JP5873658B2 - ハイブリッドレーザアーク溶接プロセス及び装置 - Google Patents
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Description
12、14 ワーク
16 接合面
18、20 第1及び第2の表面
22 継手領域
24 継手領域の表面部分
26 溶接準備溝
28 シム
30 溶接継手
32 前方レーザビーム
34 第2のレーザビーム
36 電気アーク
38 投影
40 溶接物
42 投影
44 ワイヤ送給装置
46 投影溶接ゾーン
48 フィラー金属ワイヤ
50 高出力レーザ
52 ビーム
54 プリズム
56 電気アーク
64 ワイヤ送給装置
66 投影溶接ゾーン
68 フィラー金属ワイヤ
Claims (10)
- 少なくとも2つのワーク(12、14)の接合面(16)を冶金的に接合することによって前記ワーク(12、14)を溶接する方法であって、
前記ワークの接合面(16)が対面するように前記ワーク(12、14)を共に配置し、前記接合面(16)によってそれらの間に画成され且つ前記ワーク(12、14)が共に配置された後でも露出されたままの前記ワーク(12、14)の表面(24)に直ぐ隣接した表面間部分を含む継手領域(22)が画成される段階と、
前記継手領域(22)に沿って前方及び後方ハイブリッド溶接プロセスを順次的に実施する段階と、
を含み、
前記前方ハイブリッド溶接プロセスが、前記継手領域(22)上に前方レーザビーム(32)を投影し、該前方レーザビーム(32)の投影(38)を前記継手領域(22)に沿って移動させ、該継手領域(22)の表面間部分を溶込ませる段階を含み、更に、前記前方レーザビームの投影(38)上に前方電気アーク(36)を配向しながら、第1の溶接フィラー材料(48)を前記前方電気アーク(36)に送給して前方溶接プールを形成し、該前方溶接プールが凝固して前記継手領域(22)内に溶接物(40)を形成する段階を含み、
前記後方ハイブリッド溶接プロセスが、前記溶接物(40)上に後方レーザビーム(34)を投影し、該後方レーザビーム(34)の投影(42)を前記溶接物(40)に沿って移動させ、前記溶接物(40)を溶込ませる段階を含み、更に、前記後方レーザビーム(34)の投影(42)上に後方電気アーク(56)を配向しながら、第2の溶接フィラー材料(68)を前記後方電気アーク(56)に送給して後方溶接プールを形成する段階を含み、
前記前方及び後方レーザビーム投影(38、42)が前記継手領域(22)に沿って離間し、前記前方及び後方電気アーク(36、56)が前記継手領域(22)に沿って離間し、前記後方ハイブリッド溶接プロセスにより形成される後方溶接プールが前記溶接物(40)上にカスケード接続して再溶融し、該溶接物(40)と混合して複合溶接プールを形成するようにし、
前記方法が更に、
前記複合溶接プールを冷却し、前記継手領域(22)内に溶接継手(30)を形成して、前記ワーク(12、14)を冶金的に接合して溶接組立体をもたらす段階を含む、
方法。 - 前記後方レーザビーム(34)が前記前方レーザビーム(32)よりも大きな出力レベルである、請求項1記載の方法。
- 第1の溶接フィラー材料(48)の断面積が、第2の溶接フィラー材料(68)の断面積よりも大きい、請求項1又は請求項2に記載の方法。
- 第1及び第2の溶接フィラー材料(48、68)が異なる材料から形成される、請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の方法。
- 第1の溶接フィラー材料(48)の材料が、第2の溶接フィラー材料(68)の材料よりも高い引張強さを有する、請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の方法。
- 第2の溶接フィラー材料(68)の材料が、第1の溶接フィラー材料(48)の材料よりも延性である、請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載の方法。
- 前記前方及び後方レーザビーム(32、34)が互いに平行且つ前記ワーク(12、14)の隣接する表面(24)に垂直である、請求項1乃至請求項6のいずれか1項記載の方法。
- 前記溶接物(40)が凝固して内部にガスバブルを捕捉し、前記後方レーザビーム(34)及び前記後方電気アーク(56)により形成される前記後方溶接プールにより前記溶接物(40)が再溶融される結果として、前記バブル内のガスが前記溶接物(40)から放出される、請求項1乃至請求項7のいずれか1項記載の方法。
- 前記溶接組立体が風力タービンタワーの構成要素である、請求項1乃至請求項8のいずれか1項記載の方法。
- 少なくとも2つのワーク(12、14)の接合面(16)を冶金的に接合することによって前記少なくとも2つのワーク(12、14)を溶接する装置(10)であって、前記接合面(16)が対面し、前記接合面(16)によってそれらの間に画成され且つ前記ワーク(12、14)の露出したままの表面(24)に直ぐ隣接する表面間部分を含む継手領域(22)を定め、
前記装置が、
前記継手領域(22)に沿って前方及び後方ハイブリッド溶接プロセスを順次的に実施することにより前記ワーク(12、14)を溶接する手段(32、34、36)を備え、
前記溶接手段(32、34、36)が、前記継手領域(22)上で前記前方ハイブリッド溶接プロセスを行う手段(32、36)と、前記前方ハイブリッド溶接プロセスによって形成される溶接物(40)上で前記後方ハイブリッド溶接プロセスを行う手段(342、56)とを含み、
前記前方ハイブリッド溶接プロセス手段(32、36)が、前記継手領域(22)上に前方レーザビーム(32)を投影し、前記前方レーザビーム(32)の投影(38)を前記継手領域(22)に沿って移動させ、前記継手領域(22)の表面間部分に溶込むように適合されており、前記前方ハイブリッド溶接プロセス手段(32、36)が更に、前記前方レーザビーム(32)の投影(38)上に前方電気アーク(36)を配向しながら、該前方電気アーク(36)に第1の溶接フィラー材料(48)を送給して前記継手領域(22)に前記溶接物(40)を形成するように適合されており、
前記後方ハイブリッド溶接プロセス手段(34、56)が、前記溶接物(40)上に後方レーザビーム(34)を投影し、前記後方レーザビーム(34)の投影(42)を前記溶接物(40)に沿って移動させ、前記溶接物(40)を溶込ませるように適合されており、前記後方ハイブリッド溶接プロセス手段(34、56)が更に、前記後方レーザビーム(34)の投影(42)上に後方電気アーク(56)を配向しながら、第2の溶接フィラー材料(68)を前記後方電気アーク(56)に送給して後方溶接プールを形成するよう適合されており、
前記溶接手段(32、34、36、56)が、前記継手領域(22)に沿って前記前方及び後方レーザビーム投影(38、42)を離間させ、且つ前記継手領域(22)に沿って前記前方及び後方電気アーク(36、56)を離間させ、前記後方ハイブリッド溶接プロセス手段(34、56)により形成される前記後方溶接プールを前記溶接物(40)上にカスケード接続して再溶融させ、該溶接物(40)と混合して複合溶接プールを形成する、装置(10)。
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