AFA 3G燃料棒下端塞电子束焊产生气胀的分析.pdfVIP

第23卷第5期 核动力工程 V01．23．No．5 1旦!!生!旦旦 型竺!!!竺!竺!竺皇璺巫璺!!曼呈墨 旦璺!!!! 文章编号：0258—0926(2002)05—0075—04 AFA 3G燃料棒下端塞电子束焊 产生气胀的分析 朱国胜，杨晓东，童慎修 (宜宾棱燃料元什厂，四川宜宾，644000) 摘要：宜宾核燃料元件厂在AFA3G燃料棒首次产品合格性鉴定中发现．大批下端环缝焊产生了气胀的 焊接缺陷。本文分析了产生气胀缺陷的原因，并介绍了针对其原因进行的各种试验，结果表明。改变焊接参 数，即提高焊接速度和适当控制电子束流强度，是解决燃料棒焊接气胀缺陷的最好途径。 关键词：燃料棒；环缝焊；气胀分析 中圈分类号：TG44：TL214—4文献标识码：A 1 引言 薄(减薄量超过包壳管最小理论厚度的10％是不 AFA 允许的)。图1是典型气胀的缺陷示意图，图2是 3G燃料棒包壳和端塞采用M5合金材 典型气胀的金相解剖片。 料宜宾核燃料元件厂(YFP)在进行产品合格性 鉴定前做了大量的试验，解决了一系列电子束焊 通过观察大量的X光照片发现，气胀具有以 下特点：①气胀和气孔同时产生，不同批次焊接 接工艺问题…。但在鉴定中．分别用CA330MI 的环缝焊，出现气胀和气孔的几率波动较大．大 电子束焊机(简称06焊机)和CA330M电子束焊机 小变化也较大；(醌胀出现位置比较固定，熔合 (简称03焊机)焊接了750支带下端塞的包壳管 区靠近端塞侧，端塞与包壳管配合间隙部位．如 OSBI)，结果发现，两种焊机焊接的大批下环缝 焊出现了气胀缺陷．气胀率高达30％。 图1所示。 为查明气胀焊接缺陷的原因，开展了广泛地 调研工作，并进行了大量的试验验证。本文在分 析气胀原因的基础上，着重介绍了试验的方法和 结果、 2气胀缺陷的特征 图1燃料棒下端塞焊接气胀缺陷示意图 电子束焊接实质上是一种在高真空中进行 的机械熔化焊方法。其原理见文献[2】。燃料棒焊 3 产生气胀缺陷的原因分析 接缺陷主要有未焊透和气孔。未焊透通常出现在 电子束焊接条件下产生气胀的原因较为复 熔区根部．熔深未能超过包壳管管壁厚度。而气 杂，根据多年来的焊接经验，认为造成气胀焊接 胀主要出现在接近熔合区的热影响区，轻微的气 缺陷的原因可能足：①工件的清洁度不够；②包 胀使端塞的配合面与包壳管内壁沿圆周方向形成 壳管与端塞配合不当以及不适当的压塞力；(勤悍 微小的间隙．严重的气胀可使包壳管管壁厚度减 接过程中产生的气体无排泄通道；④工件的冷却 收稿日期：2002—07—12；惨回日期：2002—07—3 万方数据 76 核动力工程 V01．23．No52002 图2典型气胀的金相照片×5(横切面) 状况不佳；⑤焊接时过多的输入热量。针对以上