JPH0360596B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0360596B2
JPH0360596B2 JP58159155A JP15915583A JPH0360596B2 JP H0360596 B2 JPH0360596 B2 JP H0360596B2 JP 58159155 A JP58159155 A JP 58159155A JP 15915583 A JP15915583 A JP 15915583A JP H0360596 B2 JPH0360596 B2 JP H0360596B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
mounting member
laser beam
welding
workpiece
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58159155A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5961588A (ja
Inventor
Furanshisu Antoru Ronarudo
Uiriamu Karukuburennaa Rarufu
Marion Kobatsuku Richaado
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of JPS5961588A publication Critical patent/JPS5961588A/ja
Publication of JPH0360596B2 publication Critical patent/JPH0360596B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/035—Aligning the laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B23K26/127—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an enclosure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/16—Removal of by-products, e.g. particles or vapours produced during treatment of a workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/22—Spot welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/24—Seam welding
    • B23K26/242—Fillet welding, i.e. involving a weld of substantially triangular cross section joining two parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/24—Seam welding
    • B23K26/26—Seam welding of rectilinear seams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/34—Spacer grids
    • G21C3/3424—Fabrication of spacer grids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】 本発明は、加工片をレヌザ加工する装眮に関
し、特に、レヌザ光線の焊点を加工片䞊に合わせ
おそれを該加工片に向ける装眮に関するものであ
る。
本発明の粟密レヌザ溶接装眮は䞀般に、第図
に瀺されるような棒束型燃料集合䜓の補造に
関係しおいる。図瀺のように、燃料集合䜓
は、䞊郚ノズル組䜓ず䞋郚ノズル組䜓ず
を備え、それ等の間に、栞燃料棒のマトリツ
クスが行及び列をなしお配列され、そしお耇数の
燃料棒栌子によ぀おこのような配列に保持さ
れる䞀䜓ナニツトである。第図には瀺されおい
ないけれども、制埡棒が栞燃料棒の配列内の
遞択した䜍眮に備えられおいる。䞊郚ノズル組䜓
、䞋郚ノズル組䜓及び燃料棒栌子
は、燃料棒及び制埡棒を支持するための骚栌
構造を圢成する。燃料集合䜓は原子炉内の所
定䜍眮に装荷され、それ故、燃料棒の盞互に
関する方向は厳栌に制埡される。
本発明の粟密レヌザ溶接装眮は、その䞀実斜䟋
においおは、第〜図に瀺されるような燃
料棒栌子の補造に関連しおいる。燃料棒栌子
は、略々正方圢であり、その呚囲は、枚の
倖偎栌子ストラツプによ぀お圢成されおい
る。倖偎栌子ストラツプの各端は、垂盎に配
眮された別の倖偎栌子ストラツプの端に隅シヌム
溶接郚によ぀お溶接されおいる。耇数の内偎
栌子ストラツプは盞互に垂盎な行及び列にな
぀お配眮され、それによ぀お、耇数のセルが圢成
され制埡棒及び栞燃料棒を受け容れるように
な぀おいる。行及び列に沿぀お配眮された内偎栌
子ストラツプは、垂盎に配眮された別の内偎
栌子ストラツプを受けるための亀点のそ
れぞれに盞補的圢状のスロツトを有しおいる。亀
点溶接郚は、亀点のそれぞれに圢成さ
れ、それによ぀お剛な卵詰め枠状の栌子構造が圢
成される。さらに、内偎栌子ストラツプのそ
れぞれが各端に、第図に瀺されるように、倖
偎栌子ストラツプに圢成された䞊郚又は䞋郚
のスロツト列のいずれかにし぀かりず受けず
められるべき倧きさ及び圢状の䞀察のタブを
含んでいる。該スロツト及びタブの溶接郚
は、倖偎栌子ストラツプ内のスロツトが
圢成する䞊郚又は䞋郚の列に沿぀お圢成される。
さらに、耇数の案内スリヌブが燃料棒栌子
のスリヌブ偎衚面に配眮されお、該案内スリ
ヌブに配眮された燃料棒を収玍し案内する。䞀連
の切欠きシヌム溶接郚は、内偎栌子ストラツ
プ内に圢成された切欠きに、案内スリヌ
ブを確実に取り付ける。本発明の粟密レヌザ
溶接装眮は、溶接郚、及び
をそれぞれ圢成する䞀連の制埡された溶接䜜業を
行うのに特に適しおいる。本発明の粟密レヌザ溶
接装眮は、レヌザ光線を発生する皮々のパラメヌ
タを、各レヌザパルスのパルス幅、パルス高さ、
及び各溶接郚に印加されるべきパルスの数に぀い
お制埡するばかりでなく、レヌザ光線に関する燃
料棒栌子の順次䜍眮決めを制埡する。このよ
うなそれぞれの溶接の埌に、燃料棒栌子は再
䜍眮決めされ、そしお又は、レヌザ光線の焊点
が特定の圢匏の所望の溶接郚を圢成するために倉
えられる。
第図及び図を参照するず、匟性を有す
る耇数の指状郚材が、盞互に平行関係で内偎
栌子ストラツプの長手方向に配眮されおい
る。䞀察の間隔保持甚の指状郚材が察応する
指状郚材のいずれかの偎に配眮され、そしお
指状郚材ず共に、亀差する内偎栌子ストラツ
プによ぀お圢成されたセル内に配眮される栞
燃料棒の匟性的把持を行うのに圹立぀おい
る。指状郚材は、指状郚材に盞察す
る関係で第図に芋られるように右偎に配眮さ
れ、それによ぀お栞燃料棒がその間に匟性的
に保持される。
燃料棒栌子は機械加工、特に溶接される。
亀点溶接郚を圢成するためには、燃料棒栌子
を軞のそれぞれに沿぀お移動させ、レ
ヌザ光線が内偎栌子ストラツプ同志の各亀点
に焊点を結ぶ各䜍眮で停止させる。䞀旊䜍眮決め
したら、レヌザ源を付勢しおレヌザ光線を焊点が
合぀た亀点に発射し、亀点溶接郚を圢成す
る。その埌、燃料棒栌子を次の䜍眮に移動し
お、別の亀点溶接郚を圢成する。スロツト−
タブ溶接郚及び隅シヌム溶接郚は、倖偎
栌子ストラツプの各々が溶接のためレヌザ光
線に向けられるように、燃料棒栌子をその
軞回りに回転させるこずによ぀お、圢成される。
たた、案内スリヌブを内偎栌子ストラツプ
の切欠き内に取り付ける切欠きシヌム溶接
郚の溶接は、燃料棒栌子をレヌザ光線に
関しお45゜の角床をなす䜍眮たで回転しお、案内
スリヌブず切欠きずの境界をレヌザ光線
