JP7361744B2 - 溶接ウィンドウデバイス - Google Patents

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Description

関連出願
本出願は、2020年8月19日に出願された米国仮特許出願第63/067,647の優先権を主張し、その開示の全体は参照によって本明細書に組み込まれる。
本明細書に記載される主題は、溶接デバイスに関係する。
技術分野に関する議論
一体として溶接される接合材料は、材料の表面間に近接した密接な接触を必要とする場合がある。例えば、電池タブのバスバー(または他の電子コンポーネント)へのレーザー溶接は、コンポーネントの表面を溶接中に一体として保持しておく必要がある場合がある。しかし、コンポーネントにおけるばらつきが、このことを困難にし得る。例えば、電池タブの厚みにおけるばらつきによって、多くのバスバーとタブに対してタブとバスバーを一体として溶接する時にも、タブの全てをバスバーと密接した接触状態で確実に保持することがより困難になり得る。
レーザー溶接の中には、溶接位置のすぐ近くにシールドガス(例えば、アルゴンなどの不活性ガス)の使用を必要とするものもある。シールドガスが、溶接位置のすぐ近くで溶接からの排気を蓄積することなく溶接の位置を完全に取り囲むことを確実にするのは困難な場合がある。
さらに、コンポーネントを一体として溶接することは、副産物として溶融スプラッシュ(molten splash)を生成する場合がある。このスプラッシュが、コンポーネントを破損させる場合がある。溶接ブラストシールドを使用することができるが、一部の溶接用途ではクリアランスが小さいため、一部のブラストシールドを使用するのが難しい場合がある。
一例では、溶接ウィンドウデバイスは、細長いボディーであって、第1の方向で、入口端から反対の出口端に延在し、第1の方向を横断する第2の方向で、第1の側面から反対の第2の側面に延在し、そして、第1の方向と第2の方向を横断する第3の方向で、底面から反対の上面に延在する、細長いボディーを、含む。ボディーは、上面からボディーを通って底面に延在する溶接空洞を画定する。溶接空洞は、入口端、出口端、第1の側面、および第2の側面によって枠組みが構成される。ボディーは、ボディーの、入口端の入口開口部から第1の側面または第2の側面の1以上を通って、出口端の方へ内側に向かって延在する1以上のガスチャネルを含む。1以上のガスチャネルは、溶接空洞の方へ内側に配向される、ノズル開口部を含む。1以上のガスチャネルは、溶接空洞内の他のボディーを一体として溶接する間に、ガスを溶接空洞の中へ方向付けるように、ボディー中に配置される。
(ボディーを互いに溶接するめの)方法は、第2のボディーに溶接されることになっている第1のボディーに溶接ウィンドウデバイスをクランプする工程と、カーテンガスを、溶接ウィンドウデバイスの中へ延在する1以上のガスチャネルの中へ方向付ける工程と、を含む。1以上のガスチャネルは、カーテンガスを、溶接ウィンドウデバイスによって形成された溶接空洞の中へ方向付けるように形作られている。方法はまた、エネルギーを溶接ウィンドウデバイスの溶接空洞の中へ方向付ける工程であって、それによって、第1のボディーを、溶接空洞中で、かつ溶接空洞中のカーテンガス内で、第2のボディーに溶接する、工程を、含む。
別の溶接デバイスは、細長いボディーであって、第1の方向で、入口端から反対の出口端に延在し、第1の方向を横断する第2の方向で、第1の側面から反対の第2の側面に延在し、そして、第1の方向と第2の方向を横断する第3の方向で、底面から反対の上面に延在する、細長いボディー、を含む。ボディーは、上面からボディーを通って底面に延在する溶接空洞を画定する。溶接空洞は、入口端、出口端、第1の側面、および第2の側面によって枠組みが構成される。ボディーの底面はレーストラック状のリムを含み、該レーストラック状のリムは、底面に沿って溶接空洞を少なくとも部分的に取り囲み、そして底面から、溶接空洞から離れて突出する。レーストラック状のリムは、溶接空洞内の溶接作業中に、1以上の他のボディーと付勢的に接触するように、ボディー上に配置される。
溶接アセンブリは、フレームと、該フレームに連結された溶接ウィンドウデバイスの2以上とを含む。溶接ウィンドウデバイスは、溶接ウィンドウデバイスの溶接空洞内での、コンポーネントの一体としての並行溶接または同時溶接のための位置のフレームに、連結される。
パーツのキットは、フレームと、溶接ウィンドウデバイスの2以上とを含む。フレームと溶接ウィンドウデバイスの2以上とは、溶接ウィンドウデバイスの2以上がフレームに連結されるように構成される。溶接ウィンドウデバイスは、溶接ウィンドウデバイスの溶接空洞内での、コンポーネントの一体としての並行溶接または同時溶接のための位置のフレームに、連結されるように構成される。
本発明の主題は、添付の図面を参照して、非限定的な実施形態に関する以下の記載を読むことで、理解されるであろう。
溶接ウィンドウデバイスの1例の斜視図を示す。 溶接ウィンドウデバイスの別の例の底面図を示す。 図2に示される溶接ウィンドウデバイスの立面側面図を示す。 図2と3に示される溶接ウィンドウデバイスの出口端の1例の斜視図を示す。 図2~4に示される溶接ウィンドウデバイスのガスチャネルの1例の斜視図を示す。 図2~5に示される溶接ウィンドウデバイスの1例の、図3のライン6-6に沿った断面図を示す。 溶接ウィンドウデバイスの別の例の底面図を示す。 溶接ウィンドウデバイスの、図7に示されるライン8-8に沿った断面図を示す。 溶接ウィンドウデバイスの別の例の底面図を示す。 溶接ウィンドウデバイスの、図9に示されるライン10-10に沿った断面図を示す。 溶接ウィンドウデバイスの別の例の底面図を示す。 溶接ウィンドウデバイスの、図11に示されるライン12-12に沿った断面図を示す。 溶接ウィンドウデバイスの別の例の底面図を示す。 溶接ウィンドウデバイスの、図13に示されるライン14-14に沿った断面図を示す。 溶接ウィンドウデバイスの別の例の底面図を示す。 溶接ウィンドウデバイスの、図15に示されるライン16-16に沿った断面図を示す。 溶接ウィンドウデバイスの別の例を示す。 多重溶接ウィンドウデバイスアセンブリの1例を示す。 溶接ウィンドウデバイスを使用して溶接するための方法(1700)の1例のフローチャートを示す。 溶接ウィンドウデバイスの別の例の側面立面図を示す。 図20に示される溶接ウィンドウデバイスの上面図を示す。 図20と図21に示される溶接ウィンドウデバイス入口側の斜視図を示す。
本明細書に記載される本発明の主題の1以上の実施形態は、近傍のコンポーネントを溶接の撥ねから保護し、一体として溶接される位置(溶接位置)の周りのシールドガスを維持し、および/または、溶接位置の周りの残りからの溶接排気を除去しながら、コンポーネントの表面を一体として溶接するのに有用な溶接ウィンドウデバイスを提供する。随意に、デバイスの底面は、溶接空洞を少なくとも部分的に取り囲むレーストラック状のリムを含んでもよく、該レーストラック状のリムの中では溶接が底面に沿って行われ、そして該レートラック状のリムは、底面から、溶接空洞から離れて突出する。レーストラック状のリムは、溶接空洞内の溶接作業中に、1以上の他のボディーに付勢的に接触するように配置され得る。
