JPH06106348A - 溶接装置 - Google Patents
溶接装置Info
- Publication number
- JPH06106348A JPH06106348A JP3331350A JP33135091A JPH06106348A JP H06106348 A JPH06106348 A JP H06106348A JP 3331350 A JP3331350 A JP 3331350A JP 33135091 A JP33135091 A JP 33135091A JP H06106348 A JPH06106348 A JP H06106348A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- magnetic field
- metal
- welded portion
- welding device
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B17/00—Methods preventing fouling
- B08B17/02—Preventing deposition of fouling or of dust
-
- 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
- B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
- B23K15/0046—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
- B23K26/16—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
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/32—Accessories
- B23K9/324—Devices for supplying or evacuating a shielding or a welding powder, e.g. a magnetic powder
-
- 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
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/32—Accessories
- B23K9/325—Devices for supplying or evacuating shielding gas
-
- 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
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/04—Tubular or hollow articles
- B23K2101/06—Tubes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接部表面近傍への金属ヒューム付着の防
止、溶接部表面の平坦性向上、クロム炭化物の析出量の
低減を可能にする溶接装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 複数の部材のそれぞれの所定の部分（溶接
部）を溶融することにより前記複数の部材を接続する溶
接装置において、前記溶接部の表面に対し垂直な成分を
有する磁場を印加する手段を配したことを特徴とする。
止、溶接部表面の平坦性向上、クロム炭化物の析出量の
低減を可能にする溶接装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 複数の部材のそれぞれの所定の部分（溶接
部）を溶融することにより前記複数の部材を接続する溶
接装置において、前記溶接部の表面に対し垂直な成分を
有する磁場を印加する手段を配したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は装置は、溶接装置に係
り、特に、金属原子等のヒュームによる汚染や溶接部表
面の焼けを防止し、しかも少ない溶接入熱量で種々の形
状の溶接体に対しても溶接可能な溶接装置に関する。本
発明の溶接装置は、超高清浄半導体装置の製造に特に好
適に適用される。
り、特に、金属原子等のヒュームによる汚染や溶接部表
面の焼けを防止し、しかも少ない溶接入熱量で種々の形
状の溶接体に対しても溶接可能な溶接装置に関する。本
発明の溶接装置は、超高清浄半導体装置の製造に特に好
適に適用される。
【０００２】
【従来の技術】金属部材の接合としてタングステンーイ
ナートガス溶接、アークガス溶接、電子ビーム溶接等が
広く用いられている。これら従来の溶接技術において
は、溶接部の表面粗度、溶融部から発生する金属ヒュ−
ムの付着について殆ど考慮が払われていない。そのた
め、溶接部において、やけの発生、表面割れ、クロム炭
化物の析出等が起こり、金属粉を中心とする不純物の発
生や機械強度の長期的な信頼性の低下という問題が生じ
る。
ナートガス溶接、アークガス溶接、電子ビーム溶接等が
広く用いられている。これら従来の溶接技術において
は、溶接部の表面粗度、溶融部から発生する金属ヒュ−
ムの付着について殆ど考慮が払われていない。そのた
め、溶接部において、やけの発生、表面割れ、クロム炭
化物の析出等が起こり、金属粉を中心とする不純物の発
生や機械強度の長期的な信頼性の低下という問題が生じ
る。
【０００３】従来の溶接技術では、溶接箇所である金属
溶融部から金属原子ならびにその塊となった金属ヒュー
ムの蒸発飛散がおこり、溶接部近傍で冷却されて再び付
着する。この付着金属は、腐食性ガスを流すと剥離する
ことが分かり、その結果プロセス雰囲気の汚染・劣化を
招くこと、特に高清浄度雰囲気が要求される半導体製造
装置においては大きな問題となることが分かった。
溶融部から金属原子ならびにその塊となった金属ヒュー
ムの蒸発飛散がおこり、溶接部近傍で冷却されて再び付
着する。この付着金属は、腐食性ガスを流すと剥離する
ことが分かり、その結果プロセス雰囲気の汚染・劣化を
招くこと、特に高清浄度雰囲気が要求される半導体製造
装置においては大きな問題となることが分かった。
【０００４】更に、従来の溶接技術では溶接入熱量が高
いために、溶接ビードは広く、その表面は粗くなる。ま
た、クロム炭化物の析出が著しく、粒界腐食等の問題が
生ずる。
いために、溶接ビードは広く、その表面は粗くなる。ま
た、クロム炭化物の析出が著しく、粒界腐食等の問題が
生ずる。
【０００５】以上の金属ヒュームの付着、溶接部の表面
荒れ、表面クロム炭化物の析出について図を用いて更に
詳しく述ベる。従来法における配管材料のタングステン
イナートガス溶接の構成を図１６に示す。図において、
１６０３はタングステン電極であり、１６０１は溶接を
行う配管材料である。１６０６は溶接部を示し、１６０
８はこの溶融部で発生する金属ヒュームである。この金
属ヒューム１６０８はアークガスやバックシールガスの
流れにより溶接部１６０７の下流側の配管材料１６０１
の表面に付着し、付着金属１６０９となる。また従来の
溶接法では、溶接雰囲気は特に制御されていないため、
大気が混入し溶接部表面に焼け１６０６が発生する。付
着金属１６０９は、不活性ガスに対しては剥離という問
題は生じないが腐食性ガス、例えば塩化水素ガス等を流
すと剥離し、ガス雰囲気を汚染してしまう。剥離する金
属としては、金属材料に主として含まれるＦｅ，Ｎｉ，
Ｃｒ，Ｍｎ等であり、これらがガス雰囲気中に検出され
ている。これらの不純物はＬＳＩの特性を著しく劣化さ
せるため、半導体製造において重大な問題となってい
る。
荒れ、表面クロム炭化物の析出について図を用いて更に
詳しく述ベる。従来法における配管材料のタングステン
イナートガス溶接の構成を図１６に示す。図において、
１６０３はタングステン電極であり、１６０１は溶接を
行う配管材料である。１６０６は溶接部を示し、１６０
８はこの溶融部で発生する金属ヒュームである。この金
属ヒューム１６０８はアークガスやバックシールガスの
流れにより溶接部１６０７の下流側の配管材料１６０１
の表面に付着し、付着金属１６０９となる。また従来の
溶接法では、溶接雰囲気は特に制御されていないため、
大気が混入し溶接部表面に焼け１６０６が発生する。付
着金属１６０９は、不活性ガスに対しては剥離という問
題は生じないが腐食性ガス、例えば塩化水素ガス等を流
すと剥離し、ガス雰囲気を汚染してしまう。剥離する金
属としては、金属材料に主として含まれるＦｅ，Ｎｉ，
Ｃｒ，Ｍｎ等であり、これらがガス雰囲気中に検出され
ている。これらの不純物はＬＳＩの特性を著しく劣化さ
せるため、半導体製造において重大な問題となってい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上の点に鑑み、本発
明は、溶接部表面近傍への金属付着や焼けの防止、溶接
部表面の平坦性向上、入熱量の低減によるクロム炭化物
の析出量の低減することを可能にする溶接装置を提供す
