JPH03146286A - 水中レーザー溶接装置 - Google Patents
水中レーザー溶接装置Info
- Publication number
- JPH03146286A JPH03146286A JP1282916A JP28291689A JPH03146286A JP H03146286 A JPH03146286 A JP H03146286A JP 1282916 A JP1282916 A JP 1282916A JP 28291689 A JP28291689 A JP 28291689A JP H03146286 A JPH03146286 A JP H03146286A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- underwater
- laser
- welding device
- laser welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は水中にてレーザー溶接を行う水中レーザー溶接
装置に関する。
装置に関する。
（従来の技術）
水中溶接技術は、水中構造物の改良、補修工事において
不可欠な技術である。水中溶接方法は大きく、乾式法と
湿式法の２つに分かれる。乾式法は溶接部周辺をチェン
バーで囲みその部分の水を排除して溶接を行う方法であ
り、湿式法は水中で直接溶接する方法とシールドガス等
の放出により溶接部のごく近傍の水を排除して溶接する
方法である。
不可欠な技術である。水中溶接方法は大きく、乾式法と
湿式法の２つに分かれる。乾式法は溶接部周辺をチェン
バーで囲みその部分の水を排除して溶接を行う方法であ
り、湿式法は水中で直接溶接する方法とシールドガス等
の放出により溶接部のごく近傍の水を排除して溶接する
方法である。
これまで上記水中溶接にはＭＩＧ、ＴＩＧ、被覆アーク
などの溶接法が検討され、船舶や海洋構造物の構造補修
用に一部実用化されているが、レーザー溶接に関しては
溶接部の品質等の問題で水中構造物への適用が未だなさ
れていない。
などの溶接法が検討され、船舶や海洋構造物の構造補修
用に一部実用化されているが、レーザー溶接に関しては
溶接部の品質等の問題で水中構造物への適用が未だなさ
れていない。
ところで、レーザー溶接は、レーザー光をレンズ等の光
学系を用いて微小スポットに集光させ被溶接物に照射し
材料を溶融させることにより溶接を行う方法であり、エ
ネルギー密度が高いために１パスでビード幅の狭い溶込
みの深いビードが得られ、熱影響部や溶接変形の少ない
高品質の溶接物が製作できるため、水中構造物の改良、
補修工事への適用が望まれている。
学系を用いて微小スポットに集光させ被溶接物に照射し
材料を溶融させることにより溶接を行う方法であり、エ
ネルギー密度が高いために１パスでビード幅の狭い溶込
みの深いビードが得られ、熱影響部や溶接変形の少ない
高品質の溶接物が製作できるため、水中構造物の改良、
補修工事への適用が望まれている。
従来のレーザー溶接装置の構成図を第２図に示す、集光
レンズ１により集光されたレーザー光２が焦点近傍にお
かれた被溶接物３の開先４にあたり吸収される結果１表
面にて溶融が起こり、溶融池にビーム孔５が形成される
。ビームを開先線方向に移動することによりビーム孔５
後方で溶融金属８の凝固が起こり被溶接物３が溶接され
る。溶接時には溶接金属８の酸化を防止するためにヘリ
ウムなどのシールドガス６をノズル７内に吹き付ける。
レンズ１により集光されたレーザー光２が焦点近傍にお
かれた被溶接物３の開先４にあたり吸収される結果１表
面にて溶融が起こり、溶融池にビーム孔５が形成される
。ビームを開先線方向に移動することによりビーム孔５
後方で溶融金属８の凝固が起こり被溶接物３が溶接され
る。溶接時には溶接金属８の酸化を防止するためにヘリ
ウムなどのシールドガス６をノズル７内に吹き付ける。
（発明が解決しようとする課題）
水中溶接を考えた場合、水分の巻込みによるブローホー
ルなどの欠陥の発生を抑えるために溶接箇所における水
分の排除が重要となる。しかし、従来のレーザー溶接装
置ではビーム孔の極く近傍のみ高温となるため他の部分
１例えばレーザー光の走査方向の開先４が濡れ易く、又
シールドガスの吹き付けによる水分の排除も不十分であ
るため、十分乾燥した状態での溶接が困難であり、ブロ
ーホールなどの欠陥が発生する可能性があった。
ルなどの欠陥の発生を抑えるために溶接箇所における水
分の排除が重要となる。しかし、従来のレーザー溶接装
置ではビーム孔の極く近傍のみ高温となるため他の部分
１例えばレーザー光の走査方向の開先４が濡れ易く、又
シールドガスの吹き付けによる水分の排除も不十分であ
るため、十分乾燥した状態での溶接が困難であり、ブロ
ーホールなどの欠陥が発生する可能性があった。
本発明は以上の点に基づきなされたもので、その目的は
水中において品質の良い溶接部を製作することのできる
水中レーザー溶接装置を提供することにある。
水中において品質の良い溶接部を製作することのできる
水中レーザー溶接装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明は、上記目的を達成するためにレーザー溶接装置
の光学系の集光レンズを二重焦点としたことを特徴とす
る。
の光学系の集光レンズを二重焦点としたことを特徴とす
る。
（作用）
上記構成によれば、レーザー光が２分され、拡げたレー
ザー光を溶接箇所の予熱用、すなわち水分除去用、絞っ
たレーザー光を溶接用とする。
ザー光を溶接箇所の予熱用、すなわち水分除去用、絞っ
