに対して相対的
に移動可能としてなることを特徴とする。本発明によれ
ば、チャンバーは支持格子のみを収納して若干相対移動
できればよいために、駆動手段をチャンバー内に収納し
ていた従来のチャンバーと比較して小型化でき、そのた
めに溶接時にチャンバー内を不活性ガスに置換する時間
と供給する不活性ガス量を削減できて効率的に溶接作業
ができる上にコストの低減を図ることができる。また溶
接に際してはレーザー装置に対してレーザー光の合焦位
置に支持格子の溶接部が位置するようにチャンバー及び
支持格子を相対移動させ、更に合焦位置にあるレーザー
装置及び支持格子に対してチャンバーを相対移動させ
て、支持格子の溶接部をチャンバーのレーザー光が透過
する面から離間するように位置させる。溶接の際に、ス
ポット溶接時などレーザー装置の出力が大きい場合に支
持格子の溶接部とチャンバーの面との距離が近すぎると
溶接部から発生するプラズマがチャンバーの（ガラス）
面に激しく衝突して熱損傷させたりヒュームがチャンバ
ーの（ガラス）面に付着したりすることになるため、チ
ャンバーのレーザー光が透過する（ガラス）面と支持格
子の溶接部との距離を大きく確保する必要がある。
【０００６】尚、チャンバーの面は、少なくともレーザ
ー光を照射する領域がレーザー光を透過させる透明な材
質で構成されていてもよい。またチャンバー内には不活
性ガスを充填するようにしてもよい。溶接時に発生する
ヒュームがチャンバーの面に付着したりするとこれを透
過するレーザー光のエネルギー効率が低下することにな
るので、不活性ガスでチャンバー内に滞留するヒューム
を押し出して溶接効率の低下を防止でき、特にチャンバ
ーが小さいのでヒュームの排出効率がよい。
ー光を照射する領域がレーザー光を透過させる透明な材
質で構成されていてもよい。またチャンバー内には不活
性ガスを充填するようにしてもよい。溶接時に発生する
ヒュームがチャンバーの面に付着したりするとこれを透
過するレーザー光のエネルギー効率が低下することにな
るので、不活性ガスでチャンバー内に滞留するヒューム
を押し出して溶接効率の低下を防止でき、特にチャンバ
ーが小さいのでヒュームの排出効率がよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図４により説明するが、上述した従来技術と同一ま
たは同様の部分には同一の符号を用いて説明する。図１
は発明の実施の形態による支持格子溶接装置の要部構成
を示す正面図、図２は図１に示す支持格子溶接装置の側
断面を示す図であって、支持格子の一方の面のジョイン
ト部の溶接状態を示す図、図３は支持格子の他方の面の
ジョイント部の溶接状態を示す側断面図、図４は支持格
子にスリーブを溶接する状態を示す側断面図である。図
１乃至図４に示す支持格子溶接装置１０において、基台
１１ａと起立部１１ｂとを備えた断面視略Ｌ字状をなす
基部１１が設けられ、基台１１ａ上には例えば平行な二
条の線状のガイド１２が設けられ、このガイド１２上に
チャンバー１３を支持する支持台１４がガイド１２に沿
って摺動可能に取り付けられている。支持台１４は基台
１１ａ上のガイド１２と略平行に配設された棒状のガイ
ド軸１５の一端と螺合されており、ガイド軸１５はその
全長にわたって雄ねじが切られていて他端は起立部１１
ｂに装着された正逆回転可能な駆動モータ１６の主軸と
連結されている。そのため、駆動モータ１６を正逆回転
させることで回転するガイド軸１５を介して支持台１４
が起立部１１ｂに対して接近及び離間するように進退さ
せられることになる。駆動モータ１６，ガイド軸１５及
びガイド１２は駆動手段９を構成する。
乃至図４により説明するが、上述した従来技術と同一ま
たは同様の部分には同一の符号を用いて説明する。図１
は発明の実施の形態による支持格子溶接装置の要部構成
を示す正面図、図２は図１に示す支持格子溶接装置の側
断面を示す図であって、支持格子の一方の面のジョイン
ト部の溶接状態を示す図、図３は支持格子の他方の面の
ジョイント部の溶接状態を示す側断面図、図４は支持格
子にスリーブを溶接する状態を示す側断面図である。図
１乃至図４に示す支持格子溶接装置１０において、基台
１１ａと起立部１１ｂとを備えた断面視略Ｌ字状をなす