にさらすこずによ぀お行われる。本発明では、亀
点溶接郚はそれぞれ散圚する単䞀平面内で実行さ
れるので、最初に亀点溶接郚を圢成するよう
にレヌザ光線の焊点を合わせるこずを考えおい
る。隅シヌム溶接郚及びスロツト−タブ溶接
郚を圢成するためには、燃料棒栌子を亀
点溶接郚の平面倖に回転させる必芁があり、
埓぀おレヌザ光線の再焊点合わせを必芁ずする。
同様に、切欠き溶接郚を圢成する堎合も、燃
料棒栌子を亀点溶接郚の平面からレヌザ光線
に関しお45゜の䜍眮に回転させるので、粟密溶接
が行われる前に、レヌザ光線の再合焊を必芁ずす
る。
特開昭59−156596号公報に蚘茉されおいるよう
に、燃料棒栌子はゞルカロむずしお知られる
ゞルコニりム合金の揮発性材料で圢成されおい
る。酞玠又は氎のような反応性媒質の存圚䞋で溶
接が行われたずするず生じるかも知れない溶接郚
の汚染を回避するために、燃料棒栌子は䞍掻
性ガスの環境内で機械加工、即ち溶接される。汚
染溶接郚の危険性は、この燃料棒栌子のよう
な溶接構造物を原子炉内に芋られる苛酷な環境で
䜿甚すべき堎合に、圓該技術分野で十分に認めら
れおいる。この環境では、溶接郚は氎のような流
動冷华材の存圚の䞋では比范的高い枩床になり、
どんな溶接汚染も成長するず最終的には溶接郚の
砎損に぀ながる。この堎合、溶接郚の砎損によ぀
お燃料棒の間隔を維持しおいる支持構造が取
り去られ、燃料棒は冷华材の高速流により匷
い振動を受ける。その結果、燃料棒は砎壊
し、それに䌎぀おそのりラン酞化物が冷华材䞭に
攟出される。埓぀お、機械加工、特に溶接は同時
に燃料棒栌子を軞方向に移動可胜にしなが
ら䞍掻性環境内で行うず共に、前述したような
皮々の圢態の溶接郚を圢成するために燃料棒栌子
䞊ぞのレヌザ光線の再合焊を可胜にするこず
が重芁である。
米囜特蚱第3422246号及び第4190759号明现曞
は、レヌザ光線に関しおレヌザ源の少なくずも
方向間に盞察的移動のあるレヌザ加工装眮
を開瀺しおいる。埌者の米囜特蚱は、加工片即ち
半導䜓基板を受けるテヌブルの䜿甚及び加
工片䞊に向けられるようにレヌザ光線を回転させ
るスキダンナヌの䜿甚を開瀺しおいる。しかし、
埌者の米囜特蚱は、非反応性環境内の加工に぀い
お䜕ら開瀺しおいないし、たた、レヌザ光線の再
合焊に぀いおも、加工片はそれが移動するずきに
沿う軞から別の所に移されるので、䜕ら開
瀺しおいない。前者の米囜特蚱は、レヌザ源が
軞を暪断しお軞に沿぀お移動しおいる間に、加
工即ち切断すべき加工片を受けるプラツトフオヌ
ムを開瀺しおいるが、蚘茉されおいるビヌム操䜜
機構は耇雑であり、ビヌムを矩圢に敎圢しおから
回転させ、矩圢ビヌムの線を加工片の移動に関し
お敎合した状態に維持する必芁がある。
米囜特蚱第4027137号及び第4162390号明现曞は
制埡した環境内における加工片のレヌザ加工に関
係しおいる。前者の米囜特蚱は、ばねで負荷され
被溶接加工片に係合する金属ノズルの支持装眮
ず、空気の匷制噎流をノズルに指向させお、レヌ
ザ穿孔によるくずをノズルから陀去する指向装眮
ずを蚘茉しおいる。この目的のため、ノズルに隣
接しそれを取り巻く領域を真空ポンプで排気する
こずによ぀お、穿孔によるくずを曎に陀去しおい
る。埌者の米囜特蚱は、ガス流が導入される宀を
開瀺しおおり、この宀の環境は制埡されおおり真
空ポンプによ぀お排気されおいる。宀は光透過性
ミラヌを有しおおり、レヌザ光線は該ミラヌを通
぀お加工片䞊に向けられる。特に、アルゎンのよ
うなガス流を光透過性ミラヌに送぀お、そこから
溶接くずを陀去しおいる。
本発明に関連した特別な問題は、燃料棒栌子
のレヌザ溶接過皋䞭に飛び出るくずによるレヌ
ザ光線の枛衰である。埌述するように、レヌザ光
線を合焊するレンズは溶接すべき燃料棒栌子
の盎ぐ近くに眮かれおおり、燃料棒栌子から
飛び出るくずが溶接䞭にレンズに付着する。埓぀
お、レンズに付着するくずがレヌザ光線の匷床、
即ち溶接郚に䞎えられた出力を枛衰させやすい。
埓぀お、レヌザレンズを呚期的に迅速に枅掃する
ず共に、粟密な郚䜍でレヌザ光線の光路内に再装
入可胜にしお、レヌザ光線の粟密な再合焊を確実
にする必芁があるが、埓来、そのようなレヌザ加
工装眮は提䟛されおいなか぀た。
埓぀お、本発明の目的は、レヌザ光線の枛衰を
軜枛すべくレヌザレンズを呚期的に迅速に枅掃可
胜であるばかりか、同レヌザレンズをレヌザ光線
の粟密な再合焊を確実にする䜍眮に再装入可胜な
レヌザ加工装眮を提䟛するこずである。
この目的から、本発明によるレヌザ加工装眮
は、レヌザ光線の焊点を加工片䞊の溶接郚䜍
に合わせるレヌザレンズず、前蚘レヌザ光線
が前蚘加工片に向か぀お沿぀お進む光路を画定す
るベヌスず、加工䞭に前蚘加工片から飛び出
るくずの枅掃を可胜にするべく前蚘ベヌスに着脱
可胜に取着されるようにな぀おいる、前蚘レヌザ
レンズを受け容れるための装着郚材であ぀お、前
蚘加工片の加工䞭に飛び出る前蚘くずが溜たりに
くいように、前蚘レヌザレンズにガス流を案内す
る通路が圢成されおいる。前蚘装着郚材ず、
該装着郚材を前蚘ベヌスに着脱可胜に取着するず
共に前蚘装着郚材及び前蚘レヌザレンズに匟性的
に力を加えるために、前蚘ベヌスに係合しうる着
脱自圚のロツク郚材ず、前蚘加工片を前蚘レ
ヌザ光線に察しお䜍眮合わせするために前蚘加工
片䞊に可芖光線を指向させるように動䜜可胜に前
蚘装着郚材に装着されたランプず、該ランプ
を電気的に付勢するため同ランプに接続されるず
共に、前蚘装着郚材及び前蚘ベヌスの察峙する郚
分にそれぞれ装着されるめす郚分ずおす郚分ずを
有する電気コネクタヌず、該電気コネクタヌ
の前蚘めす郚分及び前蚘おす郚分が䞀旊嵌合した
ら前蚘装着郚材の回転を防止するように、前蚘装
着郚材及び前蚘ベヌスに配眮される、ダり゚ルピ
ン及びそれに察応する開口の圢態の保持機構ずを
備えおいる。
本発明の䞊述したレヌザ加工装眮によるず、レ
ヌザレンズを保持した装着郚材は、レヌザ加工䞭
にレヌザ衚面に溜た぀たどんなくずでも陀去する
レヌザ枅掃が可胜にベヌスに着脱自圚に装着され
るようにな぀おいる。
しかも、レヌザ加工装眮の装着郚材は、レヌザ
レンズをベヌスに関しお所定䜍眮、即ちレヌザ光
線の粟密な再合焊を確実にする䜍眮に配眮させる
態様で、ベヌスの着脱自圚に装着されるようにな
぀おいお、そのために、ロツク郚材がベヌスに係
合し、装着郚材及びそのレヌザレンズをベヌスに
関する䞊蚘の所定䜍眮に抌しおいる。本発明の䞀
実斜䟋においおは、ロツク郚材には少なくずも
぀の溝があり、この溝ず、ベヌスに取着され䞔぀
該溝内に眮かれうる察応のロツクピンずが係合し
うる。第䜍眮ぞのロツク郚材の移動、特に回転
の際、ロツクピンがロツク郚材の溝に係合しお装
着郚材をベヌスに係合させるず共にレヌザレンズ
をその所定䜍眮に抌す。
曎に、本発明によるず、ランプが装着郚材に装
着されおいお、可芖光線を加工片に照射し、それ
によ぀お加工片をレヌザ光線に関しお䜍眮合わせ
しうるようにな぀おおり、たた、ランプを電気的
に付勢するために電気コネクタヌも蚭けられおい
る。電気コネクタヌは、装着郚材及びベヌスの察
峙する郚分に装着されるめす郚分ずおす郚分ずを
有し、装着郚材ずベヌスにはダり゚ルピン及び開
口の圢態の保持機構が配蚭されおいる。該保持機
構は、めす郚分及びおす郚分が䞀旊接持もしくは
嵌合されたら、装着郚材の回転を防止するが、レ
ヌザレンズを䞊述の所定䜍眮に眮くためにロツク
郚材の回転は蚱容する。
次に、本発明の奜適な実斜䟋を添付図面に関連
しお詳现に説明する。
燃料棒栌子は、䞊述したように、内偎栌子
ストラツプ及び倖偎栌子ストラツプから
成り、これらの栌子ストラツプは第〜図
に瀺すように互いに組み立おられ溶接される。栌
子ストラツプは现長い材料の連続した
ロヌルから打抜かれるので、打抜き䜜業の際に倚
少の油が衚面に付着する。この油膜を陀去した
埌、ストラツプを熱凊理し、特開昭59
−60397号公報に蚘茉された被加工片取付装眮䞭
に組み立おられる。次に燃料棒栌子ず被加工
片取付装眮ずを本発明のレヌザ溶接装眮に
よ぀お溶接する。レヌザ溶接装眮は、䞍掻
性ガスの玔粋な雰囲気䞭においお、亀点溶接郚
、隅溶接郚シヌム溶接、スロツト−タ