図1は、溶接ウィンドウデバイス(100)の1例の斜視図を示す。溶接ウィンドウデバイス(100)は、第2のコンポーネント(104)に溶接されている、第1のコンポーネント(102)に連結することができる。これらのコンポーネントの1つはバスバーであり得、一方で、他のコンポーネントは1以上の電池と導電的に連結されている導電性タブである。溶接ウィンドウデバイスは細長いボディー(106)を含み、該細長いボディー(106)は、第1の方向で、出口端(108)から反対の入口端(110)に延在し、第2の方向で、第1の側面(112)から反対の第2の側面(図1では見えず)に延在し、そして、第3の方向で、底面(114)から反対の上面(top side)または上部面(upper side)(116)に延在する。第1の方向、第2の方向、および第3の方向は、互いに横断していてもよい。例えば、第1の方向、第2の方向、および第3の方向は、互いに直行していてもよい(例えば、第1の方向がx-方向またはx-軸であるかもしれず、第2の方向がy-方向またはy-軸であるかもしれず、そして、第3の方向がz-方向またはz-軸であるかもしれない)。示される実施形態では、ボディーの上面は非平面状の表面であるが、随意に、平面状の表面であり得る。
ボディーは留め具用開口部(118)を有し、該留め具用開口部を通って、留め具(例えば、ネジ、ボルトなど)が配置される。これらの留め具の一方の端部は、細長いボディーの上面から上方に突出してもよく、そして、該留め具の他方の端部は、第2のコンポーネントから反対方向に突出してもよい。留め具は、溶接ウィンドウデバイスとコンポーネントとに圧縮力をかけてもよく、それによって、ボディーの底面を第1のコンポーネントの表面に固定してもよい。
溶接ウィンドウデバイスのボディーは、ボディーを完通して上面から底面に延在する溶接空洞(120)を含む。この溶接空洞は、図1に示されるようなボディーによって枠組みが構成される。ボディーは、第1のコンポーネントの表面と、空洞の周りを延在するボディーの内側表面とによって境界付けられた、溶接間隙を形成する。ボディーの内側表面は、溶接間隙の周りを延在することによって溶接間隙の枠組みを構成する。溶接間隙は、ボディーの上面に沿って開いている。溶接空洞または溶接間隙に対するこの開口面は、一体として溶接されることになるコンポーネントの位置へのアクセスを提供することができる。つまり、コンポーネントは、ボディーの上面に沿って、ボディー中の開口面を通って、またはそれを介して、一体として溶接され得る。
ボディーはまた、1以上のガスチャネル(図1には見えず)を含み、該1以上のガスチャネルは、入口コンジットを有する入口カプラー(122)からボディーを通って、内側に向かって延在する。本明細書に記載される通り、ガスチャネルは、ボディー内で湾曲する非線形コンジットであってもよい。入口カプラーは、ボディーの入口側から突出する返し付き接続(barbed connection)として示されるが、随意に別のタイプのコンジットであってもよく、または(ボディーの入口側から突出せずに)ボディーの入口側の中へ延在する開口部であってもよい。入口カプラーに固定するために、可撓性ホースまたは可撓性チューブを入口カプラーの返し(barb)上に配置することができる。このホースまたはチューブはまた、デバイスへのシールドガスを保持しかつ供給するコンテナ(例えば、加圧されたタンクおよび/またはバルブ)に連結することができる。シールドガスは、随意に、カーテンガスまたは溶接カーテンガスと呼ぶことができる。ガスチャネルは、入口コンジットからボディーの中へ、内側に向かって延在する。これらのガスチャネルは、入口コンジットからボディーの1または両方の側面を通って、ボディーの出口端の方へ延在することができる。ガスチャネルは、溶接空洞の方へ内側に向かって配向された、ノズル開口部(図1では見えない)を含む。これらのノズル開口部は、ガスチャネルと流体連結されている。ガスチャネルは、コンポーネントの溶接中に、(入口コンジットを介して受け取られる)ガスを、溶接空洞の中へ方向付けるように、ボディー中に配置される。このガスは、溶接中に溶接空洞または溶接間隙を満たすシールドガスであり得る。随意に、ボディーは、溶接空洞からボディーの出口端を通って、ボディーから外へ延在する1以上の排気出口を含むことができる。
ボディーは、付加製造(additive manufacturing)プロセスを介して形成された単一ボディーであってもよい。例えば、ボディーは、モノリシックで、材料の複数の層を互いに連続的に配置(例えばプリント)することによって形成された内側表面を配する、付加的に製造された構造であってもよく、それによって、縫い目や界面が全く無い、単一のボディーを形成してもよい。本明細書に記載されるデバイスを製造するために付加製造を使用することで、デバイス中のガスチャネル、ノズルなどの、形状、サイズ、および/または配向を、他の製造技術(例えば鋳造)では利用不可な、または非実用的な方法で、形成することができる。
ボディーは、1以上の材料から形成されても良く、該1以上の材料は、レーザー溶接に一般に関連する高温に耐えることができる、および/または、溶接の撥ねを受けることに耐性を有する(例えば、該材料は、レーザー溶接の撥ねが、ボディーにくぼみを形成することなく、ボディーを腐食させることなく、またはボディーの一部を取り去ることなく、ボディーに接触することを可能にする)。例えば、ボディーは、ステンレススチール、銅または銅合金、インコネルまたはインコネル合金、マグネシウムまたはマグネシウム合金、セラミックマトリックス複合材(CMC)、超高温セラミックス(UHTC)、あるいは高温プラスチック(例えば、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー・ポリエーテルエーテルケトン、ポリフタルアミド、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリフェニルスルホンなど)から形成され得る。
作業中、上に記載されるように、一体として溶接されることになるボディーとコンポーネントとは、留め具を使用して、一体としてクランプされる。シールドガス(例えばアルゴン)は、入口コンジットを介して、ガスチャネルの中へ方向付けられる。ガスチャネルとノズルは、シールドガスを溶接間隙の中へ方向付ける。ガスチャネルとノズルは、2つのコンポーネント間の溶接が溶接空洞内に形成されている位置にシールドガスが確実に方向付けられるように、形作られる、および/または配置される。溶接空洞の(ボディーの高さ、またはボディーの底面から上面までの距離によって画定される通りの)溶接空洞の深度は、溶接からの撥ねがオブジェクトに到達することから近傍のオブジェクトを保護するのに役立ち得る。例えば、ボディーは、溶接の撥ねが溶接の位置を離れることを妨げること(または、溶接空洞を離れる撥ねの量を少なくとも低下させること)、および近傍の電池に到達することを妨げることができる。さらに、溶接ウィンドウデバイスがレーザー溶接に使用される場合、デバイスのボディーは、近傍のオブジェクトが、正しく位置合わせされていないレーザーによって損傷を受けることから保護する。
図2は、溶接ウィンドウデバイス(200)の別の例の底面図を示す。図3は、図2に示される溶接ウィンドウデバイスの立面側面図を示す。図2と図3に示されるデバイスは、図1に示される溶接ウィンドウデバイスの別の例を表すことができる。図1に示されるデバイスと同様に、図2と図3に示されるデバイスは細長いボディー(206)を含み、該細長いボディーは、第1の方向に沿って出口側(208)から入口側(210)に、第2の方向に沿って第1の側面(212)から反対の第2の側面(224)(図2には示されず)に、第3の方向に沿って底面(214)から反対の上部面(316)(図3には示されず)に、延在する。図1に示される溶接ウィンドウデバイスのように、図2と図3に示される溶接ウィンドウデバイスのボディーは、溶接空洞(220)(図2には示されず)の枠組みを構成し、そしてそれを画定する。溶接空洞は、丸みをおびたコーナーを有する長方形の形状を有しているが、代替的に、別の形状(例えば、多角形または楕円形以外の丸みをおびた形状)を有していてもよい。ボディーは、ボディーの出口端に、またはその近傍に、留め具用開口部(118)を含む。例えば、留め具用開口部は、ボディーの入口端よりも出口端に接近している。