ることを目的とする。
明は、溶接部表面近傍への金属付着や焼けの防止、溶接
部表面の平坦性向上、入熱量の低減によるクロム炭化物
の析出量の低減することを可能にする溶接装置を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、複数の
部材のそれぞれの所定の部分（溶接部）を溶融して、前
記複数の部材を接続する溶接装置において、前記溶接部
の表面に対し垂直な成分を有する磁場を印加する手段を
配したことを特徴とする溶接装置に存在する。
部材のそれぞれの所定の部分（溶接部）を溶融して、前
記複数の部材を接続する溶接装置において、前記溶接部
の表面に対し垂直な成分を有する磁場を印加する手段を
配したことを特徴とする溶接装置に存在する。
【０００８】
【作用】電磁石または永久磁石等を用いて溶融部に表面
に対し垂直な成分を有する磁場を形成することにより、
溶接時に発生する金属ヒュームを溶融部にとどめ、溶接
施工部の下流側への流れを防止し、被溶接部材上に金属
ヒュームが析出するのを防止する。また、金属溶融物は
電気伝導が大きいため、上記磁場により溶接部の平坦性
は向上する。
に対し垂直な成分を有する磁場を形成することにより、
溶接時に発生する金属ヒュームを溶融部にとどめ、溶接
施工部の下流側への流れを防止し、被溶接部材上に金属
ヒュームが析出するのを防止する。また、金属溶融物は
電気伝導が大きいため、上記磁場により溶接部の平坦性
は向上する。
【０００９】また、前記磁場は、溶融手段にて発生した
イオンまたは電子を収束させることが可能なため、ビー
ムを絞り込むことができ、溶接ビード幅を狭く仕上げる
ことが可能である。同時に、溶接入熱量を低減すること
が可能となり、クロム炭化物の析出量は大きく低減さ
れ、粒界腐食は著しく低減される。
イオンまたは電子を収束させることが可能なため、ビー
ムを絞り込むことができ、溶接ビード幅を狭く仕上げる
ことが可能である。同時に、溶接入熱量を低減すること
が可能となり、クロム炭化物の析出量は大きく低減さ
れ、粒界腐食は著しく低減される。
【００１０】本発明における好適な磁場の強さは、溶接
部表面で５０ガウス以上である。より好ましくは３００
ガウス以上である。３００ガウス以上でヒューム飛散防
止効果はより向上する。
部表面で５０ガウス以上である。より好ましくは３００
ガウス以上である。３００ガウス以上でヒューム飛散防
止効果はより向上する。
【００１１】磁場を印加する手段は、例えば永久磁石ま
たは電磁石が用いられる。永久磁石としては、通常アル
ニコ系の磁石が用いられるが、透磁率の高い材料の溶接
をする場合にはサマリウム・コバルト系の磁石が用いら
れる。
たは電磁石が用いられる。永久磁石としては、通常アル
ニコ系の磁石が用いられるが、透磁率の高い材料の溶接
をする場合にはサマリウム・コバルト系の磁石が用いら
れる。
【００１２】溶接部を溶融する手段は、例えば放電、電
子ビーム、レーザーを用いたものがあるが、放電を用い
たものとして、例えばタングステンイナートガス溶接、
アークガス溶接等が例示される。
子ビーム、レーザーを用いたものがあるが、放電を用い
たものとして、例えばタングステンイナートガス溶接、
アークガス溶接等が例示される。
【００１３】
【実施例】以下本発明実施例を挙げて詳細に説明する。
【００１４】（実施例１）第１の実施例を図ｌに示す。
【００１５】本実施例は、２本の３／８インチＳＵＳ３
１６Ｌ配管をタングステンイナートガス溶接する場合で
あり、図に示すように、溶接を行う２つの配管材料１０
１、１０１’を円筒上のアルニコ系の永久磁石１０２、
１０２’で囲み、溶接部表面に３００ガウスの垂直磁場
を形成した。図中、１０３はタングステン電極、１０４
は磁石と配管材料とを絶縁するための絶縁体であり、例
えばＰＦＡ等が用いられる。
１６Ｌ配管をタングステンイナートガス溶接する場合で
あり、図に示すように、溶接を行う２つの配管材料１０
１、１０１’を円筒上のアルニコ系の永久磁石１０２、
１０２’で囲み、溶接部表面に３００ガウスの垂直磁場
を形成した。図中、１０３はタングステン電極、１０４
は磁石と配管材料とを絶縁するための絶縁体であり、例
えばＰＦＡ等が用いられる。
【００１６】配管内にＡｒを流しながら上記２つの配管
を溶接した後、従来法で溶接した配管及び溶接部のない
配管と共に以下の評価実験を行った。
を溶接した後、従来法で溶接した配管及び溶接部のない
配管と共に以下の評価実験を行った。
【００１７】配管内部に１．４ｐｐｍの水分を含むＨＣ
ｌガスを２．５Ｋｇ／ｃｍ2で封入して１２時間放置
し、その後超高純度Ａｒガスを流し、配管内部から発生
した金属元素を配管出口でシリコンウエハ上に補収し、
金属原子量の測定をＴＲ−ＸＲＦ法（Total Reflectio
n X-ray Fluorescence Spectroscopy）により行っ
た。従来法で溶接した配管からは、Ｆｅ；２．４ｘ１０
14 ａｔｏｍ／ｃｍ2，Ｃｒ；６．５ｘ１０11 ａｔｏ
ｍ／ｃｍ2，Ｎｉ；２．３ｘ１０13 ａｔｏｍ／ｃｍ2，
Ｍｎ：１．５ｘ１０12 ａｔｏｍ／ｃｍ2が検出された
のに対し、本実施例及び溶接部のない配管は、いずれの
金属元素もＴＲ−ＸＲＦ法の検出限界（１ｘ１０10 ａ
ｔｏｍ／ｃｍ2）以下であった。
ｌガスを２．５Ｋｇ／ｃｍ2で封入して１２時間放置
し、その後超高純度Ａｒガスを流し、配管内部から発生
した金属元素を配管出口でシリコンウエハ上に補収し、
金属原子量の測定をＴＲ−ＸＲＦ法（Total Reflectio
n X-ray Fluorescence Spectroscopy）により行っ
た。従来法で溶接した配管からは、Ｆｅ；２．４ｘ１０
14 ａｔｏｍ／ｃｍ2，Ｃｒ；６．５ｘ１０11 ａｔｏ
ｍ／ｃｍ2，Ｎｉ；２．３ｘ１０13 ａｔｏｍ／ｃｍ2，
Ｍｎ：１．５ｘ１０12 ａｔｏｍ／ｃｍ2が検出された
のに対し、本実施例及び溶接部のない配管は、いずれの
金属元素もＴＲ−ＸＲＦ法の検出限界（１ｘ１０10 ａ
ｔｏｍ／ｃｍ2）以下であった。
【００１８】このことから、本実施例の装置で溶接した
配管は、ヒュームによる汚染はなく、高清浄装置に適用
できることが分かった。
配管は、ヒュームによる汚染はなく、高清浄装置に適用
できることが分かった。
【００１９】また、配管を切断し内表面を観察したとこ
ろ、従来法の溶接部は粒界腐食がみられたのに対し、本
実施例の溶接部に腐食は全く起こっておらず、しかも溶
接部は平坦であることが確認された。
ろ、従来法の溶接部は粒界腐食がみられたのに対し、本
実施例の溶接部に腐食は全く起こっておらず、しかも溶
接部は平坦であることが確認された。
【００２０】（実施例２）実施例１の永久磁石の代わり
に、図２に示す電磁石を用いた溶接装置を作製し、実施
例１と同様にして配管の溶接を行った。ここで、電磁石
は配管２０１の外周を絶縁チューブ２０４で包み、更に
その外周をコイル２０２で巻き付けたものである。溶接
部に垂直磁場が３００ガウスとなるようにコイルに電流
を流した。実施例１と同様の評価を行ったところ、ＨＣ
ｌによる金属の剥離等がなく、清浄な内表面を保ってい
ることが確認された。
に、図２に示す電磁石を用いた溶接装置を作製し、実施
例１と同様にして配管の溶接を行った。ここで、電磁石
は配管２０１の外周を絶縁チューブ２０４で包み、更に
その外周をコイル２０２で巻き付けたものである。溶接
部に垂直磁場が３００ガウスとなるようにコイルに電流
を流した。実施例１と同様の評価を行ったところ、ＨＣ
ｌによる金属の剥離等がなく、清浄な内表面を保ってい
ることが確認された。
【００２１】（実施例３）本発明の第３の実施例を図３
に示す。
に示す。
【００２２】本実施例は、配管用自動溶接機に適用した
例であり、タングステン電極３０３保持部にアルニコ系
永久磁石３０２を設け、溶接部に対し３００ガウスの垂
直磁場を形成した。
例であり、タングステン電極３０３保持部にアルニコ系
永久磁石３０２を設け、溶接部に対し３００ガウスの垂
直磁場を形成した。
【００２３】この溶接装置を用い、配管を溶接した後、
ヒュームによる配管内表面の状態を調べるため、実施例
１と同様の評価を行った。実施例１と同様、ＨＣｌによ
る金属の剥離等がなく、清浄な内表面を保っていること
が確認された。
ヒュームによる配管内表面の状態を調べるため、実施例
１と同様の評価を行った。実施例１と同様、ＨＣｌによ
る金属の剥離等がなく、清浄な内表面を保っていること
が確認された。
【００２４】また、図４に示すように、永久磁石の代わ
りにタングステン電極４０３の周辺に絶縁チューブ４０
４を介しコイルを配した溶接装置を用いた場合も同様な
結果が得られた。
りにタングステン電極４０３の周辺に絶縁チューブ４０
４を介しコイルを配した溶接装置を用いた場合も同様な
結果が得られた。
【００２５】（実施例４）本発明の第４の実施例を図５
に示す。
に示す。
【００２６】本実施例の溶接装置は、配管用自動溶接機
のタングステン電極５０３の周囲にアルニコ系永久磁石
５０２を設けたものである。この例では、溶接部の磁場
の強さは３００ガウスであった。
のタングステン電極５０３の周囲にアルニコ系永久磁石
５０２を設けたものである。この例では、溶接部の磁場
