JP7454807B2 - 核融合炉真空室窓の変断面構造の電子ビーム溶接プロセス方法 - Google Patents
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Description
ステップS1において、変断面板の突合せ溶接継目の背面に敷板を配置し、変断面板は、直面板セグメントと曲面板セグメントとを含み、敷板は、直敷板セグメントと曲敷板セグメントとを含み、曲敷板セグメントの一方側は、曲面板セグメントの背面に密着され、曲敷板セグメントの厚さは、曲面板セグメントの直面板セグメントに接続される側から曲面板セグメントの他方側に向かって徐々に増大し、
ステップS2において、電子ビーム溶接により直面板セグメントに対応する突合せ溶接継目及び曲面板セグメントに対応する突合せ溶接継目を順に溶接する。
ステップS21において、曲面板セグメントに対応する突合せ溶接継目を水平方向に沿って複数の部分に等分し、
ステップS22において、電子ビーム溶接により、第1溶接プロセスパラメータで直面板セグメントに対応する突合せ溶接継目を溶接し、
ステップS23において、電子ビーム溶接により、第2溶接プロセスパラメータで前記曲面板セグメントを等分した各部分に対応する突合せ溶接継目を順に溶接し、
第1溶接プロセスパラメータ及び第2溶接プロセスパラメータのパラメータには、いずれも溶接ビーム電流、収束電流及び溶接速度が含まれ、第1溶接プロセスパラメータと第2溶接プロセスパラメータとは値が異なる。
であり、式中、nは曲面板セグメントの等分数を示し、Rは曲面板セグメントの内側弧の半径を示し、aは曲面板セグメントを示し、bは直面板セグメントを示す。
であり、式中、nは曲面板セグメントの等分数を示し、Nは曲面板セグメントの等分総量を示し、Rは曲面板セグメントの内側弧の半径を示し、aは曲面板セグメントを示し、bは直面板セグメントを示す。
であり、式中、aは曲面板セグメントを示し、bは直面板セグメントを示す。
1、変断面板;11、直面板セグメント;12、曲面板セグメント;
2、敷板;21、直敷板セグメント;22、曲敷板セグメント;
3、接続板。
ステップS1:変断面板1の突合せ溶接継目20の背面に敷板2を配置する。これによって、溶融池が重力の作用により漏れることがないとともに、先端欠陥が引き出され、突合せ溶接継目組織が浄化される。図3、4に示すように、変断面板1は、等厚変断面板であり、直面板セグメント11と曲面板セグメント12を含む。直面板セグメント11及び曲面板セグメント12の厚さはいずれもδである。敷板2は、直敷板セグメント21と曲敷板セグメント22を含む。曲敷板セグメント22の一方側は、曲面板セグメント12の背面に密着される。曲敷板セグメント22の厚さは、曲面板セグメント12の直面板セグメント11に接続される側から曲面板セグメント12の他方側に向かって徐々に大きくなる。曲面板セグメントを溶接する際に、溶込み深さはビーム方向における突合せ断面厚さよりも大きいことが保証されることで、曲面板セグメントに対する電子ビーム溶接成形の実現が保証される。例えば、曲面板セグメント12における断面の内側弧の側において、曲面板セグメント12と直面板セグメント11との接続点をA点とし、曲面板セグメント12の他方側の端点をB点とする場合、曲敷板セグメント22の厚さはA点からB点の方向に向かって徐々に大きくなる。好ましくは、曲敷板セグメント22の曲面板セグメント12に密着した側は円弧状であり、曲敷板セグメント22上の円弧辺の対角は直角であり、1つの直角辺は曲敷板セグメント22の曲面板セグメント12に対抗する側辺であり、もう1つの直角辺は曲敷板セグメント22の底辺であり、これによって、敷板2が容易に配置され得る。さらに、曲敷板セグメント22の頂辺は、曲面板セグメント12に密着した側から側辺の直角辺方向へ延在して配置され、頂辺は、底辺と平行に配置される。底辺の長さは頂辺の長さより長い。頂辺と底辺との間の鉛直距離は曲敷板セグメント22の最大厚さである。また、底辺は、側辺の直角辺の側から直敷板セグメント21の方向へ延在して配置される。直敷板セグメント21は矩形である。曲敷板セグメント22の底辺は直敷板セグメント21の底辺は同一の直線にある。直敷板セグメント21及び曲敷板セグメント22は一体に成形されることが好ましい。