たレーザー光を溶接用とする。
これにより十分乾燥した状態におけるレーザー溶接が可
能となり、品質の良い溶接部を迅速に製作することがで
きる。
能となり、品質の良い溶接部を迅速に製作することがで
きる。
（実施例）
以下１本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。
なお、第１図において第２図に示した部分と同一の部分
には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
第１ｒＭにおいて集光レンズ９は二重焦点レンズであり
、レーザー光２が集光レンズ９を通過すると光路が２通
りになる構成である。本集光レンズ９によるとその１つ
を示す光路Ａは絞られて被溶接物３の開先４上に到達し
、スポット状のビームａとなり、もう一方を示す光路Ｂ
は被溶接物３の開先４上でノズル７の先端の口径を全面
カバーできる大きな円のビームｂを形成する。前者のビ
ームａは、エネルギー密度が高く、溶接用のビームとし
て作用する。又、後者のビームｂは、エネルギー密度が
低く広範囲であり、溶接箇所近傍およびレーザー光の走
査方向（溶接の進む方向）の開先４の一部の予熱用のビ
ームとして作用する。シールドガス６の吹き付けによる
水分の排除およびビームｂによる予熱により溶接金属１
０の溶接箇所が十分に乾燥した状態となる。このような
条件下で溶接を行うことにより、水分の巻込みによるブ
ローホールなどの欠陥の発生が抑えられ、品質の良い溶
接部を製作することが可能となる。また。
、レーザー光２が集光レンズ９を通過すると光路が２通
りになる構成である。本集光レンズ９によるとその１つ
を示す光路Ａは絞られて被溶接物３の開先４上に到達し
、スポット状のビームａとなり、もう一方を示す光路Ｂ
は被溶接物３の開先４上でノズル７の先端の口径を全面
カバーできる大きな円のビームｂを形成する。前者のビ
ームａは、エネルギー密度が高く、溶接用のビームとし
て作用する。又、後者のビームｂは、エネルギー密度が
低く広範囲であり、溶接箇所近傍およびレーザー光の走
査方向（溶接の進む方向）の開先４の一部の予熱用のビ
ームとして作用する。シールドガス６の吹き付けによる
水分の排除およびビームｂによる予熱により溶接金属１
０の溶接箇所が十分に乾燥した状態となる。このような
条件下で溶接を行うことにより、水分の巻込みによるブ
ローホールなどの欠陥の発生が抑えられ、品質の良い溶
接部を製作することが可能となる。また。
予熱用のビームｂにより予め進行方向の溶接箇所の水分
除去を行うことができるため、溶接速度を増大すること
ができ、迅速な水中レーザー溶接が可能となる。
除去を行うことができるため、溶接速度を増大すること
ができ、迅速な水中レーザー溶接が可能となる。
このように、本発明の水中レーザー溶接装置は、品質の
良い溶接部を迅速に製作することができることから、水
中構造物の改良、補修工事などへの適用を考えた場合に
非常に有効であり、それら水中構造物を含むプラント全
体の信頼性が向上する。
良い溶接部を迅速に製作することができることから、水
中構造物の改良、補修工事などへの適用を考えた場合に
非常に有効であり、それら水中構造物を含むプラント全
体の信頼性が向上する。
また、原子カプラントへの適用を考えると、水中での溶
接、補修が可能となるため、水が遮断体となり作業時の
被ばく量を低減することも可能となる。
接、補修が可能となるため、水が遮断体となり作業時の
被ばく量を低減することも可能となる。
以上、詳述したように１本発明によればレーザー溶接装
置の光学系の集光レンズが二重焦点レンズとなっており
、レーザー光が２通りとなり絞られたレーザ光が溶接用
、拡げられたレーザー光が溶接箇所の予熱用、すなわち
水分除去用に作用する。よって、十分乾燥した条件下で
溶接を行うことができ１品質の良い溶接部を迅速に製作
することができる０本発明の水中レーザー溶接装置は、
水中構造物の改良、補修工事などの適用を考えた場合に
非常に有効であり、それら水中構造物を含むプラント全
体の信頼性が向上する。また、原子カプラントへの適用
を考えると、水中での溶接、補修が可能となるため、水
が遮蔽体となり、作業時の被ばく量を低減することも可
能となる。
置の光学系の集光レンズが二重焦点レンズとなっており
、レーザー光が２通りとなり絞られたレーザ光が溶接用
、拡げられたレーザー光が溶接箇所の予熱用、すなわち
水分除去用に作用する。よって、十分乾燥した条件下で
溶接を行うことができ１品質の良い溶接部を迅速に製作
することができる０本発明の水中レーザー溶接装置は、
水中構造物の改良、補修工事などの適用を考えた場合に
非常に有効であり、それら水中構造物を含むプラント全
体の信頼性が向上する。また、原子カプラントへの適用
を考えると、水中での溶接、補修が可能となるため、水
が遮蔽体となり、作業時の被ばく量を低減することも可
能となる。
第１図は本発明の水中レーザー溶接装置の要部を示す構
成図、第２図は水中レーザー溶接装置の従来例を示す構
成図である。 １・・・集合レンズ ２・・・レーザー光３・
・・被溶接物 ４・・・開光５・・・ビーム
孔 ６・・・シールドガス７・・・ノズル
８・・・溶接金属９・・・二重焦点レンズ
成図、第２図は水中レーザー溶接装置の従来例を示す構
成図である。 １・・・集合レンズ ２・・・レーザー光３・
・・被溶接物 ４・・・開光５・・・ビーム
孔 ６・・・シールドガス７・・・ノズル
８・・・溶接金属９・・・二重焦点レンズ
Claims (1)
- レーザー溶接装置の光学系の集光レンズが二重焦点レン