の強さは３００ガウスであった。
【００２７】この溶接装置を用い、配管を溶接した後、
ヒュームによる配管内表面の状態を調べるため、実施例
１と同様の評価を行った。ＨＣｌによる金属の剥離等が
なく、清浄な内表面を保っていることが確認された。
ヒュームによる配管内表面の状態を調べるため、実施例
１と同様の評価を行った。ＨＣｌによる金属の剥離等が
なく、清浄な内表面を保っていることが確認された。
【００２８】尚、図６に示すように永久磁石を電磁石に
変えた場合も同様な結果が得られた。
変えた場合も同様な結果が得られた。
【００２９】（実施例５）本発明の第５の実施例を図７
に示す。
に示す。
【００３０】本実施例の溶接装置では、溶接を行う２本
の配管７０１、７０１’を永久磁石７０２、７０２’で
囲み、さらにタングステン電極７０３の保持部にも永久
磁石７０５、７０５’を設け、溶接部に垂直な磁場を発
生させた。
の配管７０１、７０１’を永久磁石７０２、７０２’で
囲み、さらにタングステン電極７０３の保持部にも永久
磁石７０５、７０５’を設け、溶接部に垂直な磁場を発
生させた。
【００３１】この溶接装置を用い、配管を溶接した後、
ヒュームによる配管内表面の状態を調べるため、実施例
１と同様の評価を行った。ＨＣｌガスによる金属の剥離
等がなく、清浄な内表面を保っていることが確認され
た。更に、本実施例では実施例１の場合に比べ、一層狭
い溶接ビード幅が得られしかも溶接部の平坦性も一層向
上した。
ヒュームによる配管内表面の状態を調べるため、実施例
１と同様の評価を行った。ＨＣｌガスによる金属の剥離
等がなく、清浄な内表面を保っていることが確認され
た。更に、本実施例では実施例１の場合に比べ、一層狭
い溶接ビード幅が得られしかも溶接部の平坦性も一層向
上した。
【００３２】また、永久磁石を電磁石に代えた図８、
９、１０の溶接装置も同様な効果が確認された。
９、１０の溶接装置も同様な効果が確認された。
【００３３】（実施例６）本発明の第６の実施例を図１
１に示す。
１に示す。
【００３４】本実施例では溶接を行う２つの配管材料１
１０１、１１０１’を永久磁石１１０２、１１０２’
で、またタングステン電極１１０３の周囲に永久磁石１
１０５を設け、溶接部に垂直な磁場を発生させた。
１０１、１１０１’を永久磁石１１０２、１１０２’
で、またタングステン電極１１０３の周囲に永久磁石１
１０５を設け、溶接部に垂直な磁場を発生させた。
【００３５】実施例１と同様の評価を行ったところ、Ｈ
Ｃｌによる金属の剥離等がなく、清浄な内表面を保って
いることが確認された。更に、本実施例では実施例５と
同様狭い溶接ビード幅が得られた。
Ｃｌによる金属の剥離等がなく、清浄な内表面を保って
いることが確認された。更に、本実施例では実施例５と
同様狭い溶接ビード幅が得られた。
【００３６】また、永久磁石を電磁石に代えた図１２、
１３、１４の溶接装置も同様な効果が確認された。
１３、１４の溶接装置も同様な効果が確認された。
【００３７】（実施例７）溶接部の近傍に障害物がある
場合の実施例を図１５に示す。図は、バルブと配管を溶
接するための溶接装置の構成を示したものであり、タン
グステン電極ｌ５０２の周囲に、絶縁チューブ１５０４
を介してコイル１５０３を長手方向にスライドできるよ
うにして設け、更に図に示すように障害物の形状に合わ
せて伸縮可能な外部シールド１５０５を設けたものであ
る。また、図中１５０９、１５１０は、それぞれＡｒガ
スの導入口及び排気口である。外部シールド内をガスパ
ージしながら溶接することにより、表面焼けが全くない
溶接を行うことができた。
場合の実施例を図１５に示す。図は、バルブと配管を溶
接するための溶接装置の構成を示したものであり、タン
グステン電極ｌ５０２の周囲に、絶縁チューブ１５０４
を介してコイル１５０３を長手方向にスライドできるよ
うにして設け、更に図に示すように障害物の形状に合わ
せて伸縮可能な外部シールド１５０５を設けたものであ
る。また、図中１５０９、１５１０は、それぞれＡｒガ
スの導入口及び排気口である。外部シールド内をガスパ
ージしながら溶接することにより、表面焼けが全くない
溶接を行うことができた。
【００３８】尚、電磁石を永久磁石に代えた場合も同様
な効果が得られることを確認した。 （実施例８）本実施例では、溶接手段として、炭酸ガス
レーザーを用いた以外は実施例１と同様にして配管の溶
接を行った。
な効果が得られることを確認した。 （実施例８）本実施例では、溶接手段として、炭酸ガス
レーザーを用いた以外は実施例１と同様にして配管の溶
接を行った。
【００３９】配管を溶接した後、ヒュームによる配管内
表面の状態を調べるため、実施例１と同様の評価を行っ
た。実施例１と同様、ＨＣｌによる金属の剥離等がな
く、清浄な内表面を保っていることが確認された。
表面の状態を調べるため、実施例１と同様の評価を行っ
た。実施例１と同様、ＨＣｌによる金属の剥離等がな
く、清浄な内表面を保っていることが確認された。
【００４０】（実施例９）本実施例では、溶接手段とし
て電子ビームを用い、溶接部に３００ガウスの磁場を印
加して配管の溶接を行い、ヒュームによる配管内表面の
状態を調べるため、実施例１と同様の評価を行った。実
施例１と同様、ＨＣｌによる金属の剥離等がなく、清浄
な内表面を保っていることが確認された。
て電子ビームを用い、溶接部に３００ガウスの磁場を印
加して配管の溶接を行い、ヒュームによる配管内表面の
状態を調べるため、実施例１と同様の評価を行った。実
施例１と同様、ＨＣｌによる金属の剥離等がなく、清浄
な内表面を保っていることが確認された。
【００４１】（実施例１０）実施例２の溶接装置を用
い、溶接部の磁場の強さを変えて溶接を行い、実施例１
と同様の評価方法で磁場の強さとヒュームによる配管の
汚染との関係を調べた。結果を表１に示す。
い、溶接部の磁場の強さを変えて溶接を行い、実施例１
と同様の評価方法で磁場の強さとヒュームによる配管の
汚染との関係を調べた。結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】 表から明らかなように、請求項２を満足する磁場を印加
することにより、ヒュームの飛散防止効果は一層向上す
ることが分かる。
することにより、ヒュームの飛散防止効果は一層向上す
ることが分かる。
【００４３】以上の実施例では、配管材料を用いた場合
について説明したが、本発明は配管に限らずどのような
形状の材料にも適用することができることは言うまでも
ない。
について説明したが、本発明は配管に限らずどのような
形状の材料にも適用することができることは言うまでも
ない。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、溶
融部から発生した金属フュームによる溶接部表面近傍の
付着金属の汚染が低減でき、焼けの防止、溶接部表面の
平坦性向上並びに溶接ビード幅の縮小化、入熱量の低減
によるクロム炭化物の析出量の低減することを可能にし
た溶接装置を提供することが可能となる。
融部から発生した金属フュームによる溶接部表面近傍の
付着金属の汚染が低減でき、焼けの防止、溶接部表面の
平坦性向上並びに溶接ビード幅の縮小化、入熱量の低減
によるクロム炭化物の析出量の低減することを可能にし
た溶接装置を提供することが可能となる。
【００４５】即ち、電磁石または永久磁石等を用いて溶
融部表面に対し垂直な成分を有する磁場を設け、溶接時
に溶融部から発生する金属原子を溶融部に付着させ溶接
施工下流部に流れ込まないようにし汚染を防止すること
が可能となる。
融部表面に対し垂直な成分を有する磁場を設け、溶接時
に溶融部から発生する金属原子を溶融部に付着させ溶接
施工下流部に流れ込まないようにし汚染を防止すること
が可能となる。
【００４６】また、比較的電気伝導の低い溶融表面の平
坦性を著しく向上することが可能となる。
坦性を著しく向上することが可能となる。
【００４７】更に、溶融手段にて発生するイオンまたは
電子を収束させビームを絞り込むことで、溶接ビード幅
を狭く仕上げることが可能であると同時に、溶接入熱量
を低減することが可能なためクロム炭化物の析出量が低
減され粒界腐食が著しく低減することが可能となる。
電子を収束させビームを絞り込むことで、溶接ビード幅
を狭く仕上げることが可能であると同時に、溶接入熱量
を低減することが可能なためクロム炭化物の析出量が低
減され粒界腐食が著しく低減することが可能となる。
【００４８】請求項５の発明によれば、移動可能な磁場
印可手段となる永久磁石や電磁石等の位置を自由自在に
設置することにより溶接時に障害となる例えばバルブ等
が配置された溶接部表面に対しても確実に装着すること
ができ、Ａｒガス等により溶接部表面をガスパージする
ことにより容易に大気の混入を防止し、溶接部表面に焼
けを防止することが可能となる。
印可手段となる永久磁石や電磁石等の位置を自由自在に
設置することにより溶接時に障害となる例えばバルブ等
が配置された溶接部表面に対しても確実に装着すること
ができ、Ａｒガス等により溶接部表面をガスパージする
ことにより容易に大気の混入を防止し、溶接部表面に焼
けを防止することが可能となる。
