JP2682795B2 - 電子ビーム溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 この発明は、例えばアルミニウ
ム又はアルミニウム合金により、絶縁リング構成体と蓋
との間又は絶縁リング構成体と電槽容器との間等を溶接
する場合に使用される電子ビーム溶接装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】 この種の溶接装置においては、真空等
の所定の溶接雰囲気に保持されるチャンバーに、電子ビ
ーム等の溶接ビームを照射するための電子ビーム照射機
が設けられている。そして、このチャンバー内にワーク
を複数配置して所定の真空状態とし、ワークを１つず
つ、電子ビーム照射機から照射される溶接ビームによ
り、ワーク上の所定箇所に溶接を施すようになってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 ところが、このよう
な従来の溶接方法では、電子ビームによるワークの溶接
部から電子ビーム照射機側へスパッタやガス等の金属蒸
気が逆流するおそれがあった。特に、この現象はアルミ
ニウム又はアルミニウム合金部材の溶接の際に顕著に発
生し問題があった。この場合、電子ビーム照射室内でア
ーキング現象が誘発され、溶接不良を起こしたり、装置
の動作が停止したりするという問題があった。また、チ
ャンバー内に複数のワークを配置して溶接操作を行うよ
うにした場合には、溶接時にスパッタ等が隣接するワー
クに飛散し、そのワークの品質を損なうという問題があ
った。

【０００４】しかも、電子ビームによる溶接時には、チ
ャンバー内で複数のワークを搬送する搬送系にもスパッ
タ等が付着し、搬送系の動作に不具合をきたし、その運
転が停止したり、メンテナンスが面倒であるという問題
があった。

【０００５】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その目的と
するところは、電子ビームによるワークの溶接部から電
子ビーム照射機側へスパッタやガス等の金属蒸気が逆流
するおそれを防止し、電子ビーム照射室内でのアーキン
グ現象、溶接不良や装置の動作停止を回避できる電子ビ
ーム溶接装置を提供することにある。

【０００６】また、他の目的とするところは、溶接時に
スパッタ等が隣接するワークに飛散し、そのワークの品
質を損なうことのない電子ビーム溶接装置を提供するこ
とにある。さらに、他の目的は、電子ビームによる溶接
時に、チャンバー内で複数のワークを搬送する搬送系に
スパッタ等が付着するのを防止して、搬送系の動作の不
具合、その運転停止やメンテナンスの困難を解消するこ
とができる電子ビーム溶接装置を提供することにある。

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【課題を解決するための手段】 請求項１ に記載の溶接装
置の発明では、所定の溶接雰囲気に保持されるチャンバ
ーを備えた装置本体と、前記チャンバー内において複数
のワークをそれぞれ支持するホルダを設けた搬送用パレ
ットと、前記チャンバー内の底部において前記搬送用パ
レットを支持して搬送する搬送機構と、その搬送機構に
よってチャンバー内の所定位置に搬送されたワークに溶
接ビームを照射する電子ビーム照射機と、ワークの溶接
部から電子ビーム照射機側へ金属蒸気が逆流するのを防
止するためにチャンバー内に設けられたスパッタ防止カ
バーとを備え、 前記装置本体の下側に電子ビーム照射機
と対向するように突上げ用シリンダを配設し、そのピス
トンロッドに取り付けたプッシャを前記ホルダのうち電
子ビーム照射機と対応する位置にあるホルダに支持され
たワークの下面を前記プッシャにより突き上げて、ワー
クを電子ビーム照射位置に変位可能に構成したことを特
徴とするものである。

【００１１】また、請求項２に記載の発明では、請求項
１に記載の発明において、前記スパッタ防止カバーは、
ワークの溶接部から隣接するワーク側へ金属蒸気が飛散
するのを防止する側壁部を有していることを特徴とする
ものである。