基部１１が設けられ、基台１１ａ上には例えば平行な二
条の線状のガイド１２が設けられ、このガイド１２上に
チャンバー１３を支持する支持台１４がガイド１２に沿
って摺動可能に取り付けられている。支持台１４は基台
１１ａ上のガイド１２と略平行に配設された棒状のガイ
ド軸１５の一端と螺合されており、ガイド軸１５はその
全長にわたって雄ねじが切られていて他端は起立部１１
ｂに装着された正逆回転可能な駆動モータ１６の主軸と
連結されている。そのため、駆動モータ１６を正逆回転
させることで回転するガイド軸１５を介して支持台１４
が起立部１１ｂに対して接近及び離間するように進退さ
せられることになる。駆動モータ１６，ガイド軸１５及
びガイド１２は駆動手段９を構成する。
【０００８】チャンバー１３は例えば略正方形箱体形状
をなす六面体とされていて、内部に支持格子１が収納さ
れており、縦、横、厚みの寸法が支持格子１より若干大
きい程度に設定されている。チャンバー１３の各面はレ
ーザー光を透過する透明な材質、例えばガラス面で形成
されており、支持格子１の略正方形をなす対向する二面
を上面１ａ及び下面１ｂとして上下面１ａ，１ｂにそれ
ぞれ形成されたジョイント部Ｐ…に対向する一対の略正
方形のガラス面１７ａ，１７ｂと４枚の略長方形のガラ
ス側面１７ｃ，…で構成されて内部を気密に封止してい
る。チャンバー１３は図１において隣接する二側面１７
ｃ，１７ｃの交差する角部１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１
８Ｄのうち、最下部に位置する一の角部１８Ａで交差す
る傾斜状態の二側面１７ｃ，１７ｃが、支持台１４の略
Ｖ字状の凹部１４ａに支持されている。チャンバー１３
内に収納された支持格子１はその四つの側面１ｃ…を支
持する四角枠形状の溶接治具２０で保持されている。溶
接治具２０の三つの角部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃから板
状の支持治具２４，２５，２６がそれぞれ延びており、
そして基部１１の起立部１１ｂからガイド軸１５と略平
行に延びる３本の支柱２１，２２，２３はその自由端２
１ａ，２２ａ，２３ａがチャンバー１３の３つの角部１
８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃでチャンバー１３内に嵌挿されて
いて、チャンバー１３内で各自由端２１ａ，２２ａ，２
３ａはそれぞれ支持治具２４，２５，２６と着脱可能に
連結されている。尚、支柱２１，２２，２３によるチャ
ンバー１３のガラス面１７ｂとの嵌挿部にはガスケット
ｇがそれぞれ装着されて気密にされていてもよい。
をなす六面体とされていて、内部に支持格子１が収納さ
れており、縦、横、厚みの寸法が支持格子１より若干大
きい程度に設定されている。チャンバー１３の各面はレ
ーザー光を透過する透明な材質、例えばガラス面で形成
されており、支持格子１の略正方形をなす対向する二面
を上面１ａ及び下面１ｂとして上下面１ａ，１ｂにそれ
ぞれ形成されたジョイント部Ｐ…に対向する一対の略正
方形のガラス面１７ａ，１７ｂと４枚の略長方形のガラ
ス側面１７ｃ，…で構成されて内部を気密に封止してい
る。チャンバー１３は図１において隣接する二側面１７
ｃ，１７ｃの交差する角部１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１
８Ｄのうち、最下部に位置する一の角部１８Ａで交差す
る傾斜状態の二側面１７ｃ，１７ｃが、支持台１４の略
Ｖ字状の凹部１４ａに支持されている。チャンバー１３
内に収納された支持格子１はその四つの側面１ｃ…を支
持する四角枠形状の溶接治具２０で保持されている。溶
接治具２０の三つの角部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃから板
状の支持治具２４，２５，２６がそれぞれ延びており、
そして基部１１の起立部１１ｂからガイド軸１５と略平
行に延びる３本の支柱２１，２２，２３はその自由端２
１ａ，２２ａ，２３ａがチャンバー１３の３つの角部１
８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃでチャンバー１３内に嵌挿されて
