代替溶接法によるODS鋼被覆管/端栓接合部の強度評価

Strength evaluation of jointed parts between ODS cladding and end plug by means of alternative welding method

畠山 耕一; 水田 俊治 ; 藤原 優行; 鵜飼 重治  

Hatakeyama, Koichi; Mizuta, Shunji; Fujiwara, Masayuki; not registered

ODS鋼被覆管の高燃焼度燃料への適用性を早急に見極めることを目的として、ロシアの高速炉(BOR-60)を用いた照射試験を計画している。 この場合のODS鋼被覆管と端栓の溶接は、ロシアにおいて適用可能なTIG溶接あるいはレーザー溶接が行われる計画である。本報告では、ODS鋼被覆管の端栓接合方法として、TIG溶接法、レーザー溶接法に加え、電子ビーム溶接法、ろう付拡散接合法3種(金ろう、パラジウムろう、ニッケルろう)の適用性を評価した。さらに、レーザー溶接法とTIG溶接法については、曲げ、内圧クリープ破断試験を行った。本研究で得られた主な結果は以下の通りである。 (1)溶接法の中では、エネルギー密度の最も高いレーザー溶接試験片が優れた引張強度(母材強度の90%以上)を示した。 (2)ろう材では、ニッケルろう付が最も優れた強度(母材強度の84%以上)を示し、次いで金ろう付け、パラジウムろう付の順であった。 (3)曲げ試験では、レーザー、 TIG溶接試験片とも曲げ角度50Cで溶接部周方向にき裂が発生した。 (4)700における内圧クリープ破断試験では、レーザー、TIG溶接試験片とも高応力側では母材部破断であったが、低応力側では溶接部破断となった。溶接法の中ではレーザー溶接、ろう付法の中ではニッケルろうの適用性が最も高い。

For the purpose of urgently discerning the applicability of ODS cladding tube to the long life core of the fast reactors, the irradiation test using Russian fast reactor BOR-60 is planned. In this irradiation test, TIG welding or laser welding will be applied as welding method of ODS cladding with end plug. In this report, applicability of alternative weldin9 method, i.e., TIG welding, laser welding, and also electron beam welding and 3 kinds of brazing diffusion bonding technique was evaluated. In addition, bending test and internal creep rupture test of the samples which were welded by laser and TIG welding were carried out. Following results were obtained in this study. (1) Tensile strength of laser welding test specimens with the highest energy density is most excellent in the welding process (over 90% of the base metal strength). (2) In the brazing filler metal, the tensile strength of the nickel brazing was most excellent (over 84% of the base metal strength). (3) In the bending test of laser and TIG welded test specimens, the crack was generated in circumferential direction of weld zone, which relatively corresponds to small bending angle. (4) As result of internal creep rupture test at 700C, cladding itself was ruptured in the high stress region, whereas, weld zone was ruptured in the low stress level.