ズであることを特徴とする水中レーザー溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1282916A JPH03146286A (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 水中レーザー溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1282916A JPH03146286A (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 水中レーザー溶接装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03146286A true JPH03146286A (ja) | 1991-06-21 |
Family
ID=17658773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1282916A Pending JPH03146286A (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 水中レーザー溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03146286A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6060686A (en) * | 1996-10-15 | 2000-05-09 | General Electric Company | Underwater laser welding nozzle |
| WO2015029466A1 (ja) * | 2013-08-28 | 2015-03-05 | 三菱重工業株式会社 | レーザ加工装置 |
| US20200101564A1 (en) * | 2017-03-31 | 2020-04-02 | Nikon Corporation | Processing method and processing system |
-
1989
- 1989-11-01 JP JP1282916A patent/JPH03146286A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6060686A (en) * | 1996-10-15 | 2000-05-09 | General Electric Company | Underwater laser welding nozzle |
| WO2015029466A1 (ja) * | 2013-08-28 | 2015-03-05 | 三菱重工業株式会社 | レーザ加工装置 |
| US20200101564A1 (en) * | 2017-03-31 | 2020-04-02 | Nikon Corporation | Processing method and processing system |
| US11969822B2 (en) * | 2017-03-31 | 2024-04-30 | Nikon Corporation | Processing method and processing system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3159593B2 (ja) | レーザ加工方法及びその装置 | |
| JP2009148781A (ja) | レーザ溶接方法 | |
| JPS60121093A (ja) | レ−ザ溶接方法 | |
| JP7189516B2 (ja) | 溶接部欠陥の補修方法 | |
| JPH0433788A (ja) | レーザ穴明け方法 | |
| JPH03146286A (ja) | 水中レーザー溶接装置 | |
| JPS613682A (ja) | 消耗電極式ガスシ−ルドア−ク溶接方法 | |
| JPS60240395A (ja) | レ−ザ溶接法 | |
| JPH04327387A (ja) | レーザー溶接装置 | |
| JPS62263869A (ja) | ア−ク溶接方法 | |
| JPH04147786A (ja) | 水中レーザー溶接装置 | |
| JPH07323386A (ja) | レーザ溶接方法 | |
| JPH06198472A (ja) | 高速レーザ溶接法 | |
| JPH10225782A (ja) | レーザとアークによる複合溶接方法 | |
| JPH06182570A (ja) | レーザ溶接方法 | |
| JP2003181663A (ja) | 複合溶接方法および複合溶接ヘッド | |
| JP2001205465A (ja) | レーザ−アーク複合溶接方法および溶接装置 | |
| JPH0199789A (ja) | 溶接管の製造方法 | |
| JPH02263585A (ja) | 複合熱源溶接装置 | |
| JPH02147185A (ja) | レーザ加工方法及び装置 | |
| JPH02268991A (ja) | 亜鉛メッキ鋼板のレーザ溶接方法 | |
| JPH01104493A (ja) | レーザ加工機 | |
| JPH09220687A (ja) | レーザ加工ヘッド | |
| JP2002361465A (ja) | 複合溶接用ノズル | |
| JPH09267188A (ja) | レーザ溶接用ノズル |