図2と図3に示されるボディーは、ガスチャネル(228)に流体連結されている入口コンジット(226)を有する、入口カプラー(222)を含む。図2に示されるように、ガスチャネルは、溶接空洞の1側面のみで、ボディーを通って延在する。ガスチャネルは、ボディーの側面の1つと溶接空洞との間に配置することができる。ガスチャネルは、示される例では、湾曲している。ガスチャネルは、側面間の中間に位置する、ボディーの中心垂直平面(238)に沿って、入口コンジットからボディーの中へ進入することができる。図2に示されるように、ガスチャネルは中心に置くことができ、あるいは、この中心垂直平面を通って延在し、そしてこの中心垂直平面から側面の1つ(例えば側面(224))の方へ湾曲することができる。図3に示されるように、ガスチャネルは、底面の方へ下方に湾曲することもできる。ガスチャネルは、入口コンジットから下方に、1以上の曲率半径を使用して一方の側面の方へ移行することができ、そしてガスチャネルの異なる部分間での移行において鋭いエッジを伴わないという点で、ガスチャネルは湾曲している。
いくつかのノズル(230)は、ガスチャネルに流体連結されており、そして、ガスチャネルから、溶接空洞の周りを延在して溶接空洞の枠組みを構成するボディーの内側表面(234)へ、延在する。これらのノズルは、入口コンジットを介して受け取られたシールドガスを、溶接空洞の中へ方向付ける。示される例では、ノズルは、溶接空洞の周りに延在する、ボディーの内側表面(234)に対して横断するように配向される。例えば、ノズルの各々は、ボディーの内側表面に対する角度(例えば鋭角)に沿って配向され、そしてボディーの入口端から離れて配向された方向に沿って、引き延ばされる。この角度は、すべてのノズルに対して同じであってもよく、またはノズルの少なくともいくつかに対して異なっていてもよい。ノズルは、示される実施形態では、ボディーの底面の方へ下方に配向されていない。代替的に、ノズルは、下方に配向されていてもよい。ノズルのサイズ、数、配置、および配向は、溶接空洞内で一体として溶接されているコンポーネントにわたる、シールドガスの一様の量と流れとを生成するように(ボディーの製造中に)選択されてもよい。
ボディーの底面は、底面に沿った溶接空洞の少なくとも一部を取り囲むレーストラック状のリム(236)を含む。このリムはまた、図3に示されるように、底面から、溶接空洞から離れて突出することができる。リムは、ボディーと、他のコンポーネントに溶接されている上部コンポーネント(102)(図1に示される)との間に、密封界面、または閉鎖界面を確実にするのに役立ち得る。例えば、リムは、コンポーネントに押し付けることができ、そしてコンポーネントに付勢的に接触することができる、狭い幅の突出部であることが可能であり、それによって、ボディーとコンポーネント退出部との間に、間隔が確実になくなるようにする。対照的に、リムが無いと、(底面の表面積がリムよりも大きいために)ボディーの底面に凹凸が生じる可能性が高くなり、それによって、ボディーとコンポーネントとの間に間隔が生じる場合がある。これらの間隔によって、シールドガスが溶接空洞から漏れ出し、そして溶接空洞内で溶接の作成を妨げる場合がある。
ボディーは、溶接空洞内の溶接からの撥ねが、溶接空洞から漏れ出すことを妨げる厚み寸法を、有していてもよい。例えば、底面から上面までのボディーの高さによって、溶接の撥ねが、溶接空洞から漏れ出すことを妨げる深度を、溶接空洞に設けることができる。いくつかの溶接の撥ねは、溶接空洞内のボディーの内側表面に付着するかもしれない。この撥ねは、内側表面から機械加工で取り除くことができる。内側表面が滑らかな形状をしていれば、内側表面の別の形状と比較して、固化した溶接の撥ねを、より容易に機械加工で取り除くことができる。例えば、狭いコーナーを有する内側表面では、固化した溶接の撥ねを取り除くのがより困難になる場合がある。
図4は、図2と図3に示される溶接ウィンドウデバイスの出口端の1例の斜視図を示す。出口端は、溶接空洞から溶接ウィンドウデバイスのボディーの外側表面に延在する、1以上の排気出口(440)を含むことができる。排気出口はコンジットを提供し、該コンジットを通って、溶接空洞内の溶接からの排気が溶接空洞から退出することができる。これによって、溶接排気が空洞から取り除かれて、新しいシールドガスまたは追加のシールドガスに置き換えられることを確実にすることができる。示される例では、排気出口は、溶接空洞内のボディーの内側表面で交差し、そしてボディーの出口端の方へ分岐する。排気出口は、ボディーを通って延在する留め具用開口部の周りで湾曲する。排気出口は、留め具用開口部の反対側の排気開口部(442)に延在して、排気を溶接空洞から外へ方向付ける。
図5は、図2~図4に示される溶接ウィンドウデバイスのガスチャネルの1例の斜視図を示す。図5の図では、ボディーの入口端は図の左側にあり、そして出口端は図の右側にある。ガスチャネルのサイズおよび/またはノズルのサイズは、デバイスのボディーの長さに沿った様々な位置で異なっていてもよく、それによって、ガスチャネルの長さに沿った溶接空洞の中へ、シールドガスのより均一な流れを提供する。例えば、図3と図5に示されるように、ガスチャネルはテーパー形状を有していてもよく、それによって、ガスチャネルの直径は、ボディーの出口端により接近している位置に比べて、ボディーの入口端により接近している位置でより小さくなる。このテーパー形状は、ボディーの入口端から最も遠いノズルにシールドガスが確実に送られるように、ガスチャネル内のシールドガスの圧力を上げるのに役立ち得る。
ガスチャネルのノズルは、溶接空洞の中への開口部(544)を有しており、該開口部を通って、シールドガスがガスチャネルとノズルから溶接空洞の中へ送られる。これらの開口部のサイズは、ボディーの入口端により接近している位置でより小さく、ボディーの出口端により接近している位置でより大きい場合がある。ガスチャネルのテーパー形状および/またはノズル開口部のサイズ上昇は、ガスチャネルにおけるシールドガスの圧力低下に対向することができ、そして、ノズル開口部から外へのシールドガスの流れが、ボディーの入口端に最も近いノズル開口部から、ボディーの入口端から最も遠いノズル開口部へのガスチャネルの長さに沿って、等しく、またはほぼ等しくなる(異なる実施形態で、5%、3%、または1%を超えて変動しない)ことを確実にすることができる。
図6は、図2~図5に示される溶接ウィンドウデバイスの1例の、図3のライン6-6に沿った断面図を示す。断面図は、溶接ウィンドウデバイスのボディーにおける、入口コンジット(226)からガスチャネル(228)への移行を示す。入口コンジットは円形の断面形状を有していてもよく、そして、ガスチャネルは、入口コンジットとガスチャネルと間の交差部または移行部で、楕円形状(646)を有していてもよい。入口コンジットの円形の断面からガスチャネルのより小さな楕円形の断面への移行は、魚の尾びれ(fish-tail)の形状を形成し得る。図6のライン6-6に沿った平面における楕円形状の断面積は、この同じ平面におけるガスチャネルの断面積よりも小さいかもしれない。入口コンジットからガスチャネルへのシールドガスの流路の断面積を減少させると、シールドガスの圧力を増加させることができる。このことは、ガスが、ガスチャネルの端部(および、ガスチャネルの長さに沿った最後のノズル)に確実に到達するのに役立ち得る。
図7は、溶接ウィンドウデバイス(700)の別の例の底面図を示す。図8は、溶接ウィンドウデバイスの、図7に示されるライン8-8に沿った断面図を示す。図7と図8に示されるデバイスは、図1に示される溶接ウィンドウデバイスの別の例を表すことができる。図1に示されるデバイスと同様に、図7と図8に示されるデバイスは細長いボディー(706)を含み、該細長いボディーは、第1の方向に沿って出口側(708)から入口側(710)に、第2の方向に沿って第1の側面(712)から反対の第2の側面(724)に、第3の方向に沿って底面(714)から反対の上部面(816)に、延在する。ボディーは、溶接空洞(720)の枠組みを構成し、そしてそれを画定する。溶接空洞は、丸みをおびたコーナーを有する長方形の形状を有しているが、代替的に、別の形状(例えば、多角形または楕円形などの丸みをおびた形状)を有していてもよい。図2~図6に示される溶接デバイスのボディーとは対照的に、図7と図8に示されるボディーは溶接空洞の対向面に2つの留め具用開口部(118)、つまり、出口端と溶接空洞との間に1つの留め具用開口部、そして入口端と溶接空洞との間にもう1つの留め具用開口部を、含む。