【００１２】加えて、請求項３に記載の発明では、請求
項１の発明において、前記ワークの材質がアルミニウム
又はアルミニウム合金であることを特徴とするものであ
る。

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【作用】 この発明の溶接装置は、溶接雰囲気に保持され
るチャンバーと、チャンバー内で複数のワークを搬送す
る搬送機構と、ワークに溶接ビームを照射する電子ビー
ム照射機と、ワークの溶接部から電子ビーム照射機側へ
の金属蒸気の逆流を防止するスパッタ防止カバーとを備
えている。このため、複数のワークが同時にチャンバー
内で所定位置まで搬送されて溶接操作が行われ、チャン
バー内を頻繁に真空等の所定の溶接雰囲気にする必要が
なく、多数のワークの溶接を短時間に能率良く行うこと
ができる。しかも、この溶接は、ワークがアルミニウム
又はアルミニウム合金の場合に有効に行われる。

【００１６】

【実施例】 以下、この発明を具体化した一実施例を、
図１〜図４に基づいて詳細に説明する。図１、図３及び
図４に示すように、両端を開口した四角箱型の装置本体
１は複数の支柱２を介して床面３上に装設され、その内
部には溶接を行うためのチャンバー４が形成されてい
る。一対の開閉扉５，６は装置本体１の両端開口部に配
設され、チャンバー４内へのワークＷの搬入出時におい
て、図示しない開放機構により上下方向に開閉される。
排気口７は装置本体１の側壁に設けられ、排気ダクト８
を介して図示しない真空ポンプに接続されている。そし
て、この真空ポンプの作動により、チャンバー４内が所
定の溶接雰囲気としての真空状態に保持される。

【００１７】搬送機構を構成する一対の搬送用コンベア
９は前記装置本体１の内底部に敷設され、チャンバー４
の長手方向に延びている。送込み用コンベア１０は装置
本体１の一端側において支柱１１を介して床面３上に敷
設され、搬送用コンベア９の送込み側端部に連続して延
びている。送出し用コンベア１２は装置本体１の他端側
において支柱１３を介して床面３上に敷設され、搬送用
コンベア９の送出し側端部に連続して延びている。

【００１８】平板状の搬送用パレット１４は前記各コン
ベア９，１０，１２によりチャンバー４内に搬入出可能
に設けられ、その中央部には複数の透孔１５が長手方向
へ所定間隔おきに形成されている。複数（実施例では４
つ）の円筒状のホルダ１６は各透孔１５に対応して搬送
用パレット１４上に突設され、これらのホルダ１６内に
複数のワークＷが着脱可能に嵌挿保持される。なお、こ
の実施例ではワークＷはアルミニウム又はアルミニウム
合金製の容器からなり、その絶縁リング構成体Ｗａと蓋
Ｗｂとの間、あるいは絶縁リング構成体Ｗａと電槽容器
Ｗｃとの間を溶接するようになっている。

【００１９】突上げ用シリンダ１７は前記装置本体１の
下部中央に配設され、そのピストンロッド１８が一対の
搬送用コンベア９間においてチャンバー４内に突出され
ている。プッシャ１９はピストンロッド１８の先端に設
けられ、突上げ用シリンダ１７によって昇降移動され
る。そして、搬送用パレット１４上の１つのワークＷが
プッシャ１９と対応する位置に搬送された状態で、プッ
シャ１９が透孔１５を介して上昇されたとき、ホルダ１
６内のワークＷが所定の高さ位置まで突き上げられる。

【００２０】電子ビーム照射機２０は前記突上げ用シリ
ンダ１７に対応して装置本体１の側部に配設されてい
る。そして、１つのワークＷが所定の高さ位置まで突き
上げられた状態で、この電子ビーム照射機２０からワー
クＷの溶接部に溶接ビームとしての電子ビームが照射さ
れて、そのワークＷに溶接が施される。冷却装置を有す
る治具２１は突上げ用シリンダ１７に対応して装置本体
１の上部に配設されている。そして、この冷却装置２１
によりワークＷの溶接時に、その溶接部が異常加熱しな
いように冷却されながら保持される。