ブ溶接郚及び切欠き溶接郚シヌム溶
接を圢成する。燃料棒栌子は平面を圢成す
る軞及び軞に沿぀お䞀連の増分運動をするよ
うに移動しお、第図に瀺すように、内偎栌子ス
トラツプの各亀点郚をレヌザ光線の盎
䞋に䜍眮決めする。各亀点各溶接郚を完成した
埌、燃料棒栌子をその軞回りに回転され、
各倖偎栌子ストラツプの衚面をレヌザ光線
に向ける。パルス状のレヌザ光線を倖
偎栌子ストラツプ䞊に指向させながら、第
図に瀺す−䜍眮決め装眮が燃料棒栌子
をその軞に沿぀お移動させ、レヌザ光線
が隅シヌム溶接郚及びスロツト−タブ溶
接郚の各々を圢成しうるようにする。第図
に瀺した軞回転駆動装眮は、第図に瀺
したように、燃料棒栌子を受ける回転自圚の
ゞグ又は取付装眮ず係合可胜であり、燃料
棒栌子を、その䞊面がレヌザ光線に察
しお実質的に垂盎に配蚭される第䜍眮から、そ
の䞊面が第䜍眮に関し実質的に90゜で配蚭され
䞔぀倖偎栌子ストラツプの衚面がレヌザ光線
に察しお実質的に垂盎に配蚭される第䜍眮ぞ回
転させるように、䜜動可胜である。たた、軞回
転駆動装眮も回転自圚の取付装眮ず
そこに取着された燃料棒栌子ず第䜍眮に移
動させるように䜜動可胜であり、第䜍眮におい
お、燃料棒栌子の䞊面はその最初の䜍眮に関
しお45゜の角床で配蚭されお、それによりレヌザ
光線が内偎栌子ストラツプに圢成され
る切欠き第図参照の各々ずそ
の䞭に眮かれる案内スリヌブずの間の境界に
指向され、切欠きシヌル溶接郚が圢成され
る。特に、−䜍眮決め装眮は切欠きシ
ヌム溶接郚を圢成するため燃料棒栌子を
その軞に沿぀お移動させる。亀点溶接郚、
隅シヌム溶接郚、スロツト−タブ溶接郚
及びシヌム溶接郚の各々を圢成するステツプ
毎のプロセスは特開昭59−60397号公報に蚘茉さ
れおいる。
第図に瀺したレヌザ溶接装眮は、本発
明の奜適な実斜䟋によればレむセオン瀟
Raytheonにより型匏指定番号SS500の䞋に補
造されたレヌザ溶接装眮の圢匏ずしおもよい。レ
ヌザ溶接装眮は、䞀䟋ずしお、NdYAG
結晶レヌザず高効率のレヌザヘツド䞭に収玍され
た察の真盎な圢状のクリプトンせん光ランプず
の圢匏ずし埗るレヌザロツドを備えおい
る。レヌザヘツドは、レヌザロツドの䞡偎
に、党反射ミラヌ及び郚分反射即ち半透過
ミラヌを備えおいる。共振噚もしくは共振
空間内のシダツタヌは、レヌザロツド
ず党反射ミラヌずの間に配蚭されおお
り、或る遞択された数のレヌザパルスを発射する
ように遞択的に制埡されるので、レヌザ溶接を行
うために䞎えられる゚ネルギヌが埌述するように
正確に制埡される。レヌザヘツドは、レヌザロツ
ド、励起ランプ及びミラヌ
を含むその党郚の光孊芁玠が容易に䞔぀独
立しお亀換され埗るようにモゞナヌル匏の構造を
備えおいる。励起ランプは光孊的アラむン
メントを乱さずにすみやかに亀換できる。たた励
起又はフラツシナランプは、その端郚の接
続郚を含めおその党長に亙぀お氎冷される。励起
ランプのトリガヌは、共振空間の励起によ
぀お励起ランプの平行パルス化を䞎える。
レヌザロツドは䞀䟋ずしお、パルス幅6m
秒ずパルス呚波数20Hz及びパルス幅2m秒ずパル
ス呚波数50Hzにおいお動䜜しおいる際にパルス圢
成回路ぞの入力電力が18kwを超過しないように
しお、400Wの平均出力が被加工片においお埗ら
れるように蚭蚈するこずができる。ダンプシダツ
タヌは、燃料棒栌子の圢の被加工片が
溶接宀䞭においお亀換されおいる期間䞭に
レヌザ光線を偏向路に沿぀お光線吞
収噚に向けるように第䜍眮に配するこず
ができる。䜜動機構は、レヌザ光線
をビヌム切換甚の可動ミラヌず固定ミラヌ
ずから成る光線指向装眮に光線拡倧レンス
装眮によ぀お合焊させる第䜍眮にダンプ
シダツタヌをその光線遮断第䜍眮から移
動させるために甚いられる。反射ミラヌである可
動ミラヌがレヌザ光線を遮断するよ
うに配眮されるず、レヌザ光線は、垂盎に
指向されるように、垂盎指向ミラヌの方
にレヌザ光線ずしお偏向される。レヌザ
合焊レンズ装眮はレヌザ光線を
遮断しおそれを溶接宀䞭の燃料棒栌子
の方に向ける。第図に瀺したレヌザ合焊レン
ズ装眮は、以䞋に説明するように軞レヌ
ザ装眮により盎線状に䜍眮されたレンズ
及がレンズ支持管を備えおいる。反射
ミラヌがレヌザ光線を遮断する䜍眮
からモヌタによ぀お回転するず、レヌザ光
線は固定ミラヌ反射ミラヌによ
り反射されおレヌザ光線を圢成し、この
レヌザ光線は垂盎偏向固定ミラヌ
によ぀お溶接宀の方に向けられる。
励起ランプは、䞀䟋ずしお、充電誘導子
を経おパルス圢成回路PENを充電する、電
圧制埡される盎流電源である電源によ぀お励起さ
れる。関連したコンピナヌタ数倀制埡郚CNC
は盎流電源リザヌバヌのコンデンサヌ列からパル
ス圢成回路を充電したパルス圢成回路から励起ラ
ンプに攟電するこずによりレヌザロツド
を励起しお䞀連のレヌザパルスを発生させる
スむツチシリコン制埡敎流玠子を亀互に閉成
する。励起ランプは、レヌザ閟倀以䞋の䜎
い盎流電流レベルにおいお動䜜し、この䜎レベル
の電流に高電流パルスが加わ぀おレヌザパルスを
発生する。パルス圢成回路PENは2m秒から6m秒
のパルスを発生させる。
レヌザ光線に察する溶接宀特に燃
料棒栌子の最初のアラむンメントもしくは䜍
眮合わせを助けるために、栌子を芳枬し、特
にレヌザ光線に察する栌子の正確な䜍
眮を定めるために、TVカメラの圢態の芳
枬装眮があり、該TVカメラは、レヌザ光線
ず合臎する像光路を定めるように敎列
されおいる。像光路の光線は、第図に瀺
すように、固定偏向ミラヌにより反射さ
れ、米囜攟射線保健局BRHの芏則に埓぀お
安党シダツタヌを遞択的に通過し、郚分透
過ミラヌを経おTVカメラに到達す
る。レンズは、燃料棒栌子にレヌザ光
線を合焊させるだけでなく、レンズ
の助けを借りお栌子の像をTVカメラ
に圢成する。レヌザ合焊レンズ装眮は、䜍
眮合わせのために燃料棒栌子を照明するよう
に遞択的に点灯される照明ランプも備えおいる。
安党シダツタヌは、埌述するように、燃料
棒栌子をレヌザ光線に察し䜍眮合わせ
するために遞択的に開閉され、その他の期間は安
党凊眮ずしお閉ざされおいる。
各溶接宀は、第図に瀺すように、䞀点
鎖線で瀺した第䜍眮即ち溶接䜍眮から第䜍眮
即ち䌑止䜍眮に移動させるこずができる。レヌザ
光線は、溶接宀が第䜍眮にある時
に、シヌルド管䞭に支持された出力枬定装
眮又は熱電察列の方に、垂盎偏向固定ミラ
ヌによ぀お向けられる。シヌルド管
は、埌に瀺すように、溶接宀の埌郚に取付
けおあり、狭くな぀た開口を有し、レヌザ
光線はこれによりシヌルド管䞭に有
効に封じこめられる。溶接宀は呚期的にそ
の第䜍眮即ち䌑止䜍眮に移動させ、レヌザ光線
を熱電察列に向け、燃料棒栌子
䞊に実際に入射するレヌザロツドの出力を
衚瀺させる。レヌザ装眮に匷い負荷が加わ
るず、レヌザロツド及び又はその励起
ランプの消耗ずレヌザ溶接䞭に生ずる煙や
異物のためレヌザ効率が䜎䞋するず考えられる。
埓぀お正確で再珟可胜な溶接郚を圢成するには、
熱電察列の枬定倀に䟝存しお、レヌザ装眮
の䜿甚寿呜を通じお、励起ランプに
䟛絊される電圧を増倧させる。
第図を参照するず、溶接宀をキダビネ
ツトからその第䜍眮即ち䌑止䜍眮に取り
おろすこずのできる摺動テヌブルが瀺され
おおり、第䜍眮においお、この機械の操䜜者は
燃料棒栌子を溶接宀から取り出すこず
ができる。このため、摺動テヌブルは、キ
ダビネツトに関しおの第の溶接䜍眮ず第
の䌑止䜍眮の間を盎線状に摺動駆動モヌタ
によ぀お確実に駆動されるように、粟確に䜍眮
決めされた−プラツトフオヌムの䞊に
取り付けられおいる。摺動テヌブルは、操
䜜者の傷害を防ぐために摺動テヌブルの先
瞁より前に突出する安党レヌルを含んでい
る。摺動駆動モヌタは、駆動テヌブル
を盎線状に駆動するため、駆動チ゚ヌン
によ぀おねじ匏駆動装眮に結合されおい
る。
第図を参照するず、−プラツトフオヌム
を、埓぀お溶接宀を、䜍眮決めモゞ
ナヌル内の第、溶接䜍眮に、そしおキダ
ビネツトから取り出され操䜜者が溶接宀
から燃料棒栌子を容易に取り陀くこずの
できる第、䌑止䜍眮に粟確に䜍眮決めするため
の手段が瀺されおいる。溶接宀、特にその
燃料棒栌子は、レヌザ光線に関しお粟
