JPH06344158A - 電子ビーム溶接方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、時間を短縮でき且つ溶接装
置のコストを低減できる大型部品の電子ビーム溶接方法
及び装置を提供することにある。 【構成】 部品（３１）の外面の一部の周囲に流体気密
構造で取り付けられる包囲体（３８）により、部品（３
１）の両部分（２７、２９）の継手領域（４３）が包囲
される。包囲体（３８）は電子銃（３９）を支持する。
流体気密包囲体（３８）及び部品（３１）の外面により
形成されるチャンバ（４４）内には低圧が形成される。
部分（２７、２９）と電子銃（３９）とを相対変位さ
せ、電子銃（３９）から発射される電子ビームにより、
溶接中に継手領域（４３）を走査させる。本発明の方法
は、特に、加圧水型原子炉の蒸気発生器の製造の分野に
使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大型部品、特に、加圧
水型原子炉の蒸気発生器の２つの部分を電子ビーム溶接
する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】加圧水型原子炉は、大径で非常に大きな
高さをもつ一部が円筒状の外側ケースを備えた蒸気発生
器のような大型部品を有する。通常、この外側ケース
は、円筒状シェルを互いに突合わせ溶接することによ
り、或いは円筒状シェルを管板又は截頭円錐状シェルか
らなる環状組立体フランジに突合わせ溶接することによ
り作られている。外側ケースの貫通開口の領域には、蒸
気発生器の検査口を閉鎖する閉鎖部材の支持体或いは蒸
気発生器のノズルまたは供給パイプ等の部品も取り付け
られている。これらの取付け部品は、ケースの外面上に
開口する継手領域において蒸気発生器のケースに溶接さ
れる。取付け部品の組立ておよび固定溶接は、蒸気発生
器のケースの外側から行われる。電子ビーム溶接は、例
えばアーク溶接のような慣用的技術と比べかなり短縮さ
れた製造時間で、溶加材を用いることなく、非常に高い
冶金学的品質をもつ溶接継手を形成することができる。

【０００３】しかしながら、電子ビーム溶接する場合の
１つの困難性は、電子ビームを指向する部品の接合領域
の周囲に比較的高い真空を確立する必要性にある。あま
り大きくないサイズの部品の場合には、電子銃を包囲す
る流体気密包囲体の中で溶接を行うことができる（包囲
体内には、該包囲体が流体気密構造で密封され且つ真空
引きされる前に、部品が導入され且つこれらの組立て位
置に配置される）。蒸気発生器のような非常に大きなサ
イズの部品の場合には、非常に大きなサイズの流体気密
包囲体からなる装置のコスト及び作業コストは莫大なも
のとなる。これまで、蒸気発生器のような大型サイズの
部品を電子ビーム溶接する方法であって、蒸気発生器の
製造に要する時間を短縮すべく簡単且つ迅速な方法で実
施できる電子ビーム溶接方法は全く知られていない。特
に蒸気発生器の取替え作業の分野では、極めて高価な部
品である蒸気発生器の製造が正確に行えるようにプログ
ラムすることが好ましいので、迅速な製造方法を利用で
きることが要求される。蒸気発生器の取替え作業は、厳
格に制限された、通常は短時間内で行わなくてはならな
い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、部品の外面上に開口した実質的に環状の継手領域で
接合される加圧水型原子炉の蒸気発生器のような大型部
品の２つの部分を電子ビーム溶接する方法であって、部
品の製造時間を短縮でき且つ溶接の形成に必要な装置コ
ストを低減できる溶接方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、継手領域を包囲体により包囲する
工程を有し、該包囲体が、部品の外面の一部の周囲に流
体気密構造で取り付けられ、包囲体内には環状継手領域
の輪郭が配置され、包囲体が電子銃を支持しており、流
体気密包囲体及び部品の外面により形成されるチャンバ
内に低圧を発生させる工程と、溶接作業中に、電子銃に
より発生される電子ビームにより継手領域を走査させる
べく、部品の前記部分と電子銃との間に相対変位を生じ
させる工程とを更に有することを特徴とする電子ビーム
溶接方法が提供される。以下、加圧水型原子炉の蒸気発
生器の２つの部分を溶接する場合の本発明の方法及び該
方法を実施するのに必要な装置の幾つかの実施例を、添
付図面を参照して説明する。