【００２１】図１〜図４に示すように、スパッタ防止カ
バー２２は前記電子ビーム照射機２０の下部近傍におい
て、一対の支持ロッド２３を介して装置本体１の内側部
に移動可能に支持されている。移動用シリンダ２４は取
付ブラケット２５を介して装置本体１の外側部に取り付
けられ、そのピストンロッド２６が連結板２７を介して
支持ロッド２３に連結されている。そして、この移動用
シリンダ２４によって、スパッタ防止カバー２２が図１
に実線で示すようにワークＷから離間した退避位置と、
同図に鎖線で示すようにワークＷに接近した作用位置と
に移動される。

【００２２】前記スパッタ防止カバー２２は、幅の広い
下部カバー部２８と、その中央上部に突出固定された幅
の狭い上部カバー部２９とから構成されている。凹状の
孔３０は上部カバー部２９の上端中央に形成され、この
孔３０を通過して電子ビーム照射機２０からワークＷに
電子ビームが照射される。そして、このスパッタ防止カ
バー２２の上下両カバー部２８，２９によって、溶接時
に発生するガスやスパッタ等がワークＷの溶接部から電
子ビーム照射機２０側へ逆流するのが防止される。

【００２３】各一対の側壁部３１，３２は前記上下両カ
バー部２８，２９の両側からワークＷ側に向かって折曲
形成されている。そして、この側壁部３１，３２によっ
て、溶接時に発生するスパッタ等がワークＷの溶接部か
ら隣接するワークＷ側に飛散付着するのが防止される。
底壁部３３は下部カバー部２８の下端縁からワークＷ側
に向かって折曲形成され、その中央にはワークＷとの干
渉を避けるための凹部３４が設けられている。そして、
この底壁部３３によって、溶接時に発生するスパッタ等
がワークＷの溶接部から搬送用コンベア９側に飛散付着
するのが防止される。

【００２４】次に、前記のように構成されたこの実施例
の動作を説明する。さて、この電子ビーム溶接装置にお
いては、搬送用パレット１４のホルダ１６内に複数のワ
ークＷを嵌挿保持した状態で、その搬送用パレット１４
を送込み用コンベア１０上に載置する。この状態で装置
を起動させると、装置本体１の搬入側開閉扉５が開放さ
れるとともに、送込み用コンベア１０及び搬送用コンベ
ア９が周回作動される。これにより、搬送用パレット１
４が図３の矢印方向に移送されて、複数のワークＷがチ
ャンバー４内へ同時に搬入され、最初のワークＷが電子
ビーム照射機２０と対応する位置に配置される。その
後、搬入側開閉扉５が閉成されるとともに、図示しない
真空ポンプにより、排気口７等を介してチャンバー４内
が所定の溶接雰囲気としての真空状態にされる。

【００２５】次に、突上げ用シリンダ１７によりプッシ
ャ１９が搬送用パレット１４の透孔１５を介して上昇さ
れ、最初のホルダ１６内のワークＷが所定の高さ位置ま
で突上げられて、治具２１により保持される。また、移
動用シリンダ２４により、スパッタ防止カバー２２が図
１に実線で示す退避位置から鎖線で示す作用位置に移動
配置される。この状態で、電子ビーム照射機２０からス
パッタ防止カバー２２の孔３０を通してワークＷ上の所
定溶接部に電子ビームが照射されて、ワークＷの溶接が
行われる。このとき、治具２１の冷却装置により、ワー
クＷの溶接部が冷却されて異常加熱が防止される。

【００２６】そして、搬送用パレット１４上の１つのワ
ークＷの溶接が終了した後、移動用シリンダ２４によ
り、スパッタ防止カバー２２が図１に鎖線で示す作用位
置から実線で示す退避位置に復帰移動される。また、突
上げ用シリンダ１７の後退により、プッシャ１９が下降
されて、ワークＷが突上げ状態から解放される。この状
態で、搬送用コンベア９により搬送用パレット１４が図
１の矢印方向に移動され、次のワークＷが電子ビーム照
射機２０と対応する位置に配置される。