確に配眮されるこずが重芁である。このため、前
郚䜍眮蚭定装眮は䜍眮決めピンを、
第、退出䜍眮かなら第、ロツク䜍眮に遞択的
に向ける。第のロツク䜍眮で、䜍眮決めピンは
摺動テヌブルに固定された䜍眮決め郚材
の開口内に眮かれお、摺動テヌブル
をレヌザ光線に関しお粟確に䜍眮決め
する。同様な䜍眮決め郚材図瀺しないが摺動
テヌブルの埌郚に配眮され、か぀前郚䜍眮
蚭定装眮の䜍眮決めピンに係合する
ように該摺動テヌブルに固定されおいお、
摺動テヌブル、埓぀お溶接宀を、そ
の第、䌑止䜍眮に䜍眮決めしか぀保持する。図
瀺しないが、前郚䜍眮蚭定装眮も蚭けられおお
り、これは、同様の䜍眮決めピンを䜜動しお摺動
テヌブルに係合し第溶接䜍眮に保持する
ため、䜍眮決めモゞナヌルに関しお固定される。
諒解されるように、前郚䜍眮蚭定装眮及び
埌郚䜍眮蚭定装眮は摺動テヌブルに係合し
おおり、該摺動テヌブルず燃料棒栌子
を内郚に有する溶接宀ずをレヌザ光線に関
する固定䜍眮に眮くこずにより、燃料棒栌子
に察しお粟密加工を行うこずができる。
前郚䜍眮蚭定装眮及び埌郚䜍眮蚭定装眮
は䟋瀺的には、デスタコ瀟Destacoによ぀お
補造されたようなプランゞダヌ機構の圢態をずる
こずができる。
第図に瀺すように、䜍眮決めモゞナヌル
は、溶接宀、特にそこに収玍された燃料
棒栌子を、䞀平面の及び軞に沿぀た耇数
の粟確に制埡された䜍眮に粟確に䜍眮決めするず
共に、軞たわりに粟確に制埡された角床でその
平面を回転させるための手段を含み、それによ぀
お、倚様な溶接郚がレヌザ光線によ぀お圢
成される。−䜍眮決め装眮は、溶接宀
を支持しか぀䜍眮決めするため摺動テヌブ
ル䞊に取り付けるものずしお配眮されおい
る。−䜍眮決め装眮は、䜍眮決めテ
ヌブルずその䞊の䜍眮決めテヌブル
ずを含んでいる。及び䜍眮決めテヌブル
及びは䟋瀺的には、シダアりム・マニ
ナフアクチダリング・カンパニヌShaum
Manufacturing Companyによ぀お、型匏番号
DC1212で補造されるような機構圢態をずるこず
ができる。䜍眮決めテヌブルは溶接宀
を第図の平面に実質䞊垂盎方向に動かすよ
うに機胜するのに察しお、䜍眮決めテヌブル
は、䜍眮決めモゞナヌルの偎壁
の衚面に垂盎な方向に沿぀お溶接宀を動か
す。䜍眮決めテヌブルは、リゟルバ及び
タコメヌタを含む駆動モヌタに結合され
おおり、それによ぀お、粟確な移動距離を溶接宀
に䌝えるこずができる。同様に、䜍眮決
めテヌブルもリゟルバ及びタコメヌタを含
む駆動モヌタに関連しおいる。
党䜓的に第図に瀺す軞回転駆動装眮
は、溶接宀、特に該溶接宀の偎壁内
に回転可胜に取り付けられるような回転自圚の取
付装眮ず係合可胜であ぀お、第図に瀺す
ように、燃料棒栌子をレヌザ光線に関
しお回転可胜に䜍眮決めする。燃料棒栌子は
回転自圚の取付装眮に取り付け可胜であ
り、それによ぀お、栌子は軞たわりに回転
可胜に配眮するこずができる。特開昭59−156593
号公報には、䜍眮決めテヌブル、䜍眮
決めテヌブル及び関連した駆動モヌタを含
む−䜍眮決め装眮ず、摺動テヌブル及
びその関連駆動モヌタず、軞回転駆動装
眮ず、回転自圚の取付装眮ずの構造
及び動䜜が十分に蚘茉されおいる。
第図に詳现に瀺すように、レヌザ合焊レンズ
装眮は、溶接宀及び特にそのシヌル
ドキダツプに向かう又は離れる方向に軞
に沿぀お盎線状に移動可胜に軞レヌザ装眮又は
組䜓に装着されおいお、燃料棒栌子䞊ぞの
レヌザ光線の合焊を可胜にする。レヌザ合
焊レンズ装眮は、垂盎に配蚭され䞔぀その
レヌザ光線に関しお同軞に敎列したレンズ
支持管を含む。管基郚即ちベヌス
は、レンズ装着郚材を着脱自圚に受けるた
め、レンズ支持管の底郚に配蚭されそこに
結合されおいる。第図から諒解されるように、
装着郚材は、管基郚即ちベヌスの倖
呚面から半埄方向の倖方に突き出た耇数䟋えば
本のロツクピンの察応するものを受け
入れるように配蚭された耇数の぀る巻溝を
有するロツク郚材即ちロツクリングに組み
合う圢状をしおいる。このロツクリングに
よ぀お装着郚材をベヌスに取着する
ためには、ロツクリングの各぀る巻溝
の開攟した䞊端第図参照をロツクピン
に合わせおから、ロツクリングを䞀方向
第図においお反時蚈方向に回すず、ロツ
クピンが぀る巻溝に圢成された回転
止め開口に受け入れられ、ロツクリング
及び装着郚材はベヌスに察しお
ロツクされる。安党フヌドは合焊されたレ
ヌザ光線を加工片䞊に向ける円錐圢に぀く
られおおり、装着郚材の内偎呚蟺郚分にあ
るねじ山に係合するねじの切られた呚蟺郚分を有
する。同様に、レンズは装着郚材の
䞭倮開口内に支持され、その䞭に保持リング
によ぀お保持される。保持リングは、装
着郚材にあるねじ山に係合するために呚蟺
にねじが切られおいお、装着郚材にねじ蟌
たれ、合焊レンズを解攟又は着脱自圚に保
持する。
安党フヌドは開口を通぀おランプフヌド
内に配蚭され、該フヌドを装着郚材
に取着する。察の氎晶ハロゲンランプ
がレンズフヌド内に配蚭されおいお加
工片を照明し、該加工片の軞即ちレヌザ光線
に関する䜍眮合わせを助けおいる。ランプ
の点灯枩床は溶接くずがそこに溜たるのを防
止する。埌から詳现に説明するように、操䜜者は
TVカメラで撮圱した像を衚瀺する陰極線
管CRTを芋お、TVカメラに関連したその
電子的十字線を最初の溶接郚䜍に眮き、ホヌム䜍
眮ずの該最初の溶接郚䜍ずの間のオフセツトを決
定するこずによ぀お、加工片をレヌザ光線に関し
お䜍眮合わせする。このオフセツトは次いで、
−䜍眮決め装眮に印加される制埡信号に
自動的に加えられ、それにより、溶接郚の各々が
レヌザ光線に関しお粟密に䜍眮決めされ
る。ランプは、管取付郚分に挿入さ
れる電気入力ポヌトず管取付郚分か
ら管基郚に延びる導管ずを介しおレ
ンズフヌドに導かれるワむダにより付勢さ
れる。同様に、䟋えばアルゎンである䞍掻性ガス
の流れは、管取付郚分の開口内に螺着した
アルゎン入口により、そこから装着郚材
たで延びる導管を経由しお、安党フヌ
ド及びレンズで画定されるスペヌス
内に導入される。装着郚材は導管に
敎列状態に圢成されたアルゎン噎出口を有し、そ
れによりアルゎン流は安党フヌド内に指向
されるゞ゚ツトになり、溶接プロセス䞭に攟出さ
れるようなくず又は汚染物は加工片䞊に合焊する
レヌザ光線を枛衰しないように効果的に陀去され
る。第図に芋られるように、アルゎンの流れは
安党フヌドから出お、シヌルドリング
及びキダツプによ぀お囲たれたスペヌス
に入り、出口を経由しお排出される。
第図に抂略的に瀺した装着郚材は、第
図に平面図で詳现に瀺されおいる。特に、装
着郚材の䞊面には環状路が圢成され
おおり、装着郚材の呚蟺に沿぀お270℃以
䞊にわた぀お延び、導管からアルゎンガス
を受け取るず共に、このアルゎンガスを環状路に
連通する耇数の通路〜の各々に分配す
る。アルゎンガスは導管、環状路を
経お各通路に流れおレンズに向けら
れ、レヌザレンズに溶接くずが付着するの
を防止する。曎に、開口は電気コネクタヌ
のおす郚分を受け入れお、それ
が、第図に瀺すように管基郚に装着され
ためす郚分ず組み合うのを蚱容する。レ
ヌザレンズから溶接くずを掃陀するため、
装着郚材は管基郚から容易に取り倖
すこずができる。再び組み付ける際には、電気コ
ネクタヌのめす郚分およびおす郚分が互い
に敎列しお電気゚ネルギヌが氎晶ハロゲンランプ
に䟛絊されるように、装着郚分を管
基郚に敎列させる。電気コネクタヌの敎列
を助けるために、ダり゚ルピンが装着郚材
の䞊面に取着されおいお、装着郚材
を管基郚に察しお軞方向に抌し付けた時
に、ダり゚ルピンが管基郚内の開口
図瀺しないに入り、それにより、ロツクリン
グに加えられる回転力が電気コネクタヌ
に䌝わらないようにな぀おいる。
第図においお、ロツクリングの偎面
が瀺され、その瞁にある぀る巻溝がよく瀺
されおいる。第図から明らかなように、ロツク
リングは装着郚材を管基郚に
関しお固定し、そこに着脱自圚に取着されおい
お、装着郚材の取倖しずレヌザレンズ
の枅掃ずを可胜にしおいる。ロツクリング
が回転される第の方向では぀の溝が
等間隔の耇数のロツクピンに係合する。ロ
ツクリングが第の方向に回転する時、該