いて、チャンバー１３内で各自由端２１ａ，２２ａ，２
３ａはそれぞれ支持治具２４，２５，２６と着脱可能に
連結されている。尚、支柱２１，２２，２３によるチャ
ンバー１３のガラス面１７ｂとの嵌挿部にはガスケット
ｇがそれぞれ装着されて気密にされていてもよい。
【０００９】従って、チャンバー１３内の支持格子１は
３本の支柱２１，２２，２３でチャンバー１３とは連結
されることなく支持されていることになる。しかも支持
格子１の上下面１ａ，１ｂ及び４つの側面１ｃ…はチャ
ンバー１３のガラス面１７ａ，１７ｂ及びガラス側面１
７ｃ…とそれぞれ略平行に位置している。そして、例え
ば左右両端に位置する２本の支柱２２，２３は内部が中
空とされて貫通孔２８，２８が形成されており、この貫
通孔２８を通して外部の図示しない不活性ガスの供給源
からチャンバー１３内にＨｅやＡｒなどの不活性ガスを
供給するようになっている。チャンバー１３の外側には
レーザー装置２９として図示しないレーザー発振器に光
ファイバー３１で接続されたレーザー発射ヘッド３０が
配設され、チャンバー１３を通して支持格子１のジョイ
ント部Ｐなどにレーザー光を照射して溶接するようにな
っている。レーザー発射ヘッド３０はレーザー発振器に
対して単体で接続されていてもよいし、１つのレーザー
発振器に対して複数（例えば２本）の光ファイバー３１
を介してそれぞれレーザー発射ヘッド３０（これを３０
ａ，３０ｂとする）に接続させて複数点（図では２点）
の溶接部を同時溶接できるようにしてもよい。
３本の支柱２１，２２，２３でチャンバー１３とは連結
されることなく支持されていることになる。しかも支持
格子１の上下面１ａ，１ｂ及び４つの側面１ｃ…はチャ
ンバー１３のガラス面１７ａ，１７ｂ及びガラス側面１
７ｃ…とそれぞれ略平行に位置している。そして、例え
ば左右両端に位置する２本の支柱２２，２３は内部が中
空とされて貫通孔２８，２８が形成されており、この貫
通孔２８を通して外部の図示しない不活性ガスの供給源
からチャンバー１３内にＨｅやＡｒなどの不活性ガスを
供給するようになっている。チャンバー１３の外側には
レーザー装置２９として図示しないレーザー発振器に光
ファイバー３１で接続されたレーザー発射ヘッド３０が
配設され、チャンバー１３を通して支持格子１のジョイ
ント部Ｐなどにレーザー光を照射して溶接するようにな
っている。レーザー発射ヘッド３０はレーザー発振器に
対して単体で接続されていてもよいし、１つのレーザー
発振器に対して複数（例えば２本）の光ファイバー３１
を介してそれぞれレーザー発射ヘッド３０（これを３０
ａ，３０ｂとする）に接続させて複数点（図では２点）
の溶接部を同時溶接できるようにしてもよい。
【００１０】本実施の形態による支持格子溶接装置１０
は上述のように構成されており、次にこの支持格子溶接
装置１０を用いた支持格子１の溶接方法について説明す
る。支持格子溶接装置１０のチャンバー１３内に支持格
子１を収納して三本の支柱２１，２２，２３で支持した
状態で支柱２２，２３の貫通孔２８を通してチャンバー
１３内に不活性ガスを導入充填する。そして例えば支持
格子１のストラップ２，２同士のジョイント部Ｐを溶接
する場合、レーザー発射ヘッド３０を支持格子１のジョ
イント部Ｐを有する一方の面、例えば上面１ａに対向さ
せてジョイント部Ｐと略直交する方向に配設する。この
時、ストラップ２，２同士のジョイント部Ｐは通常スポ
ット溶接によって溶接するためにレーザー出力が高く、
そのために溶接部（ジョイント部Ｐ）の金属蒸気で発生
するプラズマが大きい。そのため、支持格子１の上面１
ａの近傍にチャンバー１３のガラス面１７ａが位置する
とプラズマが衝突してガラス面１７ａを熱損傷すること
になる。そのため、レーザー光の照射前に予め駆動モー
タ１６を駆動させてガイド軸１５を回転させ、図２に示
すように支持台１４を、支持格子１の溶接予定のジョイ
ント部Ｐが位置する上面１ａからガラス面１７ａが離間
する方向に移動させる。この時、支持格子１は支柱２
１，２２，２３に支持されているためにチャンバー１３
の移動に連動せず、支持格子１の溶接対象のジョイント
部Ｐとチャンバー１３のガラス面１７ａとの位置調整が
行われる。
