加圧孔スポット溶接評価試験

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三島 毅*; 飛田 典幸; 関 正之; 蔦木 浩一 ; 千田 茂久

not registered; Tobita, Noriyuki; Seki, Masayuki; Tsutagi, Koichi; not registered

PWR燃料要素は,炉内での外圧が高いため燃料要素内の圧力を大気圧より高くしている。その為,燃料要素内にH-を加圧封入した後に,TIG溶接法にて加圧孔のスポット溶接密封を行っている。しかし,TIG溶接法は高圧雰囲気下でアークをスタートさせると電極の消耗が著しく,同一電極での再アークスタートは極めて困難である。このような問題点を解決するため,加圧孔のスポット溶接密封法としてレーザ溶接法が一つの解決策として揚げられている。しかし一方では,レーザ溶接方法は単位面積当たりのエネルギー密度が高いのでジルコニウム合金を形成している主要元素が溶融蒸発してしまい,耐腐食性が減少してしまうとも考えられている。本溶接評価試験は,今後P-サーマル燃料要素及びATR燃料要素の製造にレーザ溶接法が採用できるかどうかを評価するために行った基礎研究である。以下に,試験結果の概要を示す。1)レーザ溶接法の溶接性について。1作業性はTIG溶接法より(はるかに)容易である。2溶接金属部表面にアンダカットが生じる。3溶接金属部の硬さは,母材と比べて約100H-硬化する。この現象はディフォーカス(以下--距離と称す。)を短くするとその傾向が顕著に現れる。4内圧バースト試験では,母材よりも溶接金属部が強くなる。5レーザ溶接法では,0.8--では径が大きすぎ加圧孔を0.5--にする必要がある。(通常TIG溶接では,0.8--)

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