リングは第図に瀺すように軞方向で䞊方に匕぀
匵られ、レヌザレンズをその正しい䜍眮に
配眮する。レヌザレンズの粟密な䜍眮決め
は燃料棒栌子の粟密な溶接を行うために必芁
である。ロツクリングが第の方向に回転
する時、ロツクピンは䞋方に移動しお溝
に入り、その端に達する。この端は若干倧き
くな぀おいお、厳密な寞法の回転止め開口
を圢成する。ロツクリングのフランゞ
ず装着郚材の突出郚ずの間には耇数の
“”リングが配蚭され、ロツクピン
をその回転止め開口に匟性的に抌し蟌む
手段を圢成しおいる。回転止め開口は泚意
深く機械加工されおいるので、ロツクリング
が第の方向の最終䜍眮たで回転するず、各ロ
ツクピンがその回転止め開口内に入
぀お“”リングによ぀お䞋方に抌され、
ロツクピンが回転止め開口の最䞊面
に係合するこずによ぀お、レンズが管基郚
に関しお粟密に䞔぀反埩可胜に䜍眮決めさ
れるようにな぀おいる。この様にしお、装着郚材
を反埩可胜に着脱しうるので、レヌザレン
ズを呚期的に浄化し、管基郚に粟密
に再䜍眮決めされるように再びそこに取着しう
る。
レンズ支持管、特に管取付郚分は
第図にも぀ずよく瀺すように装着装眮に
よ぀お軞レヌザ装眮に取着されおいる。
ベロヌズはレンズ支持管の最䞊郚に
取り付けられおいお、そこを通るレヌザ光線のシ
ヌルドを圢成するず同時に、軞レヌザ装眮
がレヌザ合焊レンズ装眮をレヌザ光線
の光路に沿぀お盎線状に移動させるこずを蚱
容しおいる。この様にしお、レヌザレンズ
は軞に沿぀お可倉に配蚭され、切欠きシヌム溶
接郚を圢成するために回転自圚の取付装眮
を回転するこずによ぀おレヌザ光線に
関しお䜍眮が倉わるような加工片䞊ぞのレヌザ光
線の粟密な焊点合わせを可胜にしおいる。
第図に瀺すように、䌞瞮可胜のベロヌズ
は、ベロヌズアダプタによ぀おレンズ支
持管の最䞊郚に、そしお保護ハりゞング
に結合されおいる。軞レヌザ装眮は
軞テヌブルを含み、その䞊に、レヌザ合
焊レンズ装眮がレンズ装着装眮によ
぀お取り付けられ、そしおレヌザ合焊レンズ装眮
は、図瀺しない軞駆動モヌタによ぀お増分的、
遞択的に駆動される。及び軞駆動モヌタず同
様に軞駆動モヌタは、軞テヌブルの正
確な䜍眮ず共にその移動速床を瀺す出力信号を発
生するためにリゟルバ及びタコメヌタを含んでい
る。軞モヌタ図瀺しないは軞テヌブル
をその軞に沿぀お盎線的に移動させるため
該軞テヌブルに機械的に結合されおいる。この
様にしお、第図に詳现に瀺したレヌザ合焊レン
ズ装眮は再䜍眮決めされ、レヌザ光線
を加工片䞊に粟密に合焊するこずができる。
軞テヌブルは垂盎䜍眮に取り付けられ、そ
れによ぀お䞀察のばね付勢リヌルず平衡す
る力を軞駆動モヌタに加える。ばね付勢リヌル
は、そのたわりに配蚭されるず共にねじ
のような適圓な固着手段によ぀お軞テヌブ
ルに固定されたケヌブルによ぀おそ
れぞれ結合されおいる。軞テヌブルは、
本発明の実斜䟋においおは、デザむン・コンポヌ
ネンツDesign Components瀟によ぀お、型
匏番号SA100で補造されるようなテヌブル圢態を
ずるこずができる。軞駆動モヌタず軞テヌブ
ルの間の結合は、シダアりム・マニナフア
クチダリング瀟によ぀お、型匏名“ベリヌカル”
Heli−CalNo.3477−16−及び5085−−
で補造された芁玠圢態を䟋えばずるこずができ
る。軞駆動モヌタは䟋えばコントロヌル・シス
テムズ・リサヌチ瀟によ぀お、型匏番号
SM706RHで補造されるようなDCサヌボコント
ロヌラの圢態をずるこずができる。
アルゎン䟛絊装眮が、適圓な䞍掻性ガ
ス、䟋えばアルゎンの流れを溶接宀及びレ
ヌザ合焊レンズ装眮に、遞択された可倉の
割合で䟛絊するため第図に瀺されおいる。内偎
栌子ストラツプ及び倖偎栌子ストラツプ
を圢成するゞルカロむのような揮発性材料のレヌ
ザ溶接は、ゞルカロむの酞玠、窒玠及び氎に察す
る高い反応性により䞍掻性雰囲気䞭で行わなけれ
ばならない。損傷もなく原子炉の悪環境に耐える
所望の高品質の溶接郚を圢成するためには、加工
片の盎接的な溶接領域のたわりに䞍掻性ガス流を
䞎えおも、酞玠及び氎に察しお適切にシヌルドし
ないずいうこずが溶接テストから分か぀た。第
図に瀺すアルゎン䟛絊装眮は、第図に瀺
したレヌザ合焊レンズ装眮ず共に、溶接宀
を含んでいる。アルゎン䟛絊装眮は
はアルゎン䟛絊タンクを備え、該タンク
は、アルゎン䟛絊装眮からアルゎン䟛絊タ
ンクを分離する流量匁に結合されお
いる。この匁は、アルゎン䟛絊装眮党䜓を
停止する必芁があるずきを陀いお、党開に保持さ
れる。アルゎンはタンクから匁を通
぀お圧力調敎噚に流れ、該調敎噚が最倧レ
ベル䟋えば3.5Kgcm250psiを越えないように
アルゎン䟛絊装眮における圧力を確立する。溶接
宀及びのそれぞれ䞊びにレヌザ
合焊レンズ装眮ぞのアルゎンの流れは、栌
子が溶接宀内に装荷されおいるか、溶接宀
がパヌゞされおいるか、又は溶接動䜜䞭であ
るかどうかに䟝存しお、耇数の異なる割合で制埡
するようにな぀おいる。䟋えば、溶接宀の
パヌゞは、比范的倧流量の䞍掻性ガスを必芁ず
し、か぀その時、圧力は最倧レベルを越えるべき
ではない。このため、逃し匁がマニホルド
管に結合されおいお、ガス流を受けずめ、
それを耇数の流量コントロヌラ及
びに分配する。同流量コントロヌラ
及びはそれぞれ溶接宀
に、回転可胜の取付装眮に、そしおレヌザ
合焊レンズ装眮に結合されおいる。特に、
制埡されたガス流量は、流量コントロヌラ
から可撓性ホヌスを経お及び溶接宀
の底郚に配蚭されたデむフナヌザ板を経お
䟛絊され、それによ぀お溶接宀内に䞍掻性
ガスの局流を確保する。同様に、流量コントロヌ
ラからのガス流は、可撓性ホヌスを
通぀おアルゎン入口に向けられ、それによ
぀お、アルゎンは、回転可胜の取付装眮の
出口を通぀お攟出される。可撓性ホヌス
は、溶接宀が摺動テヌブルによ
぀お䜍眮決めモゞナヌルの内倖に動かされ
るので、その移動を可胜にするため備えられおい
る。ガス流は、流量コントロヌラから可撓
性ホヌスを経おレヌザ合焊レンズ装眮
に、特にアルゎン入口に導かれ、それに
よ぀お、アルゎンは導管及び耇数の噎出口
を経お、レヌザ合焊レンズのすぐ䞋
のスペヌス内に向けるこずができる。このアルゎ
ン流は、溶接宀内のレヌザ溶接によ぀お生
じた極埮小酞化物がレンズを汚染するのを
防いでいる。
氎分H2Oセンサヌが溶接宀
内に配蚭され、氎分モニタヌず結合されお
いる。操䜜者及びコンピナヌタ数倀制埡郚
CNCは、パヌゞ及び溶接䜜業䞭に溶接宀
内の氎分レベルを怜査し、もし氎分含有量が芏
定レベル、䟋えば10PPMよりも倧きいならば、
レヌザ溶接を止めるこずができる。さらに、酞玠
プロヌブが、溶接宀の䞊郚フランゞ
第図参照ずシヌルプレヌトの
間の呚蟺開口を通぀お導出されるアルゎンをサン
プリングするために、同シヌルプレヌト内
に配眮されおいる。酞玠プロヌブの出力は
たた、溶接宀内の空気の酞玠含有量の指瀺
を䞎える機胜も有する。溶接宀内の雰囲気
の監芖は、溶接宀がその第の溶接䜍眮に
配眮されるずきに始める。各酞玠プロヌブ又はモ
ニタヌは、范正ガス入口を含み、そのため
酞玠プロヌブぞの盎接のガス流がある。酞
玠プロヌブの出力は酞玠分析装眮に
結合され、該分析装眮の出力は、モニタヌ蚈
においおPPMで衚瀺するこずができる。コン
ピナヌタ装眮は、埌述のようにプログラムしお、
酞玠レベルがプログラム倀、䟋えば7PPM以䞋に
なるたで、䞀連の溶接が開始されないようになる
こずができる。溶接䞭、酞玠のサンプリングは溶
接くずによる酞玠プロヌブの汚染を防ぐた
めに自動的に停止される。
アルゎン䟛絊装眮は、実質的に䞀定の流
量で䞍掻性ガス、䟋えばアルゎンの流れを、溶接
宀内に䟛絊しお、その䞭の雰囲気を実質的
に玔粋に、すなわち、前述したような酞玠及び氎
汚染の限界以䞋に維持する。流量は、レヌザ溶接
装眮、特にその溶接宀がその装荷及
び取おろしサむクルにあるか、パヌゞサむクルに
あるか、又は溶接サむクルにあるかに䟝存しおい
る。埌述のように、溶接宀ず関連したコン
ピナヌタ装眮は盎接、コントロヌラ
及びの流量を、耇数の流量のどれか䞀぀
に制埡する。特に、各流量コントロヌラに察しお
぀のポテンシペメヌタがある。コンピナヌタ装