【００２７】その後、搬送用パレット１４上の複数のワ
ークＷについて、前述した各動作が繰り返し行われて、
それらのワークＷに溶接が施される。そして、全部のワ
ークＷの溶接が終了すると、搬出側開閉扉６が開放され
るとともに、搬送用コンベア９及び送出し用コンベア１
２が作動される。これにより、搬送用パレット１４が図
３の矢印方向に移送されて、複数のワークＷがチャンバ
ー４内が同時に搬出される。

【００２８】以上のように、この実施例の電子ビーム溶
接装置においては、送込み用コンベア１０と搬送用コン
ベア９により、複数のワークＷがチャンバー４内へ同時
に搬入されて、それらのワークＷに対し連続的に溶接が
行われるようになっている。このため、ワークＷを１つ
ずつチャンバー４内へ搬入出していた従来装置のよう
に、チャンバー４内を頻繁に真空状態にする必要がな
い。従って、多数のワークＷの溶接を短時間に能率良く
行うことができる。

【００２９】また、この実施例の電子ビーム溶接装置に
おいては、ワークＷの溶接時に、その溶接部と電子ビー
ム照射機２０との間にスパッタ防止カバー２２が配設さ
れ、その上下両カバー部２８，２９により電子ビーム照
射機２０側が覆われるようになっている。このため、溶
接時に発生するガスやスパッタ等がワークＷの溶接部か
ら電子ビーム照射機２０側に逆流することはなく、電子
ビーム照射機２０内でアーキング現象等の事故を誘発す
るのを防ぐことができる。従って、アーキング現象等の
事故の誘発に伴い、溶接不良が生じたり溶接装置の運転
が停止したりするおそれを確実に防止することができ
る。なお、スパッタ防止カバー２２はコンパクトに形成
されているため、チャンバー４内に容易に収容され、チ
ャンバー４を大型化する必要はない。

【００３０】さらに、この実施例の電子ビーム溶接装置
では、スパッタ防止カバー２２における上下両カバー部
２８，２９の両側に側壁部３１，３２が設けられ、この
側壁部３１，３２により隣接するワークＷ側が覆われる
ようになっている。このため、複数のワークＷをチャン
バー４内へ同時に搬入出して溶接を行う場合でも、溶接
時に発生するスパッタ等が、ワークＷの溶接部から隣接
するワークＷ側に飛散するのを防ぐことができる。従っ
て、隣接するワークＷにスパッタ等が付着して、製品不
良が発生するおそれを確実に防止することができる。

【００３１】しかも、この実施例の電子ビーム溶射装置
では、スパッタ防止カバー２２における下部カバー部２
８の下側に底壁部３３が設けられ、この底壁部３３によ
り搬送用コンベア９側が覆われるようになっている。こ
のため、溶接時に発生するスパッタ等が、ワークＷの溶
接部から搬送用コンベア９側に飛散するのを防ぐことが
できる。従って、搬送用コンベア９にスパッタ等が付着
して、その搬送用コンベア９がスムーズに作動しなくな
るおそれを確実に防止することができる。

【００３２】

【別の実施例】 次に、この発明の別の実施例を図５に
基づいて説明する。さて、この実施例においては、装置
本体１のチャンバー４内に、各一対のプッシャ１９、電
子ビーム照射機２０、治具２１及びスパッタ防止カバー
２２が、所定の間隔をおいて配設されている。また、搬
送用パレット１４上には６つのホルダ１６が設けられ、
これらのホルダ１６内にワークＷを嵌挿保持した状態
で、一対の搬送用パレット１４がチャンバー４内へ同時
に搬入出されるようになっている。

【００３３】そして、この搬送用パレット１４の搬入状
態で、一方のプッシャ１９、電子ビーム照射機２０、治
具２１及びスパッタ防止カバー２２の協働により、ワー
クＷ上の１つの溶接部に溶接が行われる。その後、他方
のプッシャ１９、電子ビーム照射機２０、冷却装置２１
及びスパッタ防止カバー２２の協働により、ワークＷ上
の他の１つの溶接部に溶接が行われる。従って、例えば
ワークＷがアルミニウム又はアルミニウム合金である場
合において、その絶縁リング構成体Ｗａと蓋Ｗｂとの
間、及び絶縁リング構成体Ｗａと電槽容器Ｗｃとの間の
溶接を、１つのチャンバー４内で連続して能率的に行う
ことができる。