図7と図8に示されるボディーは、ガスチャネル(728)に流体連結されている入口コンジット(726)を有する、入口カプラー(722)を含む。図7と図8に示されるように、入口カプラーは返しを付けられていてもよく、または別のタイプの接続部(例えばネジ山式接続部(threaded connection))を含んでいてもよい。上記と同様に、ガスチャネルは、溶接空洞の1側面のみで、ボディーを通って延在し、そして、下方におよび側面の1つの方へ、湾曲されている。図2~図6に示される溶接ウィンドウデバイスのガスチャネルとは対照的に、図7と図8に示されるガスチャネルは、テーパー形状をしていない。ガスチャネルは、溶接ウィンドウと側面との間にあるガスチャネルの長さに沿って、実質的に同等である断面を有していてもよい(例えば、異なる実施形態において、第1のノズルと最後のノズルとの間のガスチャネルの断面サイズは、5%を超えて、3%を超えて、または1%を超えて変動しない、あるいは異なることはない)。
いくつかのノズル(730)は、ガスチャネルに流体連結されており、そして、ガスチャネルから、溶接空洞の周りを延在して溶接空洞の枠組みを構成するボディーの内側表面へ、延在する。図2~図6に示される溶接ウィンドウデバイスのノズルとは対照的に、図7と図8に示されるノズルは、内側表面の方へ垂直に配向されており、そして、実質的に同等なサイズである開口部を有している(例えば、異なる実施形態において、ノズル開口部のサイズは、5%を超えて、3%を超えて、または1%を超えて変動しない、あるいは異なることはない)。これらのノズルは、本明細書に記載されるように、入口コンジットを介して受け取られたシールドガスを、溶接空洞の中へ方向付ける。ノズルのサイズ、数、配置、および配向は、溶接空洞内で一体として溶接されているコンポーネントにわたる、シールドガスの一様の量と流れとを生成するように(ボディーの製造中に)選択されてもよい。上に記載されるように、ボディーの底面は、レーストラック状のリム(736)を含む。ボディーは、これも上に記載されるように、溶接空洞内の溶接からの撥ねが、溶接空洞から漏れ出すことを妨げる厚み寸法を、有していてもよい。出口端は、上記の排気出口(440)の1以上を含むことができる。
図2~図8に示される溶接ウィンドウデバイス間の追加的な1つの差異は、入口カプラー(222)と(722)の高さである。図8に示されるように、入口カプラー(222)がレーストラック状のリム(236)の底面が配置されている平面から垂直方向に配置されているのと比較して、入口カプラー(722)は、レートラック状のリム(736)の底面が配置されている平面から垂直方向でより遠くに配置されている。入口カプラーのこの異なる垂直方向の位置によって、入口カプラー(722)に連結するチューブまたはホースを、入口カプラー(722)に取り付けることまたはそこから離すことが、より容易になるかもしれない。しかし、入口カプラー(222)と比較して入口カプラー(722)がより高い位置にあることはまた、ガスチャネルとノズルへの、より長いコンジットを含む可能性があり、このことは結果的に、ガスチャネルの長さに沿ったシールドガスの圧力低下、および溶接空洞内のシールドガスのより非均一な分布を引き起こす可能性がある。このより大きな圧力低下を考慮して、シールドガスが供給される圧力を増加させることができる。
図9は、溶接ウィンドウデバイス(900)の別の例の底面図を示す。図10は、溶接ウィンドウデバイスの、図9に示されるライン10-10に沿った断面図を示す。図9と図10に示されるデバイスは、図1に示される溶接ウィンドウデバイスの別の例を表すことができる。図1に示されるデバイスと同様に、図9と図10に示されるデバイスは細長いボディー(906)を含み、該細長いボディーは、第1の方向に沿って出口側(908)から入口側(910)に、第2の方向に沿って第1の側面(912)から反対の第2の側面(924)に、第3の方向に沿って底面(914)から反対の上部面(1016)に、延在する。ボディーは、溶接空洞(920)の枠組みを構成し、そしてそれを画定し、そしてまた、溶接空洞の対向面に2つの留め具用開口部(118)、つまり、出口端と溶接空洞との間に1つの留め具用開口部、そして入口端と溶接空洞との間にもう1つの留め具用開口部を、含む。上に記載されるように、ボディーの底面は、レーストラック状のリム(936)を含む。出口端は、排気出口(440)の1以上を含むことができる。ボディーは、ボディー(206)と(706)より大きな厚み寸法を有することができる。このより大きなボディーは、これも上に記載されるように、溶接空洞内の溶接からの撥ねが、溶接空洞から漏れ出すことを妨げることができる。
ボディーは、入口コンジット(926)を有する入口カプラー(722)を含む。図9と図10に示されるデバイスと図2~図6に示されるデバイスとの間の1つの差異は、入口コンジット(226)が、入口カプラーから単一の内部ガスチャネルに、分割、ブランチ、分裂、分岐などを伴なわずに延在する、単一のチャネルまたはコンジットであるということである。反対に、図9と図10に示されるデバイスの入口コンジットは、入口端と溶接空洞との間のボディー内で、コンジットの複数(例えば2つ)の別々のブランチに、分割するか、分裂するか、または分岐する。これらの別々のブランチの各々は、異なるガスチャネル(928A)、(928B)と連結される。デバイス(200)と(700)との間の別の差異は、多数(例えば2つ)のガスチャネルを含むことであり、ボディー内部の各ガスチャネルは、側面の1つと溶接空洞との間のボディー内部に存在する。ガスチャネルは示される例ではテーパー形状をしていないが、随意に、図2に示されるガスチャネル(228)のようにテーパー形状をしていてもよい。
ガスチャネルの各々はいくつかのノズル(930)を含み、該いくつかのノズル(930)は、ガスチャネルに流体連結されており、そして、ガスチャネルから、溶接空洞の周りを延在して溶接空洞の枠組みを構成するボディーの内側表面へ、延在する。ノズルは、図10に示されるように、ボディーの底面の方へ下方に配向されてもよい。これらのノズルは、上に記載されるように、シールドガスを、溶接空洞の中へ方向付ける。示される例では、各ガスチャネルのノズルは、長手方向に互いからオフセット(例えば、ボディーの長さに沿って互いからオフセット)される。例えば、ノズルの各々の中心と、溶接空洞の1つの側面の対応するガスチャネルとの間の、交差に沿って配置される中心線または中心軸(942)は、他のガスチャネルのノズルの対応する中心線間に位置する。このことにより、シールドガスのより均一な分布または流れを溶接空洞の中へ提供することができる。代替的に、ノズルは互いに位置合わせされていてもよく、それによって、1つのガスチャネルの各ノズルの中心線が、他のガスチャネルのノズルの中心線と一致してもよい。
図2~図8に示される溶接ウィンドウデバイス間の追加的な1つの差異は、入口カプラー(222)と(722)の高さである。図8に示されるように、入口カプラー(222)がレーストラック状のリム(236)の底面が配置されている平面から垂直方向に配置されているのと比較して、入口カプラー(722)は、レートラック状のリム(736)の底面が配置されている平面から垂直方向でより遠くに配置されている。入口カプラーのこの異なる垂直方向の位置によって、入口カプラー(722)に連結するチューブまたはホースを、入口カプラー(722)に取り付けることまたはそれから離すことが、より容易になるかもしれない。しかし、入口カプラー(222)と比較して入口カプラー(722)がより高い位置にあることはまた、ガスチャネルとノズルへの、より長いコンジットを含む可能性があり、このことは結果的に、ガスチャネルの長さに沿ったシールドガスの圧力低下、および溶接空洞内のシールドガスのより非均一な分布を引き起こす可能性がある。このより大きな圧力低下を考慮して、シールドガスが供給される圧力を増加させることができる。