は上述のように構成されており、次にこの支持格子溶接
装置１０を用いた支持格子１の溶接方法について説明す
る。支持格子溶接装置１０のチャンバー１３内に支持格
子１を収納して三本の支柱２１，２２，２３で支持した
状態で支柱２２，２３の貫通孔２８を通してチャンバー
１３内に不活性ガスを導入充填する。そして例えば支持
格子１のストラップ２，２同士のジョイント部Ｐを溶接
する場合、レーザー発射ヘッド３０を支持格子１のジョ
イント部Ｐを有する一方の面、例えば上面１ａに対向さ
せてジョイント部Ｐと略直交する方向に配設する。この
時、ストラップ２，２同士のジョイント部Ｐは通常スポ
ット溶接によって溶接するためにレーザー出力が高く、
そのために溶接部（ジョイント部Ｐ）の金属蒸気で発生
するプラズマが大きい。そのため、支持格子１の上面１
ａの近傍にチャンバー１３のガラス面１７ａが位置する
とプラズマが衝突してガラス面１７ａを熱損傷すること
になる。そのため、レーザー光の照射前に予め駆動モー
タ１６を駆動させてガイド軸１５を回転させ、図２に示
すように支持台１４を、支持格子１の溶接予定のジョイ
ント部Ｐが位置する上面１ａからガラス面１７ａが離間
する方向に移動させる。この時、支持格子１は支柱２
１，２２，２３に支持されているためにチャンバー１３
の移動に連動せず、支持格子１の溶接対象のジョイント
部Ｐとチャンバー１３のガラス面１７ａとの位置調整が
行われる。
【００１１】この状態で、レーザー発射ヘッド３０とジ
ョイント部Ｐとの焦点距離を調整すべくレーザー発射ヘ
ッド３０を支持格子１の上面１ａに直交する方向に移動
して合焦させ、レーザー光をジョイント部Ｐに照射して
溶接する。この時ジョイント部Ｐからヒュームが発生し
てチャンバー１３内に滞留するが、貫通孔２８から導入
される不活性ガスによってヒュームは図示しないチャン
バー１３の排出口から排出させられる。この場合、チャ
ンバー１３を小型に形成してあるので不活性ガスの流入
によるヒュームの排出は迅速に行われる。またジョイン
ト部Ｐで発生するプラズマが直接正面のガラス面１７ａ
に衝突するのを不活性ガスによって防止でき、ガラス面
１７ａの熱損傷を抑制できる。そして支持格子１に対し
てレーザー発射ヘッド３０を上面１ａと略平行な方向に
相対移動して上面１ａの多数のジョイント部Ｐ…を順次
溶接できる。また支持格子１の上面１ａに対向する下面
１ｂのジョイント部Ｐ…を溶接するには、駆動モータ１
６を逆回転させて支持格子１に対するチャンバー１３の
ガラス面１７ｂの位置を相対移動させて、図３に示すよ
うに溶接すべき下面１ｂのジョイント部Ｐと対向するガ
ラス面１７ｂとの距離を大きく設定して同様に合焦位置
に設定したレーザー発射ヘッド３０で溶接する。
ョイント部Ｐとの焦点距離を調整すべくレーザー発射ヘ
ッド３０を支持格子１の上面１ａに直交する方向に移動
して合焦させ、レーザー光をジョイント部Ｐに照射して
溶接する。この時ジョイント部Ｐからヒュームが発生し
てチャンバー１３内に滞留するが、貫通孔２８から導入
される不活性ガスによってヒュームは図示しないチャン
バー１３の排出口から排出させられる。この場合、チャ
ンバー１３を小型に形成してあるので不活性ガスの流入
によるヒュームの排出は迅速に行われる。またジョイン
ト部Ｐで発生するプラズマが直接正面のガラス面１７ａ
に衝突するのを不活性ガスによって防止でき、ガラス面
１７ａの熱損傷を抑制できる。そして支持格子１に対し
てレーザー発射ヘッド３０を上面１ａと略平行な方向に
相対移動して上面１ａの多数のジョイント部Ｐ…を順次
溶接できる。また支持格子１の上面１ａに対向する下面
１ｂのジョイント部Ｐ…を溶接するには、駆動モータ１
６を逆回転させて支持格子１に対するチャンバー１３の
ガラス面１７ｂの位置を相対移動させて、図３に示すよ
うに溶接すべき下面１ｂのジョイント部Ｐと対向するガ
ラス面１７ｂとの距離を大きく設定して同様に合焦位置
に設定したレーザー発射ヘッド３０で溶接する。
【００１２】次に例えば外ストラップ８と内ストラップ
２の嵌合部Ｒ（溶接部）を溶接する場合には、レーザー
発射ヘッド３０をチャンバー１３のガラス側面１７ｃに
対向する位置に保持する。この場合、スポット溶接では
なくシーム（連続）溶接を行うことができ、照射ポイン