ステップS21:曲面板セグメント12に対応する突合せ溶接継目20を水平方向に沿って複数の部分に等分する。例えば、図3に示すように、曲面板セグメント12の断面の内側弧側において、曲面板セグメント12と直面板セグメント11との接続点をA点とし、曲面板セグメント12の他方側にある端部をB点とし、A点の底辺における投影点をC点とし、B点の底辺における投影点をD点とする場合、CDセグメントを複数の部分に等分する。
Ianは、電子ビーム溶接機の定格ビーム電流以下である。
式中、nは曲面板セグメントの等分数を示す。例えば、nの値の範囲は1~10であり、1~10以内の任意の整数であってもよい。Rは曲面板セグメントの内側弧の半径を示す。aは曲面板セグメントを示す。bは直面板セグメントを示す。
式中、nは曲面板セグメントの等分数を示す。Nは曲面板セグメントの等分総量を示し、10であってもよい。Rは曲面板セグメントの内側弧の半径を示す。aは曲面板セグメントを示す。bは直面板セグメントを示す。
式中、aは曲面板セグメントを示し、bは直面板セグメントを示す。
Claims (8)
- 以下のステップS1とステップS2とを含む核融合炉真空室窓の変断面構造の電子ビーム溶接プロセス方法であって、
ステップS1において、変断面板の突合せ溶接継目の背面に敷板を配置し、変断面板は、直面板セグメントと曲面板セグメントとを含み、敷板は、直敷板セグメントと曲敷板セグメントとを含み、曲敷板セグメントは、曲面板セグメントの曲率の反中心側に位置し、
ステップS2において、電子ビーム溶接により直面板セグメントに対応する突合せ溶接継目及び曲面板セグメントに対応する突合せ溶接継目を順に溶接し、
前記ステップS2は、以下のステップS21からステップS23を含み、
ステップS21において、曲面板セグメントに対応する突合せ溶接継目を水平方向に沿って複数の部分に等分し、
ステップS22において、電子ビーム溶接により、第1溶接プロセスパラメータで直面板セグメントに対応する突合せ溶接継目を溶接し、
ステップS23において、電子ビーム溶接により、第2溶接プロセスパラメータで前記曲面板セグメントを等分した各部分に対応する突合せ溶接継目を順に溶接し、
第1溶接プロセスパラメータ及び第2溶接プロセスパラメータのパラメータには、いずれも溶接ビーム電流、収束電流及び溶接速度が含まれ、第1溶接プロセスパラメータと第2溶接プロセスパラメータとは値が異なる、
ことを特徴とする、核融合炉真空室窓の変断面構造の電子ビーム溶接プロセス方法。 - 前記ステップS22と前記ステップS23における電子ビーム溶接の加圧電圧値は同じであることを特徴とする、請求項1に記載の核融合炉真空室窓の変断面構造の電子ビーム溶接プロセス方法。
- 前記ステップS22において、電子ビーム溶接時の溶接ビーム電流の振動波形は円形波であり、振幅は1~3mmであり、振動周波数は10~1000Hzであることを特徴とする、請求項1に記載の核融合炉真空室窓の変断面構造の電子ビーム溶接プロセス方法。
- 前記ステップS23において、電子ビーム溶接時の溶接ビーム電流の振動波形は方形波であり、溶接方向における振幅は1~3mmであり、溶接方向に垂直な方向における振幅は0mmであり、振動周波数は10~1000Hzであることを特徴とする、請求項1に記載の核融合炉真空室窓の変断面構造の電子ビーム溶接プロセス方法。
- 前記ステップS1の後であって前記ステップS2の前には、曲面板セグメントの正面に2つの接続板を配置するステップをさらに含み、2つの接続板は、それぞれ突合せ溶接継目の両側に位置し、前記接続板の一方側は、前記曲面板セグメントの正面に密着され、前記接続板の他方側は、前記曲面板セグメントの両端にそれぞれ接続されることを特徴とする、請求項1に記載の核融合炉真空室窓の変断面構造の電子ビーム溶接プロセス方法。
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