阅读说明：本技术 一种消除焊缝气胀缺陷的端塞 (End plug for eliminating welding seam gas expansion defect ) 是由 鲁杭杭 蔡振方 皇泽中 温丰 张洲峰 刘斌 邢文军 郭庆祥 于 2020-04-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及核燃料元件制造技术领域,具体公开了一种消除焊缝气胀缺陷的端塞,端塞插入包壳管内的配合段为圆柱体结构,其余部分加工为锥面；在端塞与包壳管的配合段上加工有导气槽,作为焊接过程中产生的气体排入包壳管内腔的通道。本发明端塞结构能够有效消除燃料棒端塞与包壳管焊缝中的气胀缺陷,将焊缝中的气胀缺陷率降到3％以下,提高了焊缝成品率。(The invention relates to the technical field of nuclear fuel element manufacturing, and particularly discloses an end plug for eliminating the defect of welding seam gas expansion, wherein a matching section of the end plug inserted into a cladding tube is of a cylindrical structure, and the rest part of the end plug is processed into a conical surface; and a gas guide groove is processed on the matching section of the end plug and the cladding tube and is used as a channel for discharging gas generated in the welding process into the inner cavity of the cladding tube. The end plug structure can effectively eliminate the gas expansion defect in the welding seam of the fuel rod end plug and the cladding tube, reduce the gas expansion defect rate in the welding seam to be below 3 percent, and improve the yield of the welding seam.)

一种消除焊缝气胀缺陷的端塞

技术领域

本发明属于核燃料元件制造技术领域，具体涉及一种消除焊缝气胀缺陷的端塞。

背景技术

在核燃料元件制造中，燃料棒端塞与包壳管焊接是一个必不可少的环节。如图1～3所示，目前使用的端塞与包壳管的配合段长度＞1.5mm，使得在端塞与包壳管的焊接过程中，容易产生焊缝气胀缺陷。该缺陷的存在会减少焊缝的有效截面，减小焊缝熔深，降低焊接接头的机械强度，严重时还会影响气密性，造成燃料棒泄漏。

当前消除焊缝气胀缺陷的方法是：①在焊接前对端塞和管口严格清洗；②采用足够大的压塞力；③选择合适的焊接工艺参数。然而即便采用了上述方法，焊缝中的气胀缺陷率仍然能达到20％以上，造成大量的不合格品产生。

因此，亟需设计一种新的能够消除气胀缺陷的端塞结构，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消除焊缝气胀缺陷的端塞，以消除燃料棒端塞与包壳管焊缝中气胀缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种消除焊缝气胀缺陷的端塞，端塞插入包壳管内的配合段为圆柱体结构，其余部分加工为锥面。

所述端塞与包壳管的配合段长度为0.4～0.9mm。

所述锥面的锥度≥1°。

所述端塞插入包壳管的总长度＞1.5mm。

在所述端塞与包壳管的配合段上加工有导气槽，作为焊接过程中产生的气体排入包壳管内腔的通道。

所述的导气槽沿端塞的周向螺旋环绕布置。

所述导气槽的深度为0.005～0.015mm，宽度为0.1～0.2mm。

所述的导气槽等间隔布置有2～9圈。

所述端塞插入包壳管的总长度＞1.5mm，端塞与包壳管的配合段长度为0.4～0.9mm，锥面的锥度≥1°；

在所述端塞与包壳管的配合段上加工有导气槽，作为焊接过程中产生的气体排入包壳管内腔的通道。

所述的导气槽沿端塞的周向螺旋环绕布置。

本发明的显著效果在于：

(1)本发明通过减小端塞与包壳管的配合长度到0.4～0.9mm，使焊接过程中产生的气体更容易排入包壳管内腔，避免了气胀缺陷产生。

(2)本发明通过在端塞与包壳管的配合长度上设计导气槽结构，使焊接过程中产生的气体排入包壳管内腔有了通道，更好地避免了焊接气胀缺陷产生。

(3)本发明端塞结构能够有效消除燃料棒端塞与包壳管焊缝中的气胀缺陷，将焊缝中的气胀缺陷率降到3％以下，提高了焊缝成品率。

附图说明

图1为原设计端塞示意图；

图2为包壳管示意图；

图3为原设计端塞与包壳管组装示意图；

图4为本发明端塞示意图；

图5为图4中I处放大示意图；

图6为本发明端塞与包壳管组装示意图。

图中：1.原设计端塞，2.包壳管，3.端塞，4.气胀缺陷，5.导气槽，6.焊缝，7.包壳管内腔。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图4～6所示的一种消除焊缝气胀缺陷的端塞，端塞3插入包壳管2的总长度＞1.5mm；其中，端塞3与包壳管2的配合段为圆柱体结构，长度为0.4～0.9mm，较现有技术减少了配合长度，使焊接过程中产生的气体容易排入包壳管内腔；其余部分加工为锥面，锥度≥1°，使得端塞3与包壳管2的间隙逐渐变大，便于在焊接过程中产生的气体顺利排入包壳管内腔7中。

在所述端塞3与包壳管2的配合段上沿端塞3的周向加工有螺旋环绕的导气槽5，作为焊接过程中产生的气体排入包壳管内腔7的通道，避免了焊接气胀缺陷产生。

所述的导气槽5等间隔布置有2～9圈，深度为0.005～0.015mm，宽度为0.1～0.2mm。