【０００６】

【実施例】図１には、加圧水型原子炉の蒸気発生器の外
側ケースの部分を電子ビームにより溶接する装置２の内
部に、一部が配置された外側ケースの下部１が示されて
いる。蒸気発生器の下部１は円筒状シェル３により構成
されており、該シェル３は非常に厚い管板４に溶接する
ことにより該管板４に取り付けられる。シェル３を貫通
して検査口５、５′が管板４の上方に設けられており、
該検査口５、５′の領域において、全体として円筒状を
なす閉鎖支持体が溶接により固定される。電子ビーム溶
接装置２は、蒸気発生器のケースを構成するシェル３と
管板４との間に円形の溶接継手を形成でき、また、検査
口５、５′のノズルとシェル３との間にも円形の溶接継
手を形成できる。溶接装置２は、回転支持体７と、蒸気
発生器のケースの周囲に環状チャンバ９を形成する包囲
体８と、該包囲体８に接合され且つ前方の支持体７上に
載置された支持スリーブ１０とを有している。図１及び
図２から分かるように、包囲体８は、ねじにより相互接
合される２つの部分１１ａ、１１ｂにより構成され且つ
装置の床上に載置される実質的な平行六面体からなる固
定部１１と、シェル３により形成される蒸気発生器のケ
ースの外面に接合される回転部とを有する。

【０００７】包囲体８の固定部１１は、重ね合わされた
２枚の板１４、１５からなる媒体を介して電子銃１３を
支持している。蒸気発生器のケースの周囲に、チャンバ
９を形成する包囲体８の可動部（回転部）は、環状フラ
ンジの形態をなす２つの構造エレメント１６ａ、１６ｂ
により構成され、構造エレメント（環状フランジ）１６
ａ、１６ｂは、これらの内周部が流体気密構造をなして
蒸気発生器のケースの外面に固定されている。フランジ
１６ａ、１６ｂと包囲体８の固定部１１との間には、シ
ールエレメント１７ａ、１７ｂが介在されている。シー
ルエレメント１７ａ、１７ｂは包囲体８のシールの連続
性を保証して、フランジ１６ａ、１６ｂが包囲体８の固
定部１１に対して回転できるようにする。支持体７、
７′は水平軸線をもつベアリングローラを支持する支柱
により形成されており、支持体７′上には蒸気発生器の
ケースのシェル３が載置され、支持体７上には包囲体８
に接合されたスリーブ１０が載置されている。かくし
て、蒸気発生器のケース及び包囲体８の可動部により形
成される組立体は、水平位置にある蒸気発生器のケース
の軸線１８の回りで回転できるように取り付けられる。

【０００８】包囲体８に接合されたスリーブ１０の前端
部にはフランジ１９が固定され、該フランジ１９は、装
置２の床１２に固定された装置の２つのストッパ２０間
に係合してフランジ１９を軸線方向所定位置に維持す
る。包囲体８は、チャンバ９内に低圧を発生させるため
のポンプ回路（図示せず）に連結されている。チャンバ
９が真空引きされた後に、包囲体８の壁及び蒸気発生器
のケースに作用する軸線方向の力は、装置のストッパ２
０と協働するフランジ１９により支持される。シェル３
の内部にも内部包囲体（図示せず）が配置され、溶接継
手の内側を溶接する間に低圧が形成されるようになって
いる。流体気密包囲体を構成する壁はシェル３の内部の
所定位置に配置され、溶接ベベルの内端部と接触するベ
アリングヒールを備えた内部機器を有している。この内
部機器は、本願と同日に出願されたFRAMATOME 社の特許
出願に開示されており、該特許出願を本願の開示に援用
する。電子銃１３は、溶接すべき部分間の継手領域（該
継手領域は、蒸気発生器のケースの外面上に開いてお
り、溶接ベベルを形成している）の方向に向いた電子ビ
ーム２２を発射する。

【０００９】板１５は、シェル３に対して半径方向に延
びた軸線１５ａの回りで回転できるように包囲体８の上
方の固定部１１ｂ上に取り付けられ、電子銃１３を支持
する板１４は、板１５の軸線１５ａに対して平行な軸線
１４の回りで回転できるように取り付けられている。こ
の構成により、後でより詳細に説明するように、板１４
を軸線１４ａの回りで回転させることにより、両部分の
継手面の方向内での電子銃１３及び電子ビーム２２の位
置決めを行うことができ、また、シェル３及び包囲体８
の可動部を回転させるか、板１５を回転させることによ
り、円形走査（スキャニング）を行うことができる。図
３は管板４とシェル３との間の溶接６を示し、管板４
は、シェル３の厚さと同じ厚さをもつ突出環状部４ａを
備えている。突出環状部４ａ及びシェル３は、これらの
端面（該端面には突合せ面が機械加工されている）が互
いに突き合わされ、溶接を行うための組立て位置に維持
される。板１４を回転させることにより、電子銃１３
は、電子ビーム２２が環状部４ａとシェル３との突合せ
面を重ね合わせることにより構成される継手面（これら
の並置された突合せ面は溶接ベベルを形成する）に対し
て半径方向に向くような位置に位置決めされる。