トが一点に留まらないで移動するためにレーザー出力が
比較的小さく、支持格子の側面１ｃの溶接部とチャンバ
ー１３のガラス側面１７ｃとが近接した位置にあっても
溶接部で発生するプラズマが小さいためにガラス側面１
７ｃの熱損傷が軽微である。また支持格子１の格子空間
３に装着されたスリーブ４をストラップ２と溶接するた
めには、図４に示すようにレーザー発射ヘッド３０から
のレーザー光がスリーブ４と干渉しないように支持格子
１の上下面１ａ，１ｂに直交する方向に対して適宜の角
度傾斜させてレーザー光を当接部Ｑに照射する。この場
合、レーザー発射ヘッド３０はジョイント部Ｐなどを溶
接するためのものと同一の焦点距離に設定された光学系
が採用されているために、斜めに位置するレーザー発射
ヘッド３０からのレーザー光の合焦位置にスリーブ４と
ストラップ２との当接部Ｑ（溶接部）を位置させるため
に、距離の関係で支持格子１の上面１ａをチャンバー１
３のガラス面１７ａに近接した位置に持ち来す必要があ
る。この場合でも、スリーブ４の溶接はシーム（連続）
溶接で行われるので、レーザー光はスポット溶接のよう
に一点に集中することはなく溶接部でのレーザー出力は
比較的小さいので発生するプラズマも小さく、支持格子
１の溶接部がガラス面１７ａに近接していてもガラス面
１７ａの熱損傷が軽微である。
２の嵌合部Ｒ（溶接部）を溶接する場合には、レーザー
発射ヘッド３０をチャンバー１３のガラス側面１７ｃに
対向する位置に保持する。この場合、スポット溶接では
なくシーム（連続）溶接を行うことができ、照射ポイン
トが一点に留まらないで移動するためにレーザー出力が
比較的小さく、支持格子の側面１ｃの溶接部とチャンバ
ー１３のガラス側面１７ｃとが近接した位置にあっても
溶接部で発生するプラズマが小さいためにガラス側面１
７ｃの熱損傷が軽微である。また支持格子１の格子空間
３に装着されたスリーブ４をストラップ２と溶接するた
めには、図４に示すようにレーザー発射ヘッド３０から
のレーザー光がスリーブ４と干渉しないように支持格子
１の上下面１ａ，１ｂに直交する方向に対して適宜の角
度傾斜させてレーザー光を当接部Ｑに照射する。この場
合、レーザー発射ヘッド３０はジョイント部Ｐなどを溶
接するためのものと同一の焦点距離に設定された光学系
が採用されているために、斜めに位置するレーザー発射
ヘッド３０からのレーザー光の合焦位置にスリーブ４と
ストラップ２との当接部Ｑ（溶接部）を位置させるため
に、距離の関係で支持格子１の上面１ａをチャンバー１
３のガラス面１７ａに近接した位置に持ち来す必要があ
る。この場合でも、スリーブ４の溶接はシーム（連続）
溶接で行われるので、レーザー光はスポット溶接のよう
に一点に集中することはなく溶接部でのレーザー出力は
比較的小さいので発生するプラズマも小さく、支持格子
１の溶接部がガラス面１７ａに近接していてもガラス面
１７ａの熱損傷が軽微である。
【００１３】上述のように本実施の形態によれば、チャ
ンバー１３を小型化できて、チャンバー１３内のヒュー
ムを不活性ガスで置換する作業を短時間で行えると共に
プラズマがガラス面１７ａ，１７ｂに直接衝突するのを
抑制できる上に、不活性ガスの供給量も少なくて済むの
で溶接作業の効率化とコストの低減を図ることができ
る。しかも短く一定の焦点距離を備えたレーザー装置２
９を用いてスポット溶接からシーム溶接まで行え、エネ
ルギー効率が良く、この点でも作業の効率化を図れる。
そして焦点距離を短くした場合、単一のレーザー発振器
を用いて複数のレーザー発射ヘッド３０ａ、３０ｂで多
点同時溶接することができて（図１参照）一層の効率化
を図ることができる。
ンバー１３を小型化できて、チャンバー１３内のヒュー
ムを不活性ガスで置換する作業を短時間で行えると共に
プラズマがガラス面１７ａ，１７ｂに直接衝突するのを
抑制できる上に、不活性ガスの供給量も少なくて済むの
で溶接作業の効率化とコストの低減を図ることができ
る。しかも短く一定の焦点距離を備えたレーザー装置２
９を用いてスポット溶接からシーム溶接まで行え、エネ
ルギー効率が良く、この点でも作業の効率化を図れる。
そして焦点距離を短くした場合、単一のレーザー発振器
を用いて複数のレーザー発射ヘッド３０ａ、３０ｂで多
点同時溶接することができて（図１参照）一層の効率化
