Laser welding to expand the allowable gap in bore welding for ITER Blanket hydraulic connection

ITERブランケットの冷却配管の内面溶接を対象としたレーザ溶接における許容ギャップの拡大

谷川 尚; 丸山 孝仁; 野口 悠人; 武田 信和; 角舘 聡

Tanigawa, Hisashi; Maruyama, Takahito; Noguchi, Yuto; Takeda, Nobukazu; Kakudate, Satoshi

ITERブランケットの遠隔保守を対象とした最新の成果として、レーザ溶接における許容初期ギャップの拡大を目的とした開先形状の工夫について報告する。ギャップを有する溶接において継手のへこみを避けるためには、材料を供給する必要があり、一般的には溶接棒やワイヤが利用される。しかし、遠隔保守機器へ適用する場合には、機構が複雑になることやワイヤの溶着の可能性が生じることが課題となる。そこで、機械加工により予め開先部の肉厚を大きくすることで同様の効果が得られることに注目し、溶接試験によって効果を確認した。予備試験として実施した平板同士の溶接では、開先部の形状を幅4.0mm分だけ厚さを0.7mm大きくすることで、1.0mmの初期ギャップでも溶接が可能となった。配管の内面溶接の場合には、肉厚の増加に伴う溶接入熱の増加が問題となるため形状を修正し、開先部の形状を、幅2.5mm分だけ厚さを0.5mm大きくすることで、許容ギャップの大きさを0.2mmから0.7mmまで、0.5mm分大きくすることに成功した。

This paper presents recent results of the laser welding tests where groove geometry was changed to expand the allowable initial gap. Additional material is required to avoid excess concavity caused by the initial gap between pipes. Generally wire fill is applied. However, this leads to additional complication in the remote handling tool. In the present study, the groove was machined to be partially thick instead of the filler wire. Firstly, plates with the partially thick grooves were welded to study preferable groove geometry and welding conditions. For the groove with additional metal 0.7 mm-thick and 4.0 mm-wide, the plates with the initial gap of 1.0 mm can be welded. Then the groove geometry and welding conditions were modified through the pipe welding tests. Thicker groove requires higher heat input, and increase of the heat input leads to burn through especially for the pipe welding. By the application of the additional metal 0.5 mm-thick and 2.5 mm-wide in the groove, allowable initial gap increased from 0.2 mm to 0.7 mm.