JPS6247634B2 - - Google Patents

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JPS6247634B2
JPS6247634B2 JP59081503A JP8150384A JPS6247634B2 JP S6247634 B2 JPS6247634 B2 JP S6247634B2 JP 59081503 A JP59081503 A JP 59081503A JP 8150384 A JP8150384 A JP 8150384A JP S6247634 B2 JPS6247634 B2 JP S6247634B2
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JP
Japan
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welding
laser beam
welding chamber
inert gas
welded
Prior art date
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JP59081503A
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English (en)
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JPS60223694A (ja
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Satoru Kurosawa
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NIPPON NUCLEAR FUELS
Original Assignee
NIPPON NUCLEAR FUELS
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Publication date
Application filed by NIPPON NUCLEAR FUELS filed Critical NIPPON NUCLEAR FUELS
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Publication of JPS60223694A publication Critical patent/JPS60223694A/ja
Publication of JPS6247634B2 publication Critical patent/JPS6247634B2/ja
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • 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
    • B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
    • B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
    • B23K26/147—Features outside the nozzle for feeding the fluid stream towards the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special environment or atmosphere, e.g. in an enclosure
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    • B23K26/1476—Features inside the nozzle for feeding the fluid stream through the nozzle

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、例えば核燃料棒或は燃料集合体用ス
ペーサ等の被溶接物の溶接をレーザ光によつて行
なうようにしたレーザ光による気密溶接装置に関
する。
〔発明の技術的背景およびその問題点〕
一般に、発電用原子炉等に使用される核燃料棒
は、第1図に示すように、ジルコニウム合金また
はステンレス鋼製の被覆管1の一端に端栓2を溶
接した後、その被覆管1内に二酸化ウランUO2な
どの核燃料物質からなるペレツト3を装填し、上
記ペレツト3と被覆管1の開口端の間に形成され
る空間4にコイルスプリング5を装入し、さらに
被覆管1内に大気圧よりも高圧の不活性ガスを充
填し、開口端に端栓6を嵌合し、この端栓6を溶
接チヤンバー内に高圧雰囲気下のもとで密封溶接
することによつて製造されている。
一方、上述のようにして製造された多数の核燃
料棒を組立てることにより構成された燃料集合体
における、各核燃料棒の間隔を保持するためのス
ペーサは、第2図および第3図に示すように、バ
ー7、デイバイダー8、スプリング9、バンド1
0等によつて構成され、バー7とデイバイダー8
との交点、或はバー7等とバンド10との交点等
が溶接されている。ところで、これらの溶接を行
なう場合には、溶接部の酸化、窒化を防止するた
めに被溶接物の一部または全部を気密状の溶接チ
ヤンバー内に挿入し、その溶接チヤンバー内を不
活性ガスの雰囲気とした状態で上記被溶接部の溶
接が行なわれている。
第4図は、上述の如き核燃料棒或はスペーサ等
の溶接を行なう溶接装置の概略を示す一部断面側
面図であつて、密閉状の溶接チヤンバー11の一
側壁にはレーザ光導入窓12が設けられ、上記溶
接チヤンバー11の適宜個所には真空排気を行な
う排気管13および大気圧より高圧の不活性ガス
を溶接チヤンバー11内に送給する導管14が接
続されている。
一方、上記溶接チヤンバー11の外側部には、
上記レーザ光導入用窓12を経て被溶接物15の
溶接部にレーザ光を照射するレーザ光発生装置1
6が設けられており、そのレーザ光発生装置16
から照射されたレーザ光が集光レンズ17を介し
て上記溶接部に集光され、当該部の溶接を行なう
ようにしてある。
しかして、前記被溶接部15の溶接を行なう場
合には、その被溶接物15を溶接チヤンバー11
内に挿入し、排気管13を介して溶接チヤンバー
11内の空気を排出し、その後導管14を介して
不活性ガスを送り込んで大気圧よりも高い圧力雰
囲気にする。そして、レーザ光発生装置16から
のレーザ光を集光レンズ17を介してレーザ光導
入窓12を経て被溶接物の溶接部に集光させ、そ
の溶接部の溶接を行なう。
ところが、このような装置においては、レーザ
光導入窓は真空耐圧および不活性ガス加圧の要求
から、構造上強度的に窓材の板厚を大きくする必
要がある。したがつて、集光レンズと被溶接物と
の間に厚板の透過材が介在することになり、レー
ザ光の集光性が悪くなるとともに、エネルギ密度