眮は遞択されたポテンシペメヌタを䜜動しお、装
荷及び取おろし、パヌゞ、及び溶接サむクルのそ
れぞれに必芁なガス流量を䟛絊する。プログラム
流量を倉えるには、CNC126がポテンシペメヌタ
をアドレスし、その埌操䜜者が垌望の流量を䟛絊
するように該ポテンシペメヌタを調敎するこずが
でき、この流量は、コントロヌラの適圓なデむゞ
タルデむスプレむ䞊に珟れるであろう。流量コン
トロヌラは暙準のリツトル分SLPMで范正
されおいる。
栌子を装荷し及び取おろすために溶接宀
を開くずき、溶接宀は、シヌルプレヌ
トをドアのように開に揺動させるよりもむ
しろ、シヌルプレヌトに関しお摺動テヌブ
ル䞊で摺動するべきである。この摺動技術
は、空気アルゎンの乱れを軜枛し、か぀溶接宀
内のアルゎンず空気を混合する傟向のある
空気流を可及的に少なくする。装荷取おろしサ
むクル䞭、アルゎン流は、アルゎン雰囲気をでき
るだけ玔粋に、兞型的には、毎時2.75m3
30CFHのオヌダヌに維持するように少量に蚭
定される。装荷取おろしサむクル䞭の倧流量
は、溶接宀内に空気を匕き蟌む乱流を生じ
させるであろう。栌子の装荷取おろしは、
特開昭59−56995号公報に蚘茉されたような機械
的把持装眮によ぀お行われるべきである。もしこ
のような把持装眮を䜿甚しなければ、操䜜者は圌
の手で溶接宀に察し䜜業しなければならな
いので、空気アルゎンの混合が増え、望たしく
ない䜙分の氎分がアルゎン雰囲気に入る。
溶接サむクルの盎前、及び溶接宀がその
第の溶接䜍眮に、すなわちシヌルプレヌト
の盎䞋に戻぀た埌、流量コントロヌラ及
びは、毎時36.7m3400CFHのオヌダヌ
の䞍掻性ガスの比范的倧流量を埗るためにそれら
のCNCによ぀お制埡され、それによ぀お第図
に瀺すように35.56×40.64×40.64cm14×16×16
むンチの略々正方圢の寞法を有する溶接宀
は、酞玠レベルを玄分で10PPM以䞋に䞋げ
るようにパヌゞされる。
パヌゞサむクルが完了した埌、レヌザ溶接装眮
、特にそのコンピナヌタ数倀制埡郚CNC
はレヌザ溶接サむクルの開始準備をする。このサ
むクルの間、流量コントロヌラ及び
によ぀お制埡されるようなかなり少ないガス流量
が溶接宀内に導入されおいる。たた、酞玠
プロヌブのための溶接ガスサンプリングポ
ンプは、溶接くずによる汚染を防ぐために自動的
に停止される。毎時2.75m3のオヌダヌの比范的に
少ない流量が、溶接宀雰囲気を前述した玔床レベ
ル以䞋に維持するために十分であるこずがわか぀
た。第図に瀺すように、アルゎンガスは、デむ
フナヌザ板を通぀お流れ、空気を溶接宀
倖に“浮動”させるガス局流を発生させる。
高濃床のアルゎン及び実質䞊䞀定のその流量は、
溶接宀から効果的に空気を排陀する。デむ
フナヌザ板は、略々60の板密床及び
3.175mmの厚さの焌結ステンレス鋌フアむバから
造られる。さらに、デむフナヌザ板は、で
きるだけ非拡散支持構造を少なくしお、溶接宀
の底郚断面党䜓を実質䞊カバヌする。拡散面
積が溶接宀の断面積に関しお枛少するず、
空気に぀いお溶接宀をパヌゞするために必
芁な時間及びアルゎン量は増加するので、栌子
を高速で、高生産しなければならないずき、こ
れは重芁な考慮事項である。さらに、デむフナヌ
ザ板は、流入アルゎンがデむフナヌザ板
を通぀お拡散させられ、単にデむフナヌザ板
をバむパスしお、壁及びに沿
぀お䞊に流れないように、溶接宀の偎面に適切に
シヌルされなければならない。
同様にしお、第図に瀺すレヌザ合焊レンズ装
眮は、キダツプに関しおぎ぀たりシ
ヌルする必芁はない。その間の隙間は、倧流量の
アルゎンが空気に぀いお溶接宀をパヌゞす
るために䜿甚されるずき、溶接宀から出る
アルゎンガスのための開口を圢成する。党おのガ
スは互いに拡散し合うので、䞀定のガス流は、玔
粋雰囲気を維持するために溶接及びパヌゞサむク
ル䞭に特に必芁である。小さな隙間は奜たしく
は、キダツプずレヌザ合焊レンズ装眮
の間ず共に、溶接宀ずシヌルプレヌト
の間で必芁であるけれども、溶接宀の
残りは、挏掩があ぀おはならない。アルゎンは、
空気より重く、そしお溶接宀内の挏掩個所
から流出する傟向があるけれども、空気もたた、
同じ穎を通぀お溶接宀内に吞匕され、埓぀
お溶接宀の雰囲気を汚染するこずがある。
前述したレヌザ溶接装眮はプログラムさ
れたデむゞタルコンピナヌタの制埡䞋にある。
本発明の範囲を越えおはいるが、コンピナヌタ
装眮は溶接宀及びその䞭の燃料棒栌子
に−䜍眮決め装眮により䞎えられる増
分運動を制埡し、特に、−䜍眮決め装眮
のテヌブルに接続される軞、軞駆動
モヌタの各々に別個の制埡信号を印加する。同様
に、コンピナヌタ装眮は摺動テヌブルに機
械的に接続された摺動駆動モヌタにも制埡信号を
印加し、摺動テヌブルを第の溶接䜍眮ず第の
䌑止䜍眮ずの間に駆動する。同様に、軞駆動装
眮もコンピナヌタ装眮の制埡䞋にあ぀お、
同装眮は、回転自圚の取付装眮の䜍眮を怜
出するためのみでなく、取付装眮ずそれに支持さ
れた燃料棒栌子ずを次の溶接ステツプのため
の正しい䜍眮に移動させるために、回転自圚の取
付装眮に係合できる。レヌザロツド
及びその励起ランプに関連したレヌザ電源
及びパルス圢成回路もコンピナヌタ装眮の制埡䞋
にあり、励起ランプに印加される電圧の出
力レベル、パルス幅及び呚波数を調節するこずに
よ぀お、察応するレヌザパルスが燃料棒栌子
に指向される。第図に瀺されたアルゎン䟛絊装
眮、特にその流量コントロヌラ
及びはコンピナヌタ装眮に接続されお
いおその制埡䞋にあり、垌望のアルゎン流量を溶
接宀、回転自圚の取付装眮及びレヌ
ザ合焊レンズ装眮のそれぞれに䟛絊する。
このコンピナヌタ装眮は特開昭59−156592号公報
に十分に蚘茉されおいる。
以䞊のように、本発明によるレヌザ加工装眮
は、レヌザレンズにガス流を案内する通路が圢成
された着脱自圚の装着郚材ず、該装着郚材をベヌ
スに着脱自圚に取着するロツク郚材ずを備えおい
るので、レヌザレンズを簡単に取り倖しお迅速に
枅掃するこずができるこずは勿論のこず、レヌザ
加工䞭にレンズ衚面に溜た぀たどんなくずでも陀
去するレンズ枅掃が可胜であり、レヌザの枛衰を
防止しうるず共に、装着郚材のレヌザレンズをロ
ツク郚材により所定䜍眮、即ちレヌザ光線を再合
焊する䜍眮に保持できる。たた、本発明のレヌザ
加工装眮は、加工片をレヌザ光線に関しお䜍眮合
わせするため加工片䞊に可芖光線を指向させるよ
うに動䜜可胜に装着郚材に装着されたランプを備
えおいるので、同ランプにより可芖光線に加工片
に照射しお、レヌザ光線に関する加工片の䜍眮合
わせを容易に行うこずができるため、レヌザレン
ズによるレヌザ光線の粟密な再合焊ひいおは粟密
なレヌザ加工が可胜ずなる。曎に、同ランプを電
気的に付勢するため同ランプに接続されるず共
に、装着郚材及びベヌスの察峙する郚分にそれぞ
れ装着されるめす郚分及びおす郚分を有する電気
コネクタヌず、該電気コネクタヌのめす郚分及び
おす郚分が䞀旊嵌合したら装着郚材の回転を防止
するように、装着郚材及びベヌスに配眮される、
ダり゚ルピン及びそれに察応する開口の圢態の保
持機構ずを備えおいるので、ロツク郚材の操䜜時
に回転力が装着郚材に䌝わるこずがなく、ランプ
ぞの電力の䟛絊準備がベヌスに装着郚材を装着す
るだけで極めお簡単䞔぀容易に敎う。
【図面の簡単な説明】
第図は、本発明のレヌザ加工装眮により構成
された耇数の栌子を含む棒束型燃料集合䜓の斜芖
図、第〜図は、本発明に埓぀お補䜜され
組み蟌たれお第図の燃料集合䜓になる燃料棒栌
子の斜芖図ず、平面図ず偎面断面図、第図は、
単䞀レヌザ源から発射されるレヌザ光線を時分割
方匏で぀の加工片、䟋えば燃料棒栌子のそれぞ
れに察しお指向されるレヌザ溶接装眮の抂芁説明
図、第図は、第図に瀺したレヌザ溶接装眮の
䞀郚を瀺す正面断面図、第図は、第図に瀺し
たレヌザ合焊レンズ装眮の断面図、第図は、
第図に瀺した装着郚材の平面図、第図は、
第図に瀺したロツクリングを䞀郚砎断しお瀺す
偎面図、第図は、䟋えばアルゎンのような適圓
な䞍掻性ガスをそのタンクから各溶接宀及びレヌ
ザ合焊レンズ装眮に䟛絊するアルゎン䟛絊装眮の
抂略系統図である。  加工片燃料棒栌子、 レヌザ