【００３４】なお、この発明は前記各実施例の構成に限
定されるものではなく、この発明の趣旨から逸脱しない
範囲で、次のように任意に変更して具体化することも可
能である。 （１）搬送用パレット１４上に保持するワークＷの数
を、前記実施例とは異なった数に変更すること。 （２）スパッタ防止カバー２２の下部カバー部２８と上
部カバー部２９とを一体に形成すること。 （３）スパッタ防止カバー２２の上部カバー部２９に円
形の孔３０を形成すること。

【００３５】

【発明の効果】 この発明は、以上説明したように構成
されているため、次のような優れた効果を奏する。電子
ビームによるワークの溶接部から電子ビーム照射機側へ
スパッタやガス等の金属蒸気が逆流するおそれを防止
し、電子ビーム照射室内でのアーキング現象、溶接不良
や装置の動作停止を回避することができる。

【００３６】また、溶接時にスパッタ等が隣接するワー
クに飛散し、そのワークの品質を損なうことがない。さ
らに、電子ビームによる溶接時に、チャンバー内で複数
のワークを搬送する搬送系にスパッタ等が付着するのを
防止して、搬送系の動作の不具合、その運転停止やメン
テナンスの困難を解消することができる。加えて、ワー
クがアルミニウム又はアルミニウム合金である場合に、
電子ビームによる溶接が効果的に行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明を電子ビーム溶接装置に具体化した
一実施例を示すもので、図３のＡ−Ａ線における部分拡
大断面である。

【図２】 その電子ビーム溶接装置におけるスパッタ防
止カバーを拡大し示す斜視図である。

【図３】 電子ビーム溶接装置の全体構成を示す縦断面
図である。

【図４】 図３のＢ−Ｂ線における断面図である。

【図５】 この発明を具体化した電子ビーム溶接装置の
別の実施例を示す縦断面図である。

【符号の説明】 １…装置本体、４…チャンバー、９…
搬送機構を構成する搬送用コンベア、１７…突上げ用シ
リンダ、１８…ピストンロッド、１９…プッシャ、２０
…電子ビーム照射機、２２…スパッタ防止カバー、２８
…下部カバー部、２９…上部カバー部、３１…側壁部、
３２…側壁部、３３…底壁部、Ｗ…ワーク。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の溶接雰囲気に保持されるチャンバ
   ーを備えた装置本体と、前記チャンバー内において複数のワークをそれぞれ支持
   するホルダを設けた搬送用パレットと、 前記 チャンバー内の底部において前記搬送用パレットを
   支持して搬送する搬送機構と、 その搬送機構によってチャンバー内の所定位置に搬送さ
   れたワークに溶接ビームを照射する電子ビーム照射機
   と、 ワークの溶接部から電子ビーム照射機側へ金属蒸気が逆
   流するのを防止するためにチャンバー内に設けられたス
   パッタ防止カバーとを備え、 前記装置本体の下側に電子ビーム照射機と対向するよう
   に突上げ用シリンダを配設し、そのピストンロッドに取
   り付けたプッシャを前記ホルダのうち電子ビーム照射機
   と対応する位置にあるホルダに支持されたワークの下面
   を前記プッシャにより突き上げて、ワークを電子ビーム
   照射位置に変位可能に構成した電子ビーム 溶接装置。
2. 【請求項２】 前記スパッタ防止カバーは、ワークの溶
   接部から隣接するワーク側へ金属蒸気が飛散するのを防
   止する側壁部を有している請求項１に記載の電子ビーム
   溶接装置。
3. 【請求項３】 前記ワークの材質がアルミニウム又はア
   ルミニウム合金である請求項１に記載の電子ビーム溶接
   装置。