【００１０】板１４は板１５上で移動できないようにな
っており、板１５自体は包囲体８の固定部１１ｂ上で移
動できないようになっている。チャンバ９及びシェル３
内の内部チャンバは継手領域が低圧にされ、蒸気発生器
のケース１と包囲体８の可動部とにより構成される組立
体が水平軸線１８の回りで回転され、且つ電子銃１３が
始動されて電子ビーム２２が発生される。このようにし
てシェル３と管板４との間の継手領域の連続走査が達成
され、これにより、環状継手面の各側での非常に小さな
厚さのシェル３及び管板４の金属の溶融により溶接継手
６が形成される。図１に示すような、包囲体８が蒸気発
生器のケース１の周囲に配置された装置２を使用して、
蒸気発生器のシェル３を貫通する開口の内部で円形部品
を溶接を行うこともできる。図４には、管板４の上面の
近くで蒸気発生器のシェル３の壁を貫通する受入れボア
５の内部に固定される環状部品２５が示されている。環
状部品２５は、流体気密構造で蒸気発生器のケース１を
閉鎖するため、蒸気発生器のケース１の検査口（通常、
ハンドホールと呼ばれる）への閉鎖部材の流体気密固定
を達成できる。

【００１１】部品２５の外周面及び受入れボア５の表面
は並置され、シェル３の厚さをもつ円形の溶接ベベル６
（該溶接ベベル６は、蒸気発生器のケース１の外面に開
口している）を形成する。ボア５の内部で部品２５の電
子ビーム溶接を行うには、上記包囲体８を蒸気発生器の
ケース１の外面の周囲に取り付けて、ボア５、５′が機
械加工により形成されている部分を包囲する。板１４
は、電子銃１３のビーム２２が、部品２５の外面及びボ
ア５の円形縁部に共通の母線に沿う方向を向くように配
置される。電子ビーム２２のこの位置が図１に破線で示
されている。板１４の軸線１４ａは、検査口５の軸線と
整合している。電子ビーム２２の位置は、板１４の軸線
１４ａからの電子ビーム２２の距離がボア５の半径に等
しくなり、蒸気発生器のケース１を通って延びる部分を
ハンドホールで溶接できるように定める。溶接ベベル
は、板１４をその軸線１４ａの回りで回転させることに
より走査される。ボア５の直径より大きな直径をもつボ
アの内部で、部品２５より大きな直径の部品の溶接（例
えば、人の通路（manway) のノズルの溶接）を行うに
は、包囲体８を人の通路の領域で蒸気発生器のケースの
周囲に配置し、板１５の軸線１５ａと人の通路の軸線と
を整合させる。次に、電子銃１３を、該電子銃１３が人
の通路の母線の方向に電子ビームを発射できる位置に配
置し、次いで、板１４を板１５上の所定位置に固定す
る。溶接を形成する走査は、板１５をその軸線１５ａの
回りで回転させることにより達成される。

【００１２】従って、後述のように、板１５を回転させ
ることにより、及び最大値と最小値との間で板１４及び
電子銃１３の位置を調節することにより、走査される表
面の直径を調節することができる。従って、本発明によ
る溶接装置２は、蒸気発生器のケース上で、種々のサイ
ズ及び形状の部品に溶接作業を行うことができる。図５
には、蒸気発生器のケース３の貫通開口２１内の截頭円
錐状継手面２３ａを備えたノズル２３が示されており、
該ノズル２３は、ノズルボアの延長部内の小径部を備え
ている。蒸気発生器のシェル３の貫通開口２１は、シェ
ル３の外面の近くの部分に、截頭円錐状表面を有し、該
表面には、ノズル２３の截頭円錐状表面２３ａがその組
立て位置において当接する。ノズル２３の軸線２３′に
対して傾斜した軸線の回りで電子ビーム２２′を回転さ
せることにより、電子ビーム溶接２４を形成できる。こ
の溶接は、電子銃から発射されるビームに対して垂直な
磁場を形成して截頭円錐状の溶接ベベルの母線の傾斜に
一致する傾斜をビームに与えるべく、ビームを偏倚させ
ることができる磁気コイルを電子銃に付加することによ
り、図１に示す電子ビーム溶接装置２を用いて行うこと
ができる。