図11は、溶接ウィンドウデバイス(1100)の別の例の底面図を示す。図12は、溶接ウィンドウデバイスの、図11に示されるライン12-12に沿った断面図を示す。図11と図12に示されるデバイスは、図1に示される溶接ウィンドウデバイスの別の例を表すことができる。図1に示されるデバイスと同様に、デバイス(1100)は細長いボディー(1106)を含み、該細長いボディー(1106)は、第1の方向に沿って出口側(1108)から入口側(1110)に、第2の方向に沿って第1の側面(1112)から反対の第2の側面(1124)に、第3の方向に沿って底面(1114)から反対の上部面(1216)に、延在する。ボディーは、上に記載されるように、溶接空洞(1120)の枠組みを構成し、そしてそれを画定し、そしてまた、溶接空洞の対向面に2つの留め具用開口部(118)を含む。ボディーの底面は、上に記載されるように、レーストラック状のリム(1136)を含む。出口端は、1以上の排気出口(1140)を含んでいてもよく、該1以上の排気出口は、排気出口(440)に関して上に記載されるように、排気を溶接空洞から外へ方向付けてもよい。
ボディーはまた、入口コンジット(726)を有する入口カプラー(722)を含む。入口コンジットは、複数(例えば2つ)のガスチャネル(1128A)、(1128B)に流体連結されている。ガスチャネルは、文字Cなどの湾曲形状を有し、該湾曲形状は、図11に示されるように、留め具用開口部の対向面において、留め具用開口部の周りで曲がっている。ガスチャネルは、溶接空洞の周りのボディーの内側表面へ延在する。例えば、ガスチャネルは各々、ボディーの内側表面に存在するガスチャネルの送達端部に、単一のノズル(1130)を有している。これらのノズルは、ボディーの出口端よりボディーの入口端に接近して位置している。図11に示されるように、ガスチャネルは、ボディーのいずれか一方の側面と溶接空洞との間で、ボディーの長さに沿って延在しない。ガスチャネルのこの配置は、(より長いガスチャネルを有するデバイスに対して)圧力低下を小さくするかもしれないが、各ガスチャネルの単一のノズルが提供するシールドガスの流れは、溶接中、溶接空洞にわたって均一性に乏しいものとなる可能性がある。
図13は、溶接ウィンドウデバイス(1300)の別の例の底面図を示す。図14は、溶接ウィンドウデバイスの、図13に示されるライン14-14に沿った断面図を示す。図13と図14に示されるデバイスは、図1に示される溶接ウィンドウデバイスの別の例を表すことができる。図1に示されるデバイスと同様に、デバイス(1300)は細長いボディー(1306)を含み、該細長いボディー(1306)は、第1の方向に沿って出口側(1308)から入口側(1310)に、第2の方向に沿って第1の側面(1312)から反対の第2の側面(1324)に、第3の方向に沿って底面(1314)から反対の上部面(1416)に、延在する。ボディーは、上に記載されるように、溶接空洞(1320)の枠組みを構成し、そしてそれを画定し、そしてまた、溶接空洞の対向面に2つの留め具用開口部(118)を含む。上に記載されるように、ボディーの底面は、レーストラック状のリム(1336)を含む。
他の溶接ウィンドウデバイスとは対照的に、デバイス(1300)は、ボディーの出口端を通って、またはその中に、排気出口を全く含まない。ボディーは、上記の、長手方向にオフセットされたガスチャネル(928A)、(928B)を含むことができる。ボディーはまた、入口カプラー(1322)を含む。入口カプラーは返しを付けられていてもよく、または別のタイプの接続部(例えばネジ山式接続部)を含んでいてもよい。本明細書に記載される1以上の他のデバイスの入口カプラーとは対照的に、ボディー(1306)の入口カプラーは、カプラー(722)より垂直方向に低く配置されている。例えば、カプラー(1322)の中心線または中心軸は、カプラー(722)の中心線または中心軸より低くてもよい。入口カプラーとボディーは、入口コンジット(1326)を含む。示されるように、入口コンジット(1326)は、ボディーの入口端の方へ上方に(例えば、ボディーの底面から離れて)延在し、そしてその後、ボディーの入口端内を移行して、ボディーの底面の方へ下方に延在する。この下方に配向された部分内で、入口コンジットは、留め具用開口部の対向面で下方に延在する2つの別々のコンジットに分割する。これらの別々のコンジットの各々は、異なるガスチャネルに流体連結されている。
図15は、溶接ウィンドウデバイス(1300)の別の例の底面図を示す。図16は、溶接ウィンドウデバイスの、図15に示されるライン16-16に沿った断面図を示す。図15と図16に示されるデバイスの実施形態は、ボディー(1306)の入口側から突出する入口カプラーを含まない。代わりに、ボディー(1306)は、凹状のカプラー(1522)を含む。このカプラーは、ボディー(1306)の入口側に凹んでいる。凹状のカプラーは、凹状のカプラーを取り囲むボディーの内側表面に沿って、ネジ山(thread)を含む。シールドガスが送られるホースまたはチューブは、凹状のカプラーの中へ挿入することができるネジ山式コネクタを含んでいてもよい。ガスコンジットは、凹状のカプラーに流体連結されて、シールドガスを受け取り、そしてシールドガスを溶接空洞の中へ送る。
図20は、溶接ウィンドウデバイス(2000)の別の例の側面立面図を示す。図21は、図20に示される溶接ウィンドウデバイスの上面図を示す。図22は、図20と図21に示される溶接ウィンドウデバイス入口側(2010)の斜視図を示す。図20と図22に示されるデバイスは、図1に示される溶接ウィンドウデバイスの別の例を表すことができる。図1に示されるデバイスと同様に、図20~図22に示されるデバイスは細長いボディー(2006)を含み、該細長いボディー(2006)は、第1の方向に沿って出口側(2008)から入口側(2010)に、第2の方向に沿って第1の側面(2012)から反対の第2の側面(2024)に、第3の方向に沿って底面(2014)から反対の上部面(2016)に、延在する。ボディーは、溶接空洞(2020)の枠組みを構成し、そしてそれを画定し、そしてまた、溶接空洞の対向面に2つの留め具用開口部(118)、つまり、出口端と溶接空洞との間に1つの留め具用開口部、そして入口端と溶接空洞との間にもう1つの留め具用開口部を、含む。上に記載されるように、ボディーの底面は、レーストラック状のリム(936)を含む。出口端は、排気出口(440)の1以上を含むことができる。
ボディーは、入口コンジット(2026)を有する入口カプラー(722)を含む。図20~22に示されるデバイスと図11~16に示されるデバイスとの間の1つの差異は、入口コンジット(2026)が、入口端と溶接空洞との間のボディー内でコンジットの複数(例えば2つ)の別々のブランチに、分割するか、分裂するか、または分岐することであり、コンジットの別々のブランチは、再結合または収束して、(入口端に近い方の)留め具用開口部と溶接空洞との間で互いに合流する。その後、合流したコンジットブランチは、単一のノズル(2030)によって溶接空洞に流体連結される。この単一のノズルは、デバイスのボディーと溶接空洞との長さと直線的に位置合わせされていてもよい(例えば、単一のノズルと、該単一のノズルに沿ってボディーが引き延ばされる方向と、該単一のノズルに沿って溶接空洞が引き延ばされる方向とは、全て、第1の方向に延在することができ、または配置され得る)。代替的に、コンジットブランチは、複数のノズルによって溶接空洞に流体連結され得る。別々のブランチの中への入口コンジットの分離は、コンジットブランチを流れるガスの圧力を増加させることができ、そして、ガスが溶接空洞に到達する前に該ブランチを再結合させると、溶接空洞にわたって、および/または、溶接空洞全体に、(共に合流するブランチ化したコンジットを有していない1以上の他のデバイスと比較して)より均一なガスの流れを供給することができる。