を図ることができる。
【００１４】尚、レーザー発射ヘッド３０の光学系の焦
点距離を長く設定するには出力の大きいレーザー装置２
９を用いればよく、この場合にはスリーブ４の溶接の際
にもチャンバー１３のガラス面１７ａに対する支持格子
１の当接部Ｑの位置がより遠くなるように設定でき、こ
のように構成すれば、ガラス面１７ａが熱損傷する可能
性を一層小さく設定できる。尚、チャンバー１３を固定
支持してチャンバー１内の支持格子１を駆動手段９で進
退移動可能に構成してもよい。この場合には支柱２１，
２２，２３のいずれかが支持格子１を進退させるガイド
軸になり、他の支柱が支持格子１の移動をガイドする部
材になる。またチャンバー１３は六面体の全体がガラス
面で構成されている必要はなく、少なくとも溶接のため
にレーザー光が透過する領域がガラス面で構成されてい
ればよい。
点距離を長く設定するには出力の大きいレーザー装置２
９を用いればよく、この場合にはスリーブ４の溶接の際
にもチャンバー１３のガラス面１７ａに対する支持格子
１の当接部Ｑの位置がより遠くなるように設定でき、こ
のように構成すれば、ガラス面１７ａが熱損傷する可能
性を一層小さく設定できる。尚、チャンバー１３を固定
支持してチャンバー１内の支持格子１を駆動手段９で進
退移動可能に構成してもよい。この場合には支柱２１，
２２，２３のいずれかが支持格子１を進退させるガイド
軸になり、他の支柱が支持格子１の移動をガイドする部
材になる。またチャンバー１３は六面体の全体がガラス
面で構成されている必要はなく、少なくとも溶接のため
にレーザー光が透過する領域がガラス面で構成されてい
ればよい。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る支持
格子溶接装置は、支持格子を収納するチャンバーの外部
に支持格子溶接用のレーザー装置と駆動手段が設けら
れ、この駆動手段によって支持格子をチャンバーに対し
て相対的に移動可能としたから、駆動手段をチャンバー
内に収納していた従来のチャンバーと比較して小型化で
き、そのために溶接時にチャンバー内を不活性ガスに置
換する時間と供給する不活性ガス量を削減でき、ヒュー
ムやプラズマによる悪影響を抑制して効率的に溶接作業
ができる上にコストの低減を図ることができる。
格子溶接装置は、支持格子を収納するチャンバーの外部
に支持格子溶接用のレーザー装置と駆動手段が設けら
れ、この駆動手段によって支持格子をチャンバーに対し
て相対的に移動可能としたから、駆動手段をチャンバー
内に収納していた従来のチャンバーと比較して小型化で
き、そのために溶接時にチャンバー内を不活性ガスに置
換する時間と供給する不活性ガス量を削減でき、ヒュー
ムやプラズマによる悪影響を抑制して効率的に溶接作業
ができる上にコストの低減を図ることができる。
【図１】 本発明の実施の形態による支持格子溶接装置
の構成を説明するための図である。
の構成を説明するための図である。
【図２】 図１に示す支持格子溶接装置で支持格子の一
方の面のジョイント部を溶接する状態を示す図である。
方の面のジョイント部を溶接する状態を示す図である。
【図３】 図１に示す支持格子溶接装置で支持格子の他
方の面のジョイント部を溶接する状態を示す図である。
方の面のジョイント部を溶接する状態を示す図である。
【図４】 図１に示す支持格子溶接装置で支持格子のス
リーブを溶接する状態を示す図である。
リーブを溶接する状態を示す図である。
【図５】 支持格子のジョイント部とスリーブの当接部
を示す部分斜視図である。
を示す部分斜視図である。
【図６】 支持格子の外ストラップと内ストラップの嵌
合部を示す部分斜視図である。
合部を示す部分斜視図である。
１ 支持格子 ３ ジョイント部 ９ 駆動手段 １３ チャンバー １５ ガイド軸 １６ 駆動モータ ２１，２２，２３ 支柱 ２９ レーザー装置 ３０ レーザー発射ヘッド
Claims (1)
- 【請求項１】 支持格子を収納するチャンバーの外部に
支持格子溶接用のレーザー装置と駆動手段が設けられ、
この駆動手段によって前記支持格子をチャンバーに対し