が低下しレーザ溶接特有の深溶込みが得られない
等の問題がある。また、溶接チヤンバー内に不活
性ガスが封止されたまま溶接が行なわれるため、
金属蒸気によりプラズマが発生し、レーザ光のエ
ネルギが吸収され溶接溶込性が悪くなる等の問題
もある。
〔発明の目的〕
本発明はこのような点に鑑み、良好な溶接溶込
性が得られるようにしたレーザ光による気密溶接
装置を得ることを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、気密状の溶接チヤンバー内に被溶接
物の一部または全部を挿入し、その溶接チヤンバ
ー内における高圧力の不活性ガス雰囲気中におい
て被溶接部の溶接を行なうレーザ光による気密溶
接装置において、上記溶接チヤンバー内に入射さ
れたレーザ光の焦点を被溶接部の表面またはその
近傍に結ばせるための集光光学系を、上記溶接チ
ヤンバー内に設けたことを特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、第5図を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。
第5図は核燃料棒溶接用の溶接装置であつて、
溶接チヤンバー11の一側壁には核燃料棒の被覆
管1の端部を挿入自在とする開口部20が設けら
れており、その開口部20と対向する位置には、
端栓6を保持してこれを被覆管端に圧接自在とす
る端栓圧入機構21が設けられている。
一方、上記開口部20が設けられている側壁と
直交する側壁にはレーザ光導入用窓12が設けら
れており、さらに上記溶接チヤンバー11の外側
部には、上記レーザ光導入用窓12を経て被溶接
部にレーザ光を照射するレーザ光発生装置16が
設けられている。また、溶接チヤンバー11内に
は、レーザ光導入用窓12と同心状に案内筒22
が突設されており、その案内筒22内には集光光
学系23が軸線方向に摺動調節可能に装着されて
いる。
すなわち、上記案内筒22内には、先端に切頭
円錐筒部を有するシールドキヤツプ24が上記案
内筒22の軸線方向に摺動可能に設けられてお
り、そのシールドキヤツプ24内にこれと同心状
に集光レンズ25が設けられている。また、上記
シールドキヤツプ24は光学系駆動装置26に連
結されており、その光学系駆動装置26の作動に
よつて、溶接チヤンバー11内に突設された案内
ロツド27に沿つて移動するようにしてあり、上
記集光レンズ25が被溶接部に対して進退するよ
うにしてある。
また、前記溶接チヤンバー11の適宜個所に
は、電磁弁28およびリリーフバルブ29を有す
る真空排気管30、および大気圧より高圧の不活
性ガスを電磁弁31を介して溶接チヤンバー11
内に送給する不活性ガス供給管32がそれぞれ接
続されている。上記不活性ガス供給管32は、パ
イプ33を介して前記シールドキヤツプ24内に
接続されるとともに、溶接点近傍部に開口するガ
スノズル34に接続されている。
しかして、被覆管1の開口端部に端栓6を溶接
する場合には、被覆管1の開口端部を開口部20
を経て溶接チヤンバー11内に挿入し、電磁弁2
8を開いて真空排気管30を介して溶接チヤンバ
ー11内の空気を排出し、その後電磁弁31を開
いて溶接チヤンバー11内に不活性ガスを送り込
んで、リリーフバルブ29を介して溶接チヤンバ
ー11内を大気圧よりも高い圧力雰囲気にする。
それで端栓圧入機構21によつて端栓6を被覆管
1の開口端に圧入するとともに、光学系駆動装置
26によつてシールドキヤツプ24とともに集光
レンズ25を退進させ、レーザ光の焦点が溶接部
の表面またはその近傍の所望位置に来るように移
動させ、不活性ガスをシールドキヤツプ24内に
供給しつづけるとともにガスノズル34から溶接
部表面に不活性ガスを吹きつけながら、レーザ光
発生装置16からのレーザ光をレーザ光導入窓1
2および集光レンズ25を経て端栓と被覆管との
溶接部に集光させるとともに、被覆管1を回転さ
せることによつて上記溶接部の溶接を行なう。こ
のようにして、レーザ光を任意な微小径に集光し
エネルギ密度を溶接性上適性な状態として溶接を
行なうとともに、不活性ガスにより溶接によつて
発生した金属蒸気が除去され溶接中にプラズマが
発生することが防止される。
なお、スペーサの溶接に際しては、スペーサを
移動、転回させることにより各溶接部の位置決め
もそれぞれ行なうことができる。また、集光光学
系は集光レンズのみに限らず、例えば凹面鏡を使
用してもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明においては溶接チ
ヤンバー内に入射されたレーザ光の焦点を被溶接
部の表面またはその近傍に結ばせるための集光光
学系を、上記溶接チヤンバー内に設けたので、集
光光学系と被溶接部間に厚板の透過材が介在する
ことなく、集光性の悪化およびエネルギ密度の低
下を防止でき、レーザ溶接特有の深溶込みを得る
ことができて健全な溶接品質を得ることができ
る。また、集光光学系を被溶接部に対して進退可
能とした場合には、より確実にレーザ光を十分に
小さなスポツト径に集光でき、エネルギ密度を十
分確保でき、さらに不活性ガスを被溶接部の表面
に吹きつけながら溶接する場合には、金属蒸気の
レーザ光径路中でのプラズマ化が防止され、プラ
ズマによる溶接溶込性の劣化を一層防止すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は原子炉用核燃料棒の一例を示す縦断面
図、第2図はスペーサの平面図、第3図はスペー
サの側面図、第4図はすでに提案されたレーザ光
溶接装置の一部断面側面図、第5図は本発明の溶
接装置の一部断面側面図である。 1……被覆管、2,6……端栓、11……溶接
チヤンバー、12……レーザ光導入窓、16……
レーザ光発生装置、23……集光光学系、24…
…シールドキヤツプ、25……集光レンズ、30
……真空排気管、32……不活性ガス供給管、3
4……ガスノズル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 気密状の溶接チヤンバー内に被溶接物の一部
    または全部を挿入し、その溶接チヤンバー内にお
    ける高圧力の不活性ガス雰囲気中において被溶接
    部の溶接を行なうレーザ光による気密溶接装置に
    おいて、上記溶接チヤンバー内に入射されたレー
    ザ光の焦点を被溶接部の表面またはその近傍に結
    ばせるためのレーザ光焦点位置を変化させること
    ができる集光光学系を、上記溶接チヤンバー内に
    設け、かつ、不活性ガスを被溶接部の近傍に開口
    するガスノズルから溶接チヤンバー内に供給する
    ことを特徴とする、レーザ光による気密溶接装
    置。
JP59081503A 1984-04-23 1984-04-23 レ−ザ光による気密溶接装置 Granted JPS60223694A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0162425U (ja) * 1987-10-15 1989-04-21