ノズルは、上に記載されるように、シールドガスを、溶接空洞の中へ方向付ける。入口コンジットは、円形の断面形状を有していてもよく、そしてノズルは、図6に関して上に記載される楕円形状を有していてもよい。入口コンジットの円形の断面からノズルの楕円形の断面への移行は、魚の尾びれの形状を形成することができ、該形状によって、ガスがコンジットから外へ、そして溶接空洞の中へ流れるにつれて、シールドガスの圧力を増加させることができる。このことは、ガスがガスチャネルの端部に確実に到達するのに役立ち得る。
図17は、溶接ウィンドウデバイス(1800)の別の例を示す。図17の溶接ウィンドウデバイスは、万力グリップダックビルクランプ(vise grip duck-bill clamp)などの、適合クランプデバイスの一部に連結されてもよく、またはそれとして形成されてもよい。クランプデバイスはハンドル(1802)を含むことができ、該ハンドル(1802)は、互いの方へ動かされる時に、互いに対して枢動する。この動きによって、クランプデバイスの平面状のボディー(1804)、(1806)は、互いの方へと動く。一体として溶接されているコンポーネントは、これらのコンポーネントの反対側にあり、コンポーネントを一体としてクランプしている平面状のボディーによって、互いに対して固定され得る。溶接空洞(1820)は、平面状のボディーの1つを通って形成され得、それによって、上に記載されるように、一体としてのコンポーネントのレーザー溶接を、この溶接空洞内で実行することができる。溶接空洞を有する平面状のボディーは、随意に、平面状のボディーから突出する撥ねシールド(1808)を含むことができる。この撥ねシールドは、クランプデバイスの平面上のボディーから突出しているもう1つの平面状のボディーであってもよく、これによって、溶接の撥ねが、溶接しているコンポーネントの他の部分、および/または、溶接の近くの他のコンポーネントに到達することを妨げることができる。
随意に、本明細書に示されるおよび/または記載される1以上の溶接ウィンドウデバイスを、万力グリップダックビルクランプなどの、クランプデバイスに連結させることができる。例えば、溶接ウィンドウデバイスを、万力ブリップダックビルクランプの平面状のボディーに連結することができる。このことによって、クランプを使用して、溶接ウィンドウデバイスで、一体として溶接されているコンポーネントに力を加え、溶接ウィンドウデバイスのレースウェイトラック(raceway track)とコンポーネントとの間の、一様の接触を確保することができる。
図18は、多重溶接ウィンドウデバイスアセンブリ(1900)の1例を示す。このアセンブリは、いくつかの溶接ウィンドウデバイス(1904)が連結されているフレーム(1902)を含む。図18に示される溶接ウィンドウデバイスは、本明細書に記載される任意の溶接ウィンドウデバイスのいくつかの例を表すことができるか、または、本明細書に記載される溶接ウィンドウデバイスの異なる実施形態の組み合わせを表してもよい。溶接ウィンドウデバイスは、フレーム(1902)に(例えば、溶接、留め具などを使用して)固定され得、そしてその後に、別のコンポーネントに溶接される1以上のコンポーネントに対して配置され得る。フレーム(1902)は、いくつかの溶接ウィンドウデバイスを同時に保持する、ボックス形状(または他の形状)のコンポーネントであり得る。例えば、フレーム(1902)を、一体として接合されるいくつかの細長い棒またはボディーによって形成することができる。フレーム(1902)は、一体として溶接されているコンポーネントから離されていてもよく、またはそれらに連結されていなくてもよい。代替的に、フレーム(1902)は、一体として溶接されているコンポーネントの少なくとも1つの一部であってもよい。フレームと溶接ウィンドウデバイスとをパーツのキットに含むことができ、ここで、フレームと溶接ウィンドウデバイスとは、溶接ウィンドウデバイスの2以上がフレームに連結されるように構成される。溶接ウィンドウデバイスは、溶接ウィンドウデバイスの溶接空洞内での、コンポーネントの一体としての並行溶接または同時溶接のための位置のフレームに、連結され得る。
溶接ウィンドウデバイスの各々を、上に記載されるように、シールドガスのソース(例えば、複数のデバイスまたは全てのデバイスの同じソース、または異なるデバイスの別々のソース)に流体連結することができる。溶接ウィンドウデバイスの各々は、その後、デバイスの溶接空洞内で、並行してまたは同時に、コンポーネントを一体として溶接するのに使用することができる。このことによって、溶接ウィンドウデバイスを溶接が必要な各場所に個別に連結してコンポーネントを順次溶接する場合と比較して、複数または多数のコンポーネントをより迅速に溶接することを可能にすることができる。
図19は、溶接ウィンドウデバイスを使用して溶接するための方法(1700)の1例のフローチャートを示す。該方法は、本明細書に記載される1以上の実施形態の溶接ウィンドウ内で、コンポーネントを一体として溶接するために使用することができる。(1702)で、溶接ウィンドウデバイスは、一体として溶接されているコンポーネントまたはボディー上にクランプされる。例えば、留め具は、溶接ウィンドウデバイスの留め具用開口部と、一体として溶接されているコンポーネントの開口部とを通って、配置されてもよい。留め具は、コンポーネントの少なくとも1つの上に溶接ウィンドウデバイスをクランプする圧縮力をかけるために使用されてもよい。
(1704)で、シールドガスまたはカーテンガスは、溶接空洞の中へ方向付けられる。ガスのコンテナは、溶接ウィンドウデバイスの入口コンジットに連結され得る。溶接ウィンドウデバイスの内部コンジットは、このガスを、溶接ウィンドウの中へ配向されたノズルに方向付けることができる。ガスは、(例えば、溶接空洞は、異なる実施形態において、空洞の容積の少なくとも70%がガスを包含するように、空洞の容積の少なくとも80%がガスを包含するように、空洞の容積の少なくとも90%がガスを包含するように、空洞の容積の少なくとも95%がガスを包含するように、または空洞の容積の少なくとも98%がガスを包含するように)空洞を充填、または実質的に充填することができる。
(1706)で、溶接エネルギーは、溶接空洞の中へ方向付けられる。例えば、レーザーは、溶接空洞の中へ、そして一体として溶接されているコンポーネントへ、方向付けられ得る。シールドガスは、溶接が実行されている溶接空洞内の大気を提供することができる。(1708)で、溶接からの排気は、溶接空洞から外へ方向付けられる。例えば、溶接排気は、排気孔を介して溶接空洞から外へ流れることができる。溶接空洞の中へのシールドガスの流れは、溶接空洞中の排気を、排気孔を介して溶接空洞から外へ流すことができる。
(1710)で、溶接ウィンドウデバイスを、一体として溶接されるコンポーネントから取り外すことができる。例えば、留め具を取り外すことによって、溶接ウィンドウデバイスを取り外すことができる。随意に、溶接ウィンドウデバイスは、溶接が完了した後、コンポーネントに固定されたたままであり得る。
一例では、溶接ウィンドウデバイスは細長いボディーを含み、該細長いボディーは、第1の方向で、入口端から反対の出口端に延在し、第1の方向を横断する第2の方向で、第1の側面から反対の第2の側面に延在し、そして、第1の方向と第2の方向を横断する第3の方向で、底面から反対の上面に延在する。ボディーは、上面からボディーを通って底面に延在する溶接空洞を画定する。溶接空洞は、入口端、出口端、第1の側面、および第2の側面によって枠組みが構成される。ボディーは、ボディーの、入口端の入口開口部から、第1の側面または第2の側面の1以上を通って、出口端の方へ内側に向かって延在する、1以上のガスチャネルを含む。1以上のガスチャネルは、溶接空洞の方へ内側に向かって配向される、ノズル開口部を含む。1以上のガスチャネルは、溶接空洞内の他のボディーを一体として溶接する間に、ガスを溶接空洞の中へ方向付けるように、ボディー中に配置される。