【図１】 実施例１の溶接装置を示す概略図。
【図２】 実施例２の溶接装置を示す概略図。
【図３】 実施例３の溶接装置を示す概略図。
【図４】 溶接装置の他の例を示す概略図。
【図５】 実施例４の溶接装置を示す概略図。
【図６】 溶接装置の他の例を示す概略図。
【図７】 実施例５の溶接装置を示す概略図。
【図８】 溶接装置の他の例を示す概略図。
【図９】 溶接装置の他の例を示す概略図。
【図１０】 溶接装置の他の例を示す概略図。
【図１１】 実施例６の溶接装置を示す概略図。
【図１２】 溶接装置の他の例を示す概略図。
【図１３】 溶接装置の他の例を示す概略図。
【図１４】 溶接装置の他の例を示す概略図。
【図１５】 実施例７の溶接装置を示す概略図。
【図１６】 従来の溶接装置を示す概略図。
１０１，１０１’，２０１，２０１’，３０１，３０
１’４０１，４０１’，５０１，５０１’６０１，６０
１’，７０１，７０１’，８０１，８０１’９０１，９
０１’１００１，１００１’，１１０１，１１０１’１
２０１，１２０１’，１３０１，１３０１’，１４０
１，１４０１’，１５０１，１６０１ 溶接管、 １０２，１０２’，３０２，３０２’，５０２，７０
２，７０２’，７０５，７０５’，８０２，８０２’，
９０５，１１０２，１１０２’，１１０５，１２０２，
１２０２’，１３０５ 永久磁石、 １０３，２０３，３０３，４０３，５０３，６０３，７
０３，８０３，１００３，１１０３，１２０３，１３０
３，１４０３，１５０３，１６０３ 電極、 １０４，４０４，８０４，９０４，１００４，１３０
４，１４０４，１５０４絶縁体、 ２０２，２０２’，４０２，４０２’，６０２，８０
５，８０５’，９０２，９０２’，１００２，１００
２’，１００５，１００５’，１２０５，１３０２，１
３０２’１４０２，１４０２’，１４０５，１５０２
コイル、 １５０６ 外部シールド（枠）、 １５０７ ウエルダーヘッド、 １５０８ バルブ等の障害物、 １６０６ 焼け、 １６０７ 溶接部、 １６０８ ヒューム、 １６０９ 金属付着物。
１’４０１，４０１’，５０１，５０１’６０１，６０
１’，７０１，７０１’，８０１，８０１’９０１，９
０１’１００１，１００１’，１１０１，１１０１’１
２０１，１２０１’，１３０１，１３０１’，１４０
１，１４０１’，１５０１，１６０１ 溶接管、 １０２，１０２’，３０２，３０２’，５０２，７０
２，７０２’，７０５，７０５’，８０２，８０２’，
９０５，１１０２，１１０２’，１１０５，１２０２，
１２０２’，１３０５ 永久磁石、 １０３，２０３，３０３，４０３，５０３，６０３，７
０３，８０３，１００３，１１０３，１２０３，１３０
３，１４０３，１５０３，１６０３ 電極、 １０４，４０４，８０４，９０４，１００４，１３０
４，１４０４，１５０４絶縁体、 ２０２，２０２’，４０２，４０２’，６０２，８０
５，８０５’，９０２，９０２’，１００２，１００
２’，１００５，１００５’，１２０５，１３０２，１
３０２’１４０２，１４０２’，１４０５，１５０２
コイル、 １５０６ 外部シールド（枠）、 １５０７ ウエルダーヘッド、 １５０８ バルブ等の障害物、 １６０６ 焼け、 １６０７ 溶接部、 １６０８ ヒューム、 １６０９ 金属付着物。
【手続補正書】
【提出日】平成４年５月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１６】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年５月２０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 溶接装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は装置は、溶接装置に係
り、特に、金属原子等のヒュームによる汚染を防止し、
しかも少ない溶接入熱量で種々の形状の溶接体に対して
も溶接可能な溶接装置に関する。本発明の溶接装置は、
超高清浄半導体装置の製造に特に好適に適用される。
り、特に、金属原子等のヒュームによる汚染を防止し、
しかも少ない溶接入熱量で種々の形状の溶接体に対して
も溶接可能な溶接装置に関する。本発明の溶接装置は、
超高清浄半導体装置の製造に特に好適に適用される。
【０００２】
【従来の技術】金属部材の接合としてタングステンーイ
ナートガス溶接、アークガス溶接、電子ビーム溶接等が
広く用いられている。これら従来の溶接技術において
は、溶接部の表面粗度、溶融部から発生する金属ヒュ−
ムの付着について殆ど考慮が払われていない。そのた
め、溶接部において、やけの発生、表面割れ、クロム炭
化物の析出等が起こり、金属粉を中心とする不純物の発
生や機械強度の長期的な信頼性の低下という問題が生じ
る。
ナートガス溶接、アークガス溶接、電子ビーム溶接等が
広く用いられている。これら従来の溶接技術において
は、溶接部の表面粗度、溶融部から発生する金属ヒュ−
ムの付着について殆ど考慮が払われていない。そのた
め、溶接部において、やけの発生、表面割れ、クロム炭
化物の析出等が起こり、金属粉を中心とする不純物の発
生や機械強度の長期的な信頼性の低下という問題が生じ
る。
【０００３】従来の溶接技術では、溶接箇所である金属
溶融部から金属原子ならびにその塊となった金属ヒュー
ムの蒸発飛散がおこり、溶接部近傍で冷却されて再び付
着する。この付着金属は、腐食性ガスを流すと剥離する
ことが分かり、その結果プロセス雰囲気の汚染・劣化を
招くこと、特に高清浄度雰囲気が要求される半導体製造
装置においては大きな問題となることが分かった。
溶融部から金属原子ならびにその塊となった金属ヒュー
ムの蒸発飛散がおこり、溶接部近傍で冷却されて再び付
着する。この付着金属は、腐食性ガスを流すと剥離する
ことが分かり、その結果プロセス雰囲気の汚染・劣化を
招くこと、特に高清浄度雰囲気が要求される半導体製造
装置においては大きな問題となることが分かった。
【０００４】更に、従来の溶接技術では溶接入熱量が高
いために、溶接ビードは広く、その表面は粗くなる。ま
た、クロム炭化物の析出が著しく、粒界腐食等の問題が
生ずる。
いために、溶接ビードは広く、その表面は粗くなる。ま
た、クロム炭化物の析出が著しく、粒界腐食等の問題が
生ずる。
【０００５】以上の金属ヒュームの付着、溶接部の表面
荒れ、表面クロム炭化物の析出について図を用いて更に
詳しく述ベる。従来法における配管材料のタングステン
イナートガス溶接の構成を図１６に示す。図において、
１６０３はタングステン電極であり、１６０１は溶接を
行う配管材料である。１６０６は溶接部を示し、１６０
８はこの溶融部で発生する金属ヒュームである。この金
属ヒューム１６０８はアークガスやバックシールガスの
流れにより溶接部１６０７の下流側の配管材料１６０１
の表面に付着し、付着金属１６０９となる。また従来の
溶接法では、溶接雰囲気は特に制御されていないため、
大気が混入し溶接部表面に焼け１６０６が発生する。付
着金属１６０９は、不活性ガスに対しては剥離という問
題は生じないが腐食性ガス、例えば塩化水素ガス等を流
すと剥離し、ガス雰囲気を汚染してしまう。剥離する金
属としては、金属材料に主として含まれるＦｅ，Ｎｉ，
Ｃｒ，Ｍｎ等であり、これらがガス雰囲気中に検出され
ている。これらの不純物はＬＳＩの特性を著しく劣化さ
せるため、半導体製造において重大な問題となってい
る。
荒れ、表面クロム炭化物の析出について図を用いて更に
詳しく述ベる。従来法における配管材料のタングステン
イナートガス溶接の構成を図１６に示す。図において、
１６０３はタングステン電極であり、１６０１は溶接を
行う配管材料である。１６０６は溶接部を示し、１６０
８はこの溶融部で発生する金属ヒュームである。この金
属ヒューム１６０８はアークガスやバックシールガスの
流れにより溶接部１６０７の下流側の配管材料１６０１
の表面に付着し、付着金属１６０９となる。また従来の
溶接法では、溶接雰囲気は特に制御されていないため、
大気が混入し溶接部表面に焼け１６０６が発生する。付
着金属１６０９は、不活性ガスに対しては剥離という問
題は生じないが腐食性ガス、例えば塩化水素ガス等を流
すと剥離し、ガス雰囲気を汚染してしまう。剥離する金
属としては、金属材料に主として含まれるＦｅ，Ｎｉ，
Ｃｒ，Ｍｎ等であり、これらがガス雰囲気中に検出され
ている。これらの不純物はＬＳＩの特性を著しく劣化さ
せるため、半導体製造において重大な問題となってい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上の点に鑑み、本発
明は、溶接部表面近傍への金属付着の防止、溶接部表面
の平坦性向上、入熱量の低減によるクロム炭化物の析出
量の低減することを可能にする溶接装置を提供すること
を目的とする。
明は、溶接部表面近傍への金属付着の防止、溶接部表面
の平坦性向上、入熱量の低減によるクロム炭化物の析出
量の低減することを可能にする溶接装置を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、複数の
部材のそれぞれの所定の部分（溶接部）を溶融して、前