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2803106B2 (ja) * 1988-10-28 1998-09-24 日本電気株式会社 レーザ加工用光学装置
JP3119090B2 (ja) * 1994-10-05 2000-12-18 株式会社日立製作所 水中レーザ加工装置及びその装置を用いた水中施工方法
TW569351B (en) * 2002-11-22 2004-01-01 Au Optronics Corp Excimer laser anneal apparatus and the application of the same
JP4844715B2 (ja) 2005-08-25 2011-12-28 澁谷工業株式会社 ハイブリッドレーザ加工装置
US8510925B2 (en) * 2008-09-04 2013-08-20 Rolls-Royce Corporation System and method for sealing vacuum in hollow fan blades
DE102014210838A1 (de) * 2014-06-06 2015-12-17 Trumpf Laser Gmbh Einkoppeloptik, Laserschweißkopf und Laserschweißvorrichtung mit Vakuumkammer
CN105728942B (zh) * 2016-04-22 2018-07-06 哈尔滨工业大学 一种真空激光填丝加工装置及真空激光填丝方法
RU170344U1 (ru) * 2016-09-19 2017-04-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) Устройство для лазерной обработки изделия

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59153089U (ja) * 1983-03-31 1984-10-13 三菱電機株式会社 レ−ザビ−ム加工装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0162425U (ja) * 1987-10-15 1989-04-21

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