随意に、ボディーは、ボディーの溶接空洞から出口端を通って延在する1以上の排気出口を含む。
随意に、1以上のガスチャネルは、ボディーの、第1の側面または第2の側面の1つのみに配置される。
随意に、ボディーの底面はレーストラック状のリムを含み、該レーストラック状のリムは、底面に沿って溶接空洞の少なくとも一部を取り囲み、そして底面から、溶接空洞から離れて突出する。
随意に、ボディーは、溶接空洞内の溶接の撥ねが、溶接空洞から漏れ出ることを妨げる、底面から上面までで区画される、厚み寸法を有する。
随意に、ノズル開口部は、1以上のガスチャネルから、ボディーの入口端から離れるように配向される横断角度で延在する。
随意に、1以上のガスチャネルは、ボディーの入口端と溶接空洞との間で、ボディー内で湾曲されている。
随意に、1以上のガスチャネルは、ボディーの入口端と溶接空洞との間で、底面の方へ下方に湾曲している、
随意に、1以上のガスチャネルは、ボディーの入口端と溶接空洞との間で、ボディーの第1の側面または第2の側面の方へ外側に向かって湾曲している。
随意に、1以上のガスチャネルは、ボディーの入口端と溶接空洞との間で、ボディーの底面の方へ下方に湾曲しており、そして、1以上のガスチャネルは、ボディーの入口端と溶接空洞との間で、ボディーの第1の側面または第2の側面の方へ外側に向かって湾曲している。
随意に、ボディーは、ステンレススチール、銅、銅合金、インコネル、インコネル合金、マグネシウム、マグネシウム合金、セラミックマトリックス複合材、超高温セラミック、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー・ポリエーテルエーテルケトン、ポリフタルアミド、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、またはポリフェニルスルホンの1以上から形成される。
随意に、ボディーは、ボディーに力を与えるように構成されるクランプデバイス、およびボディーの溶接空洞内で一体として溶接されている2以上のコンポーネントと連結されている、またはそれらに形成されている。
(ボディーを互いに溶接するめの)方法は、第2のボディーに溶接されることになっている第1のボディーに溶接ウィンドウデバイスをクランプする工程と、カーテンガスを、溶接ウィンドウデバイスの中へ延在する1以上のガスチャネルの中へ方向付ける工程とを含む。1以上のガスチャネルは、カーテンガスを、溶接ウィンドウデバイスによって形成された溶接空洞の中へ方向付けるように形作られている。方法はまた、エネルギーを溶接ウィンドウデバイスの溶接空洞の中へ方向付ける工程であって、それによって、第1のボディーを、溶接空洞の内部で、かつ溶接空洞のカーテンガス内で、第2のボディーに溶接する、工程を、含む。
随意に、方法はまた、カーテンガスと1以上の他のガス成分を、溶接空洞から外へ、溶接空洞から溶接ウィンドウデバイスの出口端を通って延在する1以上の排気出口を通って、排出する工程をさらに含む。
随意に、溶接ウィンドウデバイスを第1のボディーにクランプする工程は、溶接ウィンドウデバイスの底面に沿って、溶接空洞を取り囲み、そして底面から、溶接空洞から離れて突出するレーストラック状のリムを、第1のボディーに押さえ付けることを含む。
随意に、方法はまた、溶接ウィンドウデバイスを使用して、溶接空洞内の溶接からの撥ねを封じ込める工程をさらに含む。
別の溶接デバイスは、細長いボディーを含み、該細長いボディーは、第1の方向で、入口端から反対の出口端に延在し、第1の方向を横断する第2の方向で、第1の側面から反対の第2の側面に延在し、そして、第1の方向と第2の方向を横断する第3の方向で、底面から反対の上面に延在する。ボディーは、上面からボディーを通って底面に延在する溶接空洞を画定する。溶接空洞は、入口端、出口端、第1の側面、および第2の側面によって枠組みが構成される。ボディーの底面はレーストラック状のリムを含み、該レーストラック状のリムは、底面に沿って溶接空洞を少なくとも部分的に取り囲み、そして底面から、溶接空洞から離れて突出する。レーストラック状のリムは、溶接空洞内の溶接作業中に、1以上の他のボディーと付勢的に接触するように、ボディー上に配置される。
随意に、ボディーは、ボディーの、入口端の入口開口部から第1の側面または第2の側面の1以上を通って、出口端の方へ内側に向かって延在する、1以上のガスチャネルを含む。1以上のガスチャネルは、溶接空洞の方へ内側に向かって配向される、ノズル開口部を含むことができる。1以上のガスチャネルは、溶接空洞内で他のボディーを一体として溶接する間に、ガスを溶接空洞の中へ方向付けるように、ボディー中に配置され得る。
随意に、1以上のガスチャネルは、ボディーの入口端と溶接空洞との間で、ボディー内で湾曲されている。
随意に、ボディーは、1以上のガスチャネルを画定する内側表面を有する、モノリシックな、付加的に製造された構造であり、そして、ガスチャネルの少なくとも1つは非線形であり、そして、ボディーの入口端と溶接空洞との間で、ボディーの底面の方へ下方に湾曲しており、そして、1以上のガスチャネルは、ボディーの入口端と溶接空洞との間で、ボディーの第1の側面または第2の側面の方へ外側に向かって湾曲している。
随意に、ボディーは、ボディーの溶接空洞から出口端を通って延在する1以上の排気出口を含む。
随意に、ボディーは、溶接空洞内の溶接の撥ねが、溶接空洞から漏れ出ることを低減する、または妨げる、底面から上面までで区画される、厚み寸法を有する。
溶接アセンブリは、フレームと、該フレームに連結された溶接ウィンドウデバイスの2以上とを含む。溶接ウィンドウデバイスは、溶接ウィンドウデバイスの溶接空洞内での、コンポーネントの一体としての並行溶接または同時溶接のための位置のフレームに、連結される。
パーツのキットは、フレームと、溶接ウィンドウデバイスの2以上とを含む。フレームと溶接ウィンドウデバイスの2以上とは、溶接ウィンドウデバイスの2以上がフレームに連結されるように構成される。溶接ウィンドウデバイスは、溶接ウィンドウデバイスの溶接空洞内での、コンポーネントの一体としての並行溶接または同時溶接のための位置のフレームに、連結されるように構成される。
随意に、2以上の溶接ウィンドウデバイスは、溶接ウィンドウデバイスの溶接空洞内での、コンポーネントの一体としての並行溶接または同時溶接のための位置のフレームに、連結される。
本明細書で使用される単数形、「1つの(a)」、「1つの(an)」、および「その(the)」は、文脈に別段の指示がない限り、複数の参照を含む。「任意の(optional)」または「随意に(optionally)」とは、後に記載される出来事または状況が発生する場合と発生しない場合があり、そしてその記載は、出来事が発生する場合と発生しない場合を含み得ることを意味する。本明細書と特許請求の範囲全体で使用される時、概数を表す言語は、関連する可能性のある基本機能を変更することなく、許容範囲内で変化し得る任意の定量的表現を変更するために適用されてもよい。したがって、「約(about)」、「実質的に(substantially)」、および「およそ(approximately)」などの用語によって変更される値は、指定された詳細な値に限定されない場合がある。少なくともいくつかの場合には、概吸を表す言語は、値を測定するための機器の精度に対応していても良い。ここでおよび明細書と特許請求の範囲全体を通して、範囲制限は、組み合わせられる場合および/または入れ替えられる場合があり、文脈または言語による別段の指示がない限り、そのような範囲は識別され、そして、そこに含有されるすべてのサブ範囲を含めることができる。