記複数の部材を接続する溶接装置において、前記溶接部
の表面に対し垂直な成分を有する磁場を印加する手段を
配したことを特徴とする溶接装置に存在する。
部材のそれぞれの所定の部分（溶接部）を溶融して、前
記複数の部材を接続する溶接装置において、前記溶接部
の表面に対し垂直な成分を有する磁場を印加する手段を
配したことを特徴とする溶接装置に存在する。
【０００８】
【作用】電磁石または永久磁石等を用いて溶融部に表面
に対し垂直な成分を有する磁場を形成することにより、
溶接時に発生する金属ヒュームを溶融部にとどめ、溶接
施工部の下流側への流れを防止し、被溶接部材上に金属
ヒュームが析出するのを防止する。また、金属溶融物は
電気伝導が大きいため、上記磁場により溶接部の平坦性
は向上する。
に対し垂直な成分を有する磁場を形成することにより、
溶接時に発生する金属ヒュームを溶融部にとどめ、溶接
施工部の下流側への流れを防止し、被溶接部材上に金属
ヒュームが析出するのを防止する。また、金属溶融物は
電気伝導が大きいため、上記磁場により溶接部の平坦性
は向上する。
【０００９】また、前記磁場は、溶融手段にて発生した
イオンまたは電子を収束させることが可能なため、ビー
ムを絞り込むことができ、溶接ビード幅を狭く仕上げる
ことが可能である。同時に、溶接入熱量を低減すること
が可能となり、クロム炭化物の析出量は大きく低減さ
れ、粒界腐食は著しく低減される。
イオンまたは電子を収束させることが可能なため、ビー
ムを絞り込むことができ、溶接ビード幅を狭く仕上げる
ことが可能である。同時に、溶接入熱量を低減すること
が可能となり、クロム炭化物の析出量は大きく低減さ
れ、粒界腐食は著しく低減される。
【００１０】本発明における好適な磁場の強さは、溶接
部表面で５０ガウス以上である。より好ましくは３００
ガウス以上である。３００ガウス以上でヒューム飛散防
止効果はより向上する。
部表面で５０ガウス以上である。より好ましくは３００
ガウス以上である。３００ガウス以上でヒューム飛散防
止効果はより向上する。
【００１１】磁場を印加する手段は、例えば永久磁石ま
たは電磁石が用いられる。永久磁石としては、通常アル
ニコ系の磁石が用いられるが、透磁率の高い材料の溶接
をする場合にはサマリウム・コバルト系の磁石が用いら
れる。
たは電磁石が用いられる。永久磁石としては、通常アル
ニコ系の磁石が用いられるが、透磁率の高い材料の溶接
をする場合にはサマリウム・コバルト系の磁石が用いら
れる。
【００１２】溶接部を溶融する手段は、例えば放電、電
子ビーム、レーザーを用いたものがあるが、放電を用い
たものとして、例えばタングステンイナートガス溶接、
アークガス溶接等が例示される。
子ビーム、レーザーを用いたものがあるが、放電を用い
たものとして、例えばタングステンイナートガス溶接、
アークガス溶接等が例示される。
【００１３】
【実施例】以下本発明実施例を挙げて詳細に説明する。
【００１４】（実施例１）第１の実施例を図ｌに示す。
【００１５】本実施例は、２本の３／８インチＳＵＳ３
１６Ｌ配管をタングステンイナートガス溶接する場合で
あり、図に示すように、溶接を行う２つの配管材料１０
１、１０１’を円筒上のアルニコ系の永久磁石１０２、
１０２’で囲み、溶接部表面に３００ガウスの垂直磁場
を形成した。図中、１０３はタングステン電極、１０４
は磁石と配管材料とを絶縁するための絶縁体であり、例
えばＰＦＡ等が用いられる。
１６Ｌ配管をタングステンイナートガス溶接する場合で
あり、図に示すように、溶接を行う２つの配管材料１０
１、１０１’を円筒上のアルニコ系の永久磁石１０２、
１０２’で囲み、溶接部表面に３００ガウスの垂直磁場
を形成した。図中、１０３はタングステン電極、１０４
は磁石と配管材料とを絶縁するための絶縁体であり、例
えばＰＦＡ等が用いられる。
【００１６】配管内にＡｒを流しながら上記２つの配管
を溶接した後、従来法で溶接した配管及び溶接部のない
配管と共に以下の評価実験を行った。
を溶接した後、従来法で溶接した配管及び溶接部のない
配管と共に以下の評価実験を行った。
【００１７】配管内部に１．４ｐｐｍの水分を含むＨＣ
ｌガスを２．５Ｋｇ／ｃｍ2で封入して１２時間放置
し、その後超高純度Ａｒガスを流し、配管内部から発生
した金属元素を配管出口でシリコンウエハ上に補収し、
金属原子量の測定をＴＲ−ＸＲＦ法（Total Reflectio
n X-ray Fluorescence Spectroscopy）により行っ
た。従来法で溶接した配管からは、Ｆｅ；２．４ｘ１０
14 ａｔｏｍ／ｃｍ2，Ｃｒ；６．５ｘ１０11 ａｔｏ
ｍ／ｃｍ2，Ｎｉ；２．３ｘ１０13 ａｔｏｍ／ｃｍ2，
Ｍｎ：１．５ｘ１０12 ａｔｏｍ／ｃｍ2が検出された
のに対し、本実施例及び溶接部のない配管は、いずれの
金属元素もＴＲ−ＸＲＦ法の検出限界（１ｘ１０10 ａ
ｔｏｍ／ｃｍ2）以下であった。
ｌガスを２．５Ｋｇ／ｃｍ2で封入して１２時間放置
し、その後超高純度Ａｒガスを流し、配管内部から発生
した金属元素を配管出口でシリコンウエハ上に補収し、
金属原子量の測定をＴＲ−ＸＲＦ法（Total Reflectio
n X-ray Fluorescence Spectroscopy）により行っ
た。従来法で溶接した配管からは、Ｆｅ；２．４ｘ１０
14 ａｔｏｍ／ｃｍ2，Ｃｒ；６．５ｘ１０11 ａｔｏ
ｍ／ｃｍ2，Ｎｉ；２．３ｘ１０13 ａｔｏｍ／ｃｍ2，
Ｍｎ：１．５ｘ１０12 ａｔｏｍ／ｃｍ2が検出された
のに対し、本実施例及び溶接部のない配管は、いずれの
金属元素もＴＲ−ＸＲＦ法の検出限界（１ｘ１０10 ａ
ｔｏｍ／ｃｍ2）以下であった。
【００１８】このことから、本実施例の装置で溶接した
配管は、ヒュームによる汚染はなく、高清浄装置に適用
できることが分かった。
配管は、ヒュームによる汚染はなく、高清浄装置に適用
できることが分かった。
【００１９】また、配管を切断し内表面を観察したとこ
ろ、従来法の溶接部は粒界腐食がみられたのに対し、本
実施例の溶接部に腐食は全く起こっておらず、しかも溶
接部は平坦であることが確認された。
ろ、従来法の溶接部は粒界腐食がみられたのに対し、本
実施例の溶接部に腐食は全く起こっておらず、しかも溶
接部は平坦であることが確認された。
【００２０】（実施例２）実施例１の永久磁石の代わり
に、図２に示す電磁石を用いた溶接装置を作製し、実施
例１と同様にして配管の溶接を行った。ここで、電磁石
は配管２０１の外周を絶縁チューブ２０４で包み、更に
その外周をコイル２０２で巻き付けたものである。溶接
部に垂直磁場が３００ガウスとなるようにコイルに電流
を流した。実施例１と同様の評価を行ったところ、ＨＣ
ｌによる金属の剥離等がなく、清浄な内表面を保ってい
ることが確認された。
に、図２に示す電磁石を用いた溶接装置を作製し、実施
例１と同様にして配管の溶接を行った。ここで、電磁石
は配管２０１の外周を絶縁チューブ２０４で包み、更に
その外周をコイル２０２で巻き付けたものである。溶接
部に垂直磁場が３００ガウスとなるようにコイルに電流
を流した。実施例１と同様の評価を行ったところ、ＨＣ
ｌによる金属の剥離等がなく、清浄な内表面を保ってい
ることが確認された。
【００２１】（実施例３）本発明の第３の実施例を図３
に示す。
に示す。
【００２２】本実施例は、配管用自動溶接機に適用した
例であり、タングステン電極３０３保持部にアルニコ系
永久磁石３０２を設け、溶接部に対し３００ガウスの垂
直磁場を形成した。
例であり、タングステン電極３０３保持部にアルニコ系
永久磁石３０２を設け、溶接部に対し３００ガウスの垂
直磁場を形成した。
【００２３】この溶接装置を用い、配管を溶接した後、
ヒュームによる配管内表面の状態を調べるため、実施例
１と同様の評価を行った。実施例１と同様、ＨＣｌによ
る金属の剥離等がなく、清浄な内表面を保っていること
が確認された。
ヒュームによる配管内表面の状態を調べるため、実施例
１と同様の評価を行った。実施例１と同様、ＨＣｌによ
る金属の剥離等がなく、清浄な内表面を保っていること
が確認された。
【００２４】また、図４に示すように、永久磁石の代わ
りにタングステン電極４０３の周辺に絶縁チューブ４０
４を介しコイルを配した溶接装置を用いた場合も同様な
結果が得られた。
りにタングステン電極４０３の周辺に絶縁チューブ４０
４を介しコイルを配した溶接装置を用いた場合も同様な
結果が得られた。
【００２５】（実施例４）本発明の第４の実施例を図５
に示す。
に示す。
【００２６】本実施例の溶接装置は、配管用自動溶接機
のタングステン電極５０３の周囲にアルニコ系永久磁石
５０２を設けたものである。この例では、溶接部の磁場
の強さは３００ガウスであった。
のタングステン電極５０３の周囲にアルニコ系永久磁石
５０２を設けたものである。この例では、溶接部の磁場
の強さは３００ガウスであった。
【００２７】この溶接装置を用い、配管を溶接した後、
ヒュームによる配管内表面の状態を調べるため、実施例
１と同様の評価を行った。ＨＣｌによる金属の剥離等が
なく、清浄な内表面を保っていることが確認された。
ヒュームによる配管内表面の状態を調べるため、実施例