て相対的に移動可能としてなる支持格子溶接装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11019134A JP2000214285A (ja) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | 支持格子溶接装置 |
| US09/492,275 US6429403B1 (en) | 1999-01-27 | 2000-01-27 | Supporting grid welding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11019134A JP2000214285A (ja) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | 支持格子溶接装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000214285A true JP2000214285A (ja) | 2000-08-04 |
Family
ID=11991002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11019134A Pending JP2000214285A (ja) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | 支持格子溶接装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6429403B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000214285A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6429403B1 (en) * | 1999-01-27 | 2002-08-06 | Mitsubishi Nuclear Fuel Co., Ltd. | Supporting grid welding apparatus |
| KR100922162B1 (ko) | 2007-09-28 | 2009-10-21 | 한전원자력연료 주식회사 | 핵연료집합체 지지격자의 레이저용접장치 |
| KR101140674B1 (ko) | 2009-11-17 | 2012-05-03 | 한전원자력연료 주식회사 | 핵연료봉 지지격자 용접치구 분리장치 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6825438B1 (en) * | 2003-05-29 | 2004-11-30 | Dana Corporation | Multi-head lasers cutting/welding cell with vibration control |
| CN101563195B (zh) * | 2006-12-19 | 2013-06-19 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 加热生产线中的物体的系统和方法 |
| AU2007363064B2 (en) | 2007-12-26 | 2014-02-13 | Thorium Power Inc. | Nuclear reactor (variants), fuel assembly consisting of driver-breeding modules for a nuclear reactor (variants) and a fuel cell for a fuel assembly |
| US8116423B2 (en) | 2007-12-26 | 2012-02-14 | Thorium Power, Inc. | Nuclear reactor (alternatives), fuel assembly of seed-blanket subassemblies for nuclear reactor (alternatives), and fuel element for fuel assembly |