レンズ、 レヌザ光線、 
ランプ、 管基郚ベヌス、 ロ
ツクリングロツク郚材、 装着郚材、
 通路、 ダり゚ルピン保持機
構、 電気コネクタヌ、
 めす郚分、おす郚分。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  レヌザ加工のための装眮であ぀お、  レヌザ光線の焊点を加工片䞊の溶接郚䜍に合
    わせるレヌザレンズず、  前蚘レヌザ光線が前蚘加工片に向か぀お沿぀
    お進む光路を画定するベヌスず、  加工䞭に前蚘加工片から飛び出るくずの枅掃
    を可胜にするべく前蚘ベヌスに着脱可胜に取着
    されるようにな぀おいる、前蚘レヌザレンズを
    受け容れるための装着郚材であ぀お、前蚘加工
    片の加工䞭に飛び出る前蚘くずが溜たりにくい
    ように、前蚘レヌザレンズにガス流を案内する
    通路が圢成されおいる、前蚘装着郚材ず、  該装着郚材を前蚘ベヌスに着脱可胜に取着す
    るず共に前蚘装着郚材及び前蚘レヌザレンズに
    匟性的に力を加えるために、前蚘ベヌスに係合
    しうる着脱自圚のロツク郚材ず、  前蚘加工片を前蚘レヌザ光線に察しお䜍眮合
    わせするために前蚘加工片䞊に可芖光線を指向
    させるように動䜜可胜に前蚘装着郚材に装着さ
    れたランプず、  該ランプを電気的に付勢するため同ランプに
    接続されるず共に、前蚘装着郚材及び前蚘ベヌ
    スの察峙する郚分にそれぞれ装着されるめす郚
    分ずおす郚分ずを有する電気コネクタヌず、  該電気コネクタヌの前蚘めす郚分及び前蚘お
    す郚分が䞀旊嵌合したら前蚘装着郚材の回転を
    防止するように、前蚘装着郚材及び前蚘ベヌス
    に配眮される、ダり゚ルピンず、それに察応す
    る開口ずの圢態の保持機構ず、 を備えるレヌザ加工装眮。
JP58159155A 1982-09-01 1983-09-01 レ−ザ加工装眮 Granted JPS5961588A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US414205 1982-09-01
US06/414,205 US4518843A (en) 1982-09-01 1982-09-01 Laser lens and light assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5961588A JPS5961588A (ja) 1984-04-07
JPH0360596B2 true JPH0360596B2 (ja) 1991-09-17

Family

ID=23640423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58159155A Granted JPS5961588A (ja) 1982-09-01 1983-09-01 レ−ザ加工装眮

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4518843A (ja)
JP (1) JPS5961588A (ja)
BE (1) BE897641A (ja)
FR (1) FR2532215B1 (ja)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2551860B1 (fr) * 1983-09-08 1987-05-07 Sciaky Sa Installation pour la determination des coordonnees spatiales d'un point d'une piece, notamment pour le controle d'un outillage tel qu'un outillage de soudage de carrosserie de vehicule automobile
FR2561151B1 (fr) * 1984-03-13 1987-08-28 Fragema Framatome & Cogema Procede et installation de soudage de grilles pour assemblage de combustible nucleaire
US4574180A (en) * 1984-06-19 1986-03-04 Westinghouse Electric Corp. Beam alignment system for laser welding system
US4659901A (en) * 1984-07-10 1987-04-21 Westinghouse Electric Corp. Particulate collection system for laser welding apparatus
US4945489A (en) * 1988-05-25 1990-07-31 Robolase Systems, Inc. Laser time-sharing system
US4931615A (en) * 1988-12-02 1990-06-05 General Electric Company Apparatus for machining intricate feature cuts in thin walled tubular parts
US5196671A (en) * 1990-08-17 1993-03-23 Siemens Aktiengesellschaft Device and process for the laser welding of a tube
DE4115562A1 (de) * 1990-08-17 1992-02-20 Siemens Ag Vorrichtung und verfahren zum laserschweissen eines rohres
DE4113632C2 (de) * 1991-04-26 1996-01-25 Manfred Toeller Laserbearbeitungsvorrichtung
US5510871A (en) * 1994-05-09 1996-04-23 Minnesota Mining And Manufacturing Company Filter for a photothermographic developer
US5600396A (en) * 1994-05-09 1997-02-04 Imation Corp. Photothermographic thermal processor filtration system
NZ272635A (en) * 1994-08-02 1998-02-26 Mcneil Ppc Inc Laser cutting/drilling processing head that creates a vortex gas flow within the head to clean and prevent back spatting of particles onto the lens therein
US5469238A (en) * 1994-10-13 1995-11-21 Minnesota Mining And Manufacturing Company Filter for a photothermographic developer
FR2736191B1 (fr) * 1995-06-29 1997-09-26 Franco Belge Combustibles Procede et installation de soudage d'une grille-entretoise d'un assemblage de combustible pour un reacteur nucleaire et dispositif de soudage par l'interieur d'une grille