この書面による説明は、実施形態を開示する例を使用して、最良のモードを含む本発明の実施形態を開示し、当業者が、任意のデバイスまたはシステムの作成と使用、および包含される方法の実施を含む本発明の実施形態を実践することを可能にする。特許請求の範囲は、本開示の特許可能な範囲を定義し、そして当業者であれば想到する他の例を含む。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの言葉と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文字通りの言葉と実質的に異ならない差を伴う同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあると意図される。

Claims (15)

  1. 溶接ウィンドウデバイスであって、前記溶接ウィンドウデバイスは、
    細長いボディーであって、第1の方向で、入口端から反対の出口端に延在し、前記第1の方向を横断する第2の方向で、第1の側面から反対の第2の側面に延在し、そして、前記第1の方向と前記第2の方向を横断する第3の方向で、底面から反対の上面に延在する、細長いボディー、を含み、
    前記ボディーは、前記ボディーを貫通して前記ボディーの前記上面から前記ボディーを通って前記底面に延在する溶接空洞を画定し、前記溶接空洞は、前記ボディーの前記入口端、前記出口端、前記第1の側面、および前記第2の側面によって枠組みが構成され、前記ボディーの内側表面は、溶接空洞の周りを延在することによって溶接空洞の枠組みを構成し、
    前記ボディーは、前記ボディーの、前記入口端の入口開口部から前記第1の側面または前記第2の側面の1以上を通って、前記出口端の方へ内側に向かって延在する、1以上のガスチャネルを含み
    記1以上のガスチャネルは、前記溶接空洞の方へ内側に向かって配向される、ノズル開口部を含み、前記1以上のガスチャネルは、前記溶接空洞内で他のボディーを一体として溶接する間に、ガスを前記溶接空洞の中へ方向付けるように、前記ボディー中に配置され、
    前記ボディーの前記底面はレーストラック状のリムを含み、前記レーストラック状のリムは、前記底面に沿って前記溶接空洞の少なくとも一部を取り囲み、そして前記底面から、前記溶接空洞から離れて突出する、
    溶接ウィンドウデバイス。
  2. 前記ボディーは、前記ボディーの前記溶接空洞から前記出口端を通って延在する1以上の排気出口を含む、請求項1に記載の溶接ウィンドウデバイス。
  3. 前記1以上のガスチャネルは、前記ボディーの、前記第1の側面または前記第2の側面の1つのみに配置される、請求項1に記載の溶接ウィンドウデバイス。
  4. 前記ボディーは、前記溶接空洞内の溶接の撥ねが、前記溶接空洞から漏れ出ることを妨げる、前記底面から前記上面までで区画される、厚み寸法を有する、請求項1に記載の溶接ウィンドウデバイス。
  5. 前記ノズル開口部は、前記1以上のガスチャネルから、前記ボディーの前記入口端から離れるように配向される横断角度で延在する、請求項1に記載の溶接ウィンドウデバイス。
  6. 前記1以上のガスチャネルは、前記ボディーの前記入口端と前記溶接空洞との間で、前記ボディー内で湾曲されている、請求項1に記載の溶接ウィンドウデバイス。
  7. 前記1以上のガスチャネルは、前記ボディーの前記入口端と前記溶接空洞との間で、前記ボディーの前記底面の方へ下方に湾曲している、請求項に記載の溶接ウィンドウデバイス。
  8. 前記1以上のガスチャネルは、前記ボディーの前記入口端と前記溶接空洞との間で、前記ボディーの前記第1の側面または前記第2の側面の方へ外側に向かって湾曲している、請求項に記載の溶接ウィンドウデバイス。
  9. 前記1以上のガスチャネルは、前記ボディーの前記入口端と前記溶接空洞との間で、前記ボディーの前記底面の方へ下方に湾曲しており、そして、前記1以上のガスチャネルは、前記ボディーの前記入口端と前記溶接空洞との間で、前記ボディーの前記第1の側面または前記第2の側面の方へ外側に向かって湾曲している、請求項に記載の溶接ウィンドウデバイス。
  10. 前記ボディーは、ステンレススチール、銅、銅合金、インコネル、インコネル合金、マグネシウム、マグネシウム合金、セラミックマトリックス複合材、超高温セラミック、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー・ポリエーテルエーテルケトン、ポリフタルアミド、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、またはポリフェニルスルホンの1以上から形成される、請求項1に記載の溶接ウィンドウデバイス。
  11. 前記ボディーは、前記ボディーに力を与えるように構成されるクランプデバイス、および前記ボディーの前記溶接空洞内で一体として溶接されている2以上のコンポーネントと連結されている、またはそれらに形成されている、請求項1に記載の溶接ウィンドウデバイス。
  12. 溶接デバイスであって、前記溶接デバイスは、
    細長いボディーであって、第1の方向で、入口端から反対の出口端に延在し、前記第1の方向を横断する第2の方向で、第1の側面から反対の第2の側面に延在し、そして、前記第1の方向と前記第2の方向を横断する第3の方向で、底面から反対の上面に延在する、細長いボディー、を含み、
    前記ボディーは、前記上面から前記ボディーを通って前記底面に延在する溶接空洞を画定し、前記溶接空洞は、前記入口端、前記出口端、前記第1の側面、および前記第2の側面によって枠組みが構成され、そして、
    前記ボディーの前記底面はレーストラック状のリムを含み、前記レーストラック状のリムは、前記底面に沿って前記溶接空洞を少なくとも部分的に取り囲み、そして前記底面から、前記溶接空洞から離れて突出し、前記レーストラック状のリムは、前記溶接空洞内の溶接作業中に、1以上の他のボディーと付勢的に接触するように、前記ボディー上に配置される、
    溶接デバイス。
  13. 前記ボディーは、前記ボディーの、前記入口端の入口開口部から前記第1の側面または前記第2の側面の1以上を通って、前記出口端の方へ内側に向かって延在する、1以上のガスチャネルを含み、前記1以上のガスチャネルは、前記溶接空洞の方へ内側に向かって配向される、ノズル開口部を含み、
    前記1以上のガスチャネルは、前記溶接空洞内で他のボディーを一体として溶接する間に、ガスを前記溶接空洞の中へ方向付けるように、前記ボディー中に配置される、請求項12に記載の溶接デバイス。
  14. 前記ボディーは、前記1以上のガスチャネルを画定する内側表面を有する、モノリシックな、付加的に製造された構造であり、そして、前記ガスチャネルの少なくとも1つは非線形であり、そして、前記ボディーの前記入口端と前記溶接空洞との間で、前記ボディーの前記底面の方へ下方に湾曲しており、そして、前記1以上のガスチャネルは、前記ボディーの前記入口端と前記溶接空洞との間で、前記ボディーの前記第1の側面または前記第2の側面の方へ外側に向かって湾曲している、請求項13に記載の溶接デバイス。
  15. パーツのキットであって、前記パーツのキットは、
    フレームと、
    請求項1に記載の溶接ウィンドウデバイス2以上と、を含み、ここで、前記フレームと前記溶接ウィンドウデバイスの2以上とは、前記溶接ウィンドウデバイスの2以上が前記フレームに連結されるように構成され、前記溶接ウィンドウデバイスは、前記溶接ウィンドウデバイスの前記溶接空洞内での、コンポーネントの一体としての並行溶接または同時溶接のための位置の前記フレームに、連結されるように構成される、
    パーツのキット。
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