１と同様の評価を行った。ＨＣｌによる金属の剥離等が
なく、清浄な内表面を保っていることが確認された。
【００２８】尚、図６に示すように永久磁石を電磁石に
変えた場合も同様な結果が得られた。
変えた場合も同様な結果が得られた。
【００２９】（実施例５）本発明の第５の実施例を図７
に示す。
に示す。
【００３０】本実施例の溶接装置では、溶接を行う２本
の配管７０１、７０１’を永久磁石７０２、７０２’で
囲み、さらにタングステン電極７０３の保持部にも永久
磁石７０５、７０５’を設け、溶接部に垂直な磁場を発
生させた。
の配管７０１、７０１’を永久磁石７０２、７０２’で
囲み、さらにタングステン電極７０３の保持部にも永久
磁石７０５、７０５’を設け、溶接部に垂直な磁場を発
生させた。
【００３１】この溶接装置を用い、配管を溶接した後、
ヒュームによる配管内表面の状態を調べるため、実施例
１と同様の評価を行った。ＨＣｌガスによる金属の剥離
等がなく、清浄な内表面を保っていることが確認され
た。更に、本実施例では実施例１の場合に比べ、一層狭
い溶接ビード幅が得られしかも溶接部の平坦性も一層向
上した。
ヒュームによる配管内表面の状態を調べるため、実施例
１と同様の評価を行った。ＨＣｌガスによる金属の剥離
等がなく、清浄な内表面を保っていることが確認され
た。更に、本実施例では実施例１の場合に比べ、一層狭
い溶接ビード幅が得られしかも溶接部の平坦性も一層向
上した。
【００３２】また、永久磁石を電磁石に代えた図８、
９、１０の溶接装置も同様な効果が確認された。
９、１０の溶接装置も同様な効果が確認された。
【００３３】（実施例６）本発明の第６の実施例を図１
１に示す。
１に示す。
【００３４】本実施例では溶接を行う２つの配管材料１
１０１、１１０１’を永久磁石１１０２、１１０２’
で、またタングステン電極１１０３の周囲に永久磁石１
１０５を設け、溶接部に垂直な磁場を発生させた。
１０１、１１０１’を永久磁石１１０２、１１０２’
で、またタングステン電極１１０３の周囲に永久磁石１
１０５を設け、溶接部に垂直な磁場を発生させた。
【００３５】実施例１と同様の評価を行ったところ、Ｈ
Ｃｌによる金属の剥離等がなく、清浄な内表面を保って
いることが確認された。更に、本実施例では実施例５と
同様狭い溶接ビード幅が得られた。
Ｃｌによる金属の剥離等がなく、清浄な内表面を保って
いることが確認された。更に、本実施例では実施例５と
同様狭い溶接ビード幅が得られた。
【００３６】また、永久磁石を電磁石に代えた図１２、
１３、１４の溶接装置も同様な効果が確認された。
１３、１４の溶接装置も同様な効果が確認された。
【００３７】（実施例７）溶接部の近傍に障害物がある
場合の実施例を図１５に示す。図は、バルブと配管を溶
接するための溶接装置の構成を示したものであり、タン
グステン電極ｌ５０２の周囲に、絶縁チューブ１５０４
を介してコイル１５０３を長手方向にスライドできるよ
うにして設けたものである。
場合の実施例を図１５に示す。図は、バルブと配管を溶
接するための溶接装置の構成を示したものであり、タン
グステン電極ｌ５０２の周囲に、絶縁チューブ１５０４
を介してコイル１５０３を長手方向にスライドできるよ
うにして設けたものである。
【００３８】尚、電磁石を永久磁石に代えた場合も同様
な効果が得られることを確認した。 （実施例８）本実施例では、溶接手段として、炭酸ガス
レーザーを用いた以外は実施例１と同様にして配管の溶
接を行った。
な効果が得られることを確認した。 （実施例８）本実施例では、溶接手段として、炭酸ガス
レーザーを用いた以外は実施例１と同様にして配管の溶
接を行った。
【００３９】配管を溶接した後、ヒュームによる配管内
表面の状態を調べるため、実施例１と同様の評価を行っ
た。実施例１と同様、ＨＣｌによる金属の剥離等がな
く、清浄な内表面を保っていることが確認された。
表面の状態を調べるため、実施例１と同様の評価を行っ
た。実施例１と同様、ＨＣｌによる金属の剥離等がな
く、清浄な内表面を保っていることが確認された。
【００４０】（実施例９）本実施例では、溶接手段とし
て電子ビームを用い、溶接部に３００ガウスの磁場を印
加して配管の溶接を行い、ヒュームによる配管内表面の
状態を調べるため、実施例１と同様の評価を行った。実
施例１と同様、ＨＣｌによる金属の剥離等がなく、清浄
な内表面を保っていることが確認された。
て電子ビームを用い、溶接部に３００ガウスの磁場を印
加して配管の溶接を行い、ヒュームによる配管内表面の
状態を調べるため、実施例１と同様の評価を行った。実
施例１と同様、ＨＣｌによる金属の剥離等がなく、清浄
な内表面を保っていることが確認された。
【００４１】（実施例１０）実施例２の溶接装置を用
い、溶接部の磁場の強さを変えて溶接を行い、実施例１
と同様の評価方法で磁場の強さとヒュームによる配管の
汚染との関係を調べた。結果を表１に示す。
い、溶接部の磁場の強さを変えて溶接を行い、実施例１
と同様の評価方法で磁場の強さとヒュームによる配管の
汚染との関係を調べた。結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】 表から明らかなように、請求項２を満足する磁場を印加
することにより、ヒュームの飛散防止効果は一層向上す
ることが分かる。
することにより、ヒュームの飛散防止効果は一層向上す
ることが分かる。
【００４３】以上の実施例では、配管材料を用いた場合
について説明したが、本発明は配管に限らずどのような
形状の材料にも適用することができることは言うまでも
ない。
について説明したが、本発明は配管に限らずどのような
形状の材料にも適用することができることは言うまでも
ない。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、溶
融部から発生した金属フュームによる溶接部表面近傍の
付着金属の汚染が低減でき、溶接部表面の平坦性向上並
びに溶接ビード幅の縮小化、入熱量の低減によるクロム
炭化物の析出量の低減することを可能にした溶接装置を
提供することが可能となる。
融部から発生した金属フュームによる溶接部表面近傍の
付着金属の汚染が低減でき、溶接部表面の平坦性向上並
びに溶接ビード幅の縮小化、入熱量の低減によるクロム
炭化物の析出量の低減することを可能にした溶接装置を
提供することが可能となる。
【００４５】即ち、電磁石または永久磁石等を用いて溶
融部表面に対し垂直な成分を有する磁場を設け、溶接時
に溶融部から発生する金属原子を溶融部に付着させ溶接
施工下流部に流れ込まないようにし汚染を防止すること
が可能となる。
融部表面に対し垂直な成分を有する磁場を設け、溶接時
に溶融部から発生する金属原子を溶融部に付着させ溶接
施工下流部に流れ込まないようにし汚染を防止すること
が可能となる。
【００４６】また、比較的電気伝導の低い溶融表面の平
坦性を著しく向上することが可能となる。
坦性を著しく向上することが可能となる。
【００４７】更に、溶融手段にて発生するイオンまたは
電子を収束させビームを絞り込むことで、溶接ビード幅
を狭く仕上げることが可能であると同時に、溶接入熱量
を低減することが可能なためクロム炭化物の析出量が低
減され粒界腐食が著しく低減することが可能となる。
電子を収束させビームを絞り込むことで、溶接ビード幅
を狭く仕上げることが可能であると同時に、溶接入熱量
を低減することが可能なためクロム炭化物の析出量が低
減され粒界腐食が著しく低減することが可能となる。
【００４８】請求項６の発明によれば、移動可能な磁場
印可手段となる永久磁石や電磁石等の位置を自由自在に
設置することにより溶接時に障害となる例えばバルブ等
が配置された溶接部表面に対しても確実に装着すること
ができる。
印可手段となる永久磁石や電磁石等の位置を自由自在に
設置することにより溶接時に障害となる例えばバルブ等
が配置された溶接部表面に対しても確実に装着すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の溶接装置を示す概略図。
【図２】実施例２の溶接装置を示す概略図。
【図３】実施例３の溶接装置を示す概略図。
【図４】溶接装置の他の例を示す概略図。
【図５】実施例４の溶接装置を示す概略図。
【図６】溶接装置の他の例を示す概略図。
【図７】実施例５の溶接装置を示す概略図。
【図８】溶接装置の他の例を示す概略図。
【図９】溶接装置の他の例を示す概略図。
【図１０】溶接装置の他の例を示す概略図。
【図１１】実施例６の溶接装置を示す概略図。
【図１２】溶接装置の他の例を示す概略図。
【図１３】溶接装置の他の例を示す概略図。
【図１４】溶接装置の他の例を示す概略図。
【図１５】実施例７の溶接装置を示す概略図。
【図１６】従来の溶接装置を示す概略図。
【符号の説明】 １０１，１０１’，２０１，２０１’，３０１，３０
１’４０１，４０１’，５０１，５０１’６０１，６０
１’，７０１，７０１’，８０１，８０１’９０１，９
０１’１００１，１００１’，１１０１，１１０１’１
２０１，１２０１’，１３０１，１３０１’，１４０
１，１４０１’，１５０１，１６０１ 溶接管、 １０２，１０２’，３０２，３０２’，５０２，７０