| JP5755568B2 (ja) | 2008-12-25 | 2015-07-29 | トリウム・パワー、インクＴｈｏｒｉｕｍ Ｐｏｗｅｒ，Ｉｎｃ． | 軽水炉核燃料集合体および軽水炉 |
| US10170207B2 (en) | 2013-05-10 | 2019-01-01 | Thorium Power, Inc. | Fuel assembly |
| WO2011143172A1 (en) | 2010-05-11 | 2011-11-17 | Thorium Power, Inc. | Fuel assembly with metal fuel alloy kernel and method of manufacturing thereof |
| US10192644B2 (en) | 2010-05-11 | 2019-01-29 | Lightbridge Corporation | Fuel assembly |
| KR102822907B1 (ko) * | 2023-07-26 | 2025-06-19 | 한전원자력연료 주식회사 | 핵연료집합체의 지지격자 점용접 치구 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5221515A (en) * | 1990-05-07 | 1993-06-22 | Franco-Belge De Fabrication De Combustible | Method for manufacturing grids for a nuclear fuel assembly |
| FR2736192B1 (fr) * | 1995-06-29 | 1997-09-26 | Franco Belge Combustibles | Procede et dispositif de soudage de plaquettes entrecroisees d'une grille-entretoise d'un assemblage de combustible par l'exterieur de la grille |
| FR2736191B1 (fr) * | 1995-06-29 | 1997-09-26 | Franco Belge Combustibles | Procede et installation de soudage d'une grille-entretoise d'un assemblage de combustible pour un reacteur nucleaire et dispositif de soudage par l'interieur d'une grille |
| JP2000214285A (ja) * | 1999-01-27 | 2000-08-04 | Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd | 支持格子溶接装置 |
-
1999
- 1999-01-27 JP JP11019134A patent/JP2000214285A/ja active Pending
-
2000
- 2000-01-27 US US09/492,275 patent/US6429403B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6429403B1 (en) * | 1999-01-27 | 2002-08-06 | Mitsubishi Nuclear Fuel Co., Ltd. | Supporting grid welding apparatus |
| KR100922162B1 (ko) | 2007-09-28 | 2009-10-21 | 한전원자력연료 주식회사 | 핵연료집합체 지지격자의 레이저용접장치 |
| KR101140674B1 (ko) | 2009-11-17 | 2012-05-03 | 한전원자력연료 주식회사 | 핵연료봉 지지격자 용접치구 분리장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6429403B1 (en) | 2002-08-06 |
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