【００１３】得られる傾斜ビーム２２′は、板１４によ
り電子銃１３の位置を調節した後に板１５（該板１５の
軸線１５ａはノズル２３の軸線２３′と整合している）
を回転させることにより、ノズル２３の軸線２３′の回
りで回転される。図６には、本発明による方法を実施す
る装置（その全体を、参照番号３０で示す）の第２実施
例が示されている。装置３０は、蒸気発生器のケースを
通って延びたシェル又は部品（これらの部品は、その全
体が参照番号３１で示され且つその軸線が垂直になるよ
うに配置されている）を組み立てるのに使用できる。蒸
気発生器のケース３１は、２つの円筒状シェル２７、２
９（これらのシェル２７、２９の突合せ溶接は本発明に
よる装置を用いて行われる）と、円筒状フランジを介し
て円筒状シェル２９の自由端に突合せ溶接された截頭円
錐状シェル２９により構成されている。蒸気発生器のケ
ース３１（該ケース３１はその常用位置に対して転倒位
置に（すなわち、管板３４により構成された下部を上に
して）配置されている）は、截頭円錐状シェル２８を介
して、回転及び傾斜可能な板３３により形成された溶接
装置３０の一部の上に支持されている。回転及び傾斜可
能な板３３は、溶接装置３０の床３５上に載置されてお
り、蒸気発生器のケース３１をその垂直軸線３２の回り
で回転でき且つケース３１の軸線３２が水平になる位置
までケース３１を傾斜させることができる。

【００１４】溶接装置３０はガントリ３６を有し、該ガ
ントリ３６は、垂直支柱３６ａ、３６ｂと、該垂直支柱
３６ａ、３６ｂの頂部に載置された水平板３６ｃを備え
ている。また、溶接装置３０は、流体気密包囲体３８を
備えた溶接機３７を有し、包囲体３８上には、２つの回
転板４０、４１（それぞれ、回転軸線４０ａ、４１ａ有
する）を介して電子銃３９が固定されている。溶接機３
７は可動支持体４２ａ、４２ｂ上に載置されている。支
持体４２ａ、４２ｂは、それぞれ支柱３６ａ、３６ｂに
沿って垂直方向に摺動できるように取り付けられ、且つ
支持体４２ａ、４２ｂを垂直方向に変位させ且つ蒸気発
生器の軸線の方向に沿う所与の高さの作業位置にロック
する装置と関連している。支持体４２ａ、４２ｂ上に載
置された溶接機３７は蒸気発生器の軸線３２の方向に変
位して、蒸気発生器のケース３１の種々の部品を電子ビ
ーム溶接することができる。図６に示す位置では、溶接
機３７の包囲体３８が、両円筒状シェル２７、２９間の
円形状の継手領域４３を包囲している。

【００１５】また、流体気密包囲体３８が管板３４の近
くのケース３１の下部を包囲するように溶接機３７を配
置することもできる。この場合には、溶接機３７は、管
板３４へのシェル２７の溶接及び管板３４の近くに配置
された検査口の閉鎖部材の支持体の溶接を行うことがで
きる。したがって、図６に示す溶接装置３０を用いるこ
とにより、図１及び図２に示した前述の溶接装置を用い
る場合と同じ溶接作業を行うことができる。溶接機３７
は、両シェル２８、２９の電子ビーム突合せ溶接にも使
用できる。流体気密包囲体３８は、蒸気発生器の外側ケ
ースの周囲又は該ケースの外側にチャンバ４４を形成で
き、該チャンバ４４は、電子ビーム溶接を行うため低圧
に維持される。接合領域（継手領域）４３に沿って、両
シェル２７、２９を突合せ溶接するため、接合領域４３
におけるケース３１の内部に、接合領域４３に対面する
内部チャンバ４５を形成する流体気密壁が更に設けられ
る。同様に、蒸気発生器の管板３４の近くでの電子ビー
ム溶接作業を行うため、シール形チャンバ４５′を形成
する壁が蒸気発生器のケース３１の内部に配置される。
最後に、両シェル２９、２８のスリーブを溶接するため
の、チャンバ４５″がケース３１の内部に配置される。
ポンプ回路（図示せず）が、チャンバ４４、４５、４
５′、４５″内に低圧を発生させる。

【００１６】図７には、継手領域４３において両シェル
２７、２９の電子ビーム突合せ溶接を行う位置にある溶
接機３７の一部を示されている。溶接機３７のシール形
包囲体３８は、両シェル２７、２９により構成される蒸
気発生器のケース３