２，７０２’，７０５，７０５’，８０２，８０２’，
９０５，１１０２，１１０２’，１１０５，１２０２，
１２０２’，１３０５ 永久磁石、 １０３，２０３，３０３，４０３，５０３，６０３，７
０３，８０３，１００３，１１０３，１２０３，１３０
３，１４０３，１５０３，１６０３ 電極、 １０４，４０４，８０４，９０４，１００４，１３０
４，１４０４，１５０４絶縁体、 ２０２，２０２’，４０２，４０２’，６０２，８０
５，８０５’，９０２，９０２’，１００２，１００
２’，１００５，１００５’，１２０５，１３０２，１
３０２’１４０２，１４０２’，１４０５，１５０２
コイル、 １５０８ バルブ等の障害物、 １６０６ 焼け、 １６０７ 溶接部、 １６０８ ヒューム、 １６０９ 金属付着物。
１’４０１，４０１’，５０１，５０１’６０１，６０
１’，７０１，７０１’，８０１，８０１’９０１，９
０１’１００１，１００１’，１１０１，１１０１’１
２０１，１２０１’，１３０１，１３０１’，１４０
１，１４０１’，１５０１，１６０１ 溶接管、 １０２，１０２’，３０２，３０２’，５０２，７０
２，７０２’，７０５，７０５’，８０２，８０２’，
９０５，１１０２，１１０２’，１１０５，１２０２，
１２０２’，１３０５ 永久磁石、 １０３，２０３，３０３，４０３，５０３，６０３，７
０３，８０３，１００３，１１０３，１２０３，１３０
３，１４０３，１５０３，１６０３ 電極、 １０４，４０４，８０４，９０４，１００４，１３０
４，１４０４，１５０４絶縁体、 ２０２，２０２’，４０２，４０２’，６０２，８０
５，８０５’，９０２，９０２’，１００２，１００
２’，１００５，１００５’，１２０５，１３０２，１
３０２’１４０２，１４０２’，１４０５，１５０２
コイル、 １５０８ バルブ等の障害物、 １６０６ 焼け、 １６０７ 溶接部、 １６０８ ヒューム、 １６０９ 金属付着物。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１５】
Claims (8)
- 【請求項１】 複数の部材のそれぞれの所定の部分（溶
接部）を溶融することにより前記複数の部材を接続する
溶接装置において、前記溶接部の表面に対し垂直な成分
を有する磁場を印加する手段を配したことを特徴とする
溶接装置。 - 【請求項２】 前記溶接部における磁場の強さは、５０
ガウス以上であることを特徴とする請求項１記載の溶接
装置。 - 【請求項３】 前記溶接部を溶融する手段として、不活
性ガス中での放電を用いることを特徴とする前記特許請
求項ｌまたは２記載の溶接装置。 - 【請求項４】 前記溶接部を溶融する手段として、電子
ビームの照射を用いることを特徴とする前記特許請求項
ｌまたは２記載の溶接装置。 - 【請求項５】 前記溶接部を溶融する手段として、レー
ザー光の照射を用いることを特徴とする前記特許請求項
ｌまたは２記載の溶接装置。 - 【請求項６】 前記磁場を印可する手段は、移動可能と
し、該手段の位置を自由自在に移動することにより溶接
時に障害となるものが配置された場合でも、前記溶接部
表面に対しても確実に装着することができることを特徴
とする請求項１ないし５記載の溶接装置。 - 【請求項７】 前記溶接部を枠で囲み、該枠内を非酸化
性ガスでパージすることにより大気の混入を防止し、前
記溶接部表面の焼けを防止したことを特徴とする請求項
１乃至６のいずれか１項に記載の溶接装置。 - 【請求項８】 前記枠にガス排出口を設けたことを特徴
とする請求項７記載の溶接装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3331350A JP2716072B2 (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 溶接方法 |
| EP19920923992 EP0613748A4 (en) | 1991-11-20 | 1992-11-20 | WELDER. |
| PCT/JP1992/001521 WO1993009905A1 (en) | 1991-11-20 | 1992-11-20 | Welder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3331350A JP2716072B2 (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 溶接方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11837093A Division JP3214675B2 (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | ウェルドヘッド及び溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06106348A true JPH06106348A (ja) | 1994-04-19 |
| JP2716072B2 JP2716072B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=18242704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3331350A Expired - Lifetime JP2716072B2 (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 溶接方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0613748A4 (ja) |
| JP (1) | JP2716072B2 (ja) |
| WO (1) | WO1993009905A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6220500B1 (en) | 1997-08-08 | 2001-04-24 | Tadahiro Ohmi | Welding method for fluorine-passivated member for welding, fluorine-passivation method after being weld, and welded parts |
| US6462298B1 (en) | 1997-03-20 | 2002-10-08 | Fujikin Inc. | Long life welding electrode and its fixing structure, welding head and welding method |
| US6940034B2 (en) | 1997-03-20 | 2005-09-06 | Tadahiro Ohmi | Long life welding electrode and its fixing structure, welding head, and welding method |
| JP2014173729A (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Edgewater International Inc | 分割式シャフトにおける磁気によってアシストされた連結部 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5296947A (en) * | 1976-02-10 | 1977-08-15 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Welding method of preventing cracks on weld zone |
| JPS5731471A (en) * | 1980-07-30 | 1982-02-19 | Mitsubishi Electric Corp | Automatic welding |
| JPS61293673A (ja) * | 1985-06-24 | 1986-12-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 磁気撹拌溶接方法 |
| JPS62107885A (ja) * | 1985-11-06 | 1987-05-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 磁気撹拌溶接方法 |
| JPH0195876A (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-13 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | オーステナイト系合金等の溶接方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1600894A (en) * | 1977-03-23 | 1981-10-21 | Nat Res Inst Metals | Method and apparatus for removing burrs from products fabricated from metal stock |
| JPS6138780A (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 磁気撹拌溶接装置 |
| JPH0829425B2 (ja) * | 1988-05-06 | 1996-03-27 | トヨタ自動車株式会社 | レーザ溶接方法 |
-
1991
- 1991-11-20 JP JP3331350A patent/JP2716072B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-11-20 EP EP19920923992 patent/EP0613748A4/en not_active Withdrawn
- 1992-11-20 WO PCT/JP1992/001521 patent/WO1993009905A1/ja not_active Application Discontinuation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5296947A (en) * | 1976-02-10 | 1977-08-15 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Welding method of preventing cracks on weld zone |
| JPS5731471A (en) * | 1980-07-30 | 1982-02-19 | Mitsubishi Electric Corp | Automatic welding |
| JPS61293673A (ja) * | 1985-06-24 | 1986-12-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 磁気撹拌溶接方法 |
| JPS62107885A (ja) * | 1985-11-06 | 1987-05-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 磁気撹拌溶接方法 |
| JPH0195876A (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-13 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | オーステナイト系合金等の溶接方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6462298B1 (en) | 1997-03-20 | 2002-10-08 | Fujikin Inc. | Long life welding electrode and its fixing structure, welding head and welding method |
| US6940034B2 (en) | 1997-03-20 | 2005-09-06 | Tadahiro Ohmi | Long life welding electrode and its fixing structure, welding head, and welding method |
| US8420974B2 (en) | 1997-03-20 | 2013-04-16 | Tadahiro Ohmi | Long life welding electrode and its fixing structure, welding head, and welding method |
| US6220500B1 (en) | 1997-08-08 | 2001-04-24 | Tadahiro Ohmi | Welding method for fluorine-passivated member for welding, fluorine-passivation method after being weld, and welded parts |
| US6818320B2 (en) | 1997-08-08 | 2004-11-16 | Tadahiro Ohmi | Welding method for welded members subjected to fluoride passivation treatment, fluoride passivation retreatment method, and welded parts |
| US6962283B2 (en) | 1997-08-08 | 2005-11-08 | Tadahiro Ohmi | Welding method for fluorine-passivated member for welding, fluorine-passivated method after being weld, and welded parts priority data |
| JP2014173729A (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Edgewater International Inc | 分割式シャフトにおける磁気によってアシストされた連結部 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0613748A1 (en) | 1994-09-07 |
| JP2716072B2 (ja) | 1998-02-18 |
| EP0613748A4 (en) | 1994-10-26 |
| WO1993009905A1 (en) | 1993-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6495793B2 (en) | Laser repair method for nickel base superalloys with high gamma prime content | |
| KR100504296B1 (ko) | 금속 가공편 맞대기 용접 방법 | |
| EP0612580B1 (en) | Corrosion resistant welding of stainless steel | |
| TW201817530A (zh) | 異質金屬的銲接方法 | |
| US5368223A (en) | Pipe welding process using a metallic insert for improved corrosion resistance of the welded zone | |
| EP2703112B1 (en) | Method for producing laser welded steel pipe | |
| JP3298999B2 (ja) | 溶接部に酸化クロム不動態膜を形成する溶接方法及び溶接装置並びにプロセス装置 | |
| JPH06106348A (ja) | 溶接装置 | |
| JPH0724948B2 (ja) | ステンレス鋼ｔｉｇ溶接用ワイヤ | |
| US7208695B2 (en) | Welding shield gas and welding method | |
| US5545868A (en) | Superhigh purity fluid supply pipe system and method of installing the same | |
| JP3261768B2 (ja) | 溶接ステンレス材、プロセス装置、超純水製造供給装置、超高純度ガス供給配管系及び溶接方法 | |
| JPH0623553A (ja) | 溶接鋼管の製造方法 | |
| JPH0639543A (ja) | 溶接部に酸化不動態膜を形成する方法及びプロセス装置 | |
| JP3232033B2 (ja) | Ｆｅ−Ｎｉ系低熱膨張率合金の溶接方法 | |
| CN114654056A (zh) | 一种镍合金与镍基铸钢异种钢焊接方法 | |
| JP3819446B2 (ja) | 超高純度ガス・純水供給システム並びにプロセス装置 | |
| JP3362357B2 (ja) | 溶接継手並びに溶接方法 | |
| JPH07323374A (ja) | 突き合せ溶接用の被溶接材及びその切断方法並びに溶接方法及びワイヤ | |
| KR890002769B1 (ko) | 용접관동체와 그 제조방법 | |
| JPH06142932A (ja) | ウェルドヘッド及び溶接装置 | |
| JPH0641039B2 (ja) | プラズマアーク溶接法 | |
| JP2002103035A (ja) | Ｕｏ鋼管のシーム溶接方法 | |
| JP2020049526A (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼管溶接継手の製造方法及び溶接装置 | |
| JPH1112677A (ja) | 極低マンガン合金の製造方法 |