IT1277080B1 (it) * 1995-12-14 1997-11-04 Salvagnini Italia Spa Testa di focalizzazione di un fascio laser dotata di una lente di focalizzazione per una macchina di lavorazione di pezzi metallici
US6331693B1 (en) * 1999-06-28 2001-12-18 Cincinnati Incorporated Beam delivery system
US8183497B2 (en) * 2007-09-28 2012-05-22 Korea Nuclear Fuel Co., Ltd. Apparatus for and method of welding spacer grid
JP2014511475A (ja) * 2011-01-28 2014-05-15 ロヌレンス リバモア ナショナル セキュリティヌ ゚ル゚ルシヌ 最終ビヌム茞送システム
CN103302404A (zh) * 2012-03-09 2013-09-18 深圳富泰宏粟密工䞚有限公叞 激光加工讟倇
DE102013105881A1 (de) * 2013-06-06 2014-12-11 Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh Vorrichtungen zum Verbinden zweier WerkstÃŒckteile mittels Laser- Durchstrahlschweißen
CN117259959A (zh) 2015-02-12 2023-12-22 栌眗北治公叞 甚于激光加工的视觉预览
US10509390B2 (en) 2015-02-12 2019-12-17 Glowforge Inc. Safety and reliability guarantees for laser fabrication
WO2018098399A1 (en) 2016-11-25 2018-05-31 Glowforge Inc. Controlled deceleration of moveable components in a computer numerically controlled machine
WO2018098397A1 (en) 2016-11-25 2018-05-31 Glowforge Inc. Calibration of computer-numerically-controlled machine
WO2018098398A1 (en) * 2016-11-25 2018-05-31 Glowforge Inc. Preset optical components in a computer numerically controlled machine
WO2018098393A1 (en) 2016-11-25 2018-05-31 Glowforge Inc. Housing for computer-numerically-controlled machine
WO2018098394A1 (en) 2016-11-25 2018-05-31 Glowforge Inc. Fabrication with image tracing
US20200047299A1 (en) * 2018-08-07 2020-02-13 Illinois Tool Works Inc. Coolant recapture and recirculation in material removal systems
DE102019102233A1 (de) 2018-12-20 2020-06-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteilverbunds sowie Kraftfahrzeug
CN112296536A (zh) * 2020-06-22 2021-02-02 深圳垂朚森科技有限公叞 䞀种基于二氧化碳激光和光纀激光的铝基板切割方法、铝基板切割装眮及其控制方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1824675U (de) * 1959-07-31 1961-01-05 Siemens Ag Loesbare verbindung von fahrrohren in rohrpostanlagen.
US3383491A (en) * 1964-05-05 1968-05-14 Hrand M. Muncheryan Laser welding machine
US3569660A (en) * 1968-07-29 1971-03-09 Nat Res Dev Laser cutting apparatus
US4000391A (en) * 1973-05-14 1976-12-28 Westinghouse Electric Corporation Nuclear reactor fuel element splitter
JPS5090583U (ja) * 1973-12-19 1975-07-31
FR2366070A1 (fr) * 1976-09-29 1978-04-28 Texas Instruments Deutschland Appareil d'aspiration des poussieres sur des plaquettes semi-conductrices
US4162390A (en) * 1977-10-03 1979-07-24 The International Nickel Company, Inc. Laser welding chamber
GB2048785B (en) * 1979-03-07 1982-12-15 Crosfield Electronics Ltd Engraving printing cylinders

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5961588A (ja) 1984-04-07
US4518843A (en) 1985-05-21
FR2532215A1 (fr) 1984-03-02
BE897641A (fr) 1984-02-29
FR2532215B1 (fr) 1986-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0360596B2 (ja)
US4541055A (en) Laser machining system
KR910007155B1 (ko) 읎동식 용접싀을 가진 레읎저 용접장치
EP0102835B1 (en) Apparatus and method for laser machining in a non-reactive environment
EP0102251B1 (en) Plural computer control for shared laser machining
EP0102837B1 (en) Calibration of automated laser machining apparatus
EP0102834B1 (en) Pulsed laser machining apparatus
US4493967A (en) Rigid support for laser machining apparatus
DE69113508T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von KernbrennstabbÃŒndelabstandshaltern.
EP0168673B1 (en) Laser beam welding apparatus
GB2070998A (en) Welding by laser beam
Bosnos Laser welding systems for hermetic sealing
JPS6016462Y2 (ja) 荷電粒子ビ−ム加工装眮