Manufacturing method and apparatus of laser welding for attachment of bearing pads of nuclear fuel elements

PURPOSE: Laser welding method and apparatus for adhering bearing pads of nuclear fuel elements are provided to improve welding performance using laser when welding fuel claddings having zirconium alloy and precision components, and perform automatical remote welding by simply connecting a power supply to a laser unit. CONSTITUTION: In performing laser welding of bearing pads to be adhered to claddings for nuclear fuel elements, the laser welding apparatus for adhering bearing pads of nuclear fuel elements comprises simultaneous division parts(4) which are connected from a YAG laser oscillation part(1) by an optical fiber(2); and a protection gas box in the central part of which the simultaneous division parts(4) are position, at the lower part of which a bearing pad fixture(6) rested on a welding target moving stand(7) is positioned, and at the upper part of which a welding monitoring part(5) is positioned, thereby performing ultra-precision welding of the bearing pads on the nuclear fuel elements. 본 발명은 원자력분야의 핵연료봉 제조시 지지체 부착을 위한 레이저용접방법과 장치에 관한 것으로서, 핵연료봉의 지지체는 연소시 로내의 인접 연료봉과 일정간격으로 유지되면서, 또한 연료봉에 냉각수가 흐르는 방향으로 부착하게 되어 연료봉과 압력관사이의 마찰로 발생될 수 있는 피복관 마모를 방지해 준다. 특히 용융점이 높고 산화가 잘 되는 지르코늄합금을 가지는 피복관과 정밀부품을 레이저를 이용한 용접의 성능향상은 물론 제조시의 다량생산, 생산비 절감 등의 모든 경제적인 측면에서 유효하게 적용할 수 있다. 또한 용접공의 기능수준에 관계없이 레이저가 광섬유로 전송되어 정밀용접이 될 수 있도록 핵연료봉 지지체 부착을 위한 레이저용접기술에 관한 것이다. 본 발명에 사용되는 광섬유를 이용한 레이저용접공정장치는 야그레이저발진부(1), 광섬유(2), 보호가스상자(3), 동시다발분기부(4), 용접감시부(5), 지지체고정구(6), 피용접물이동대(7) 및 봄베(8)로 구성되며, 핵연료봉 지지체 부착을 위한 레이저용접방법은 야그레이저발진부(1)에서 광섬유(2)로 전송된 레이저가 보호가스상자(3)내의 피용접물인 지지체에 정확하게 초점이 맺히도록 광학커플러로 구성된 동시다발분기부(4)가 연결되었으며, 지지체부착을 위한 용접고정구(6)에 의해서 사용하게 된다. 이때 지지체의 위치는 다이오드레이저를 이용하여 정확하게 초점을 맺히게 한 다음 용접감시부(5)의 CCD카메라를 통하여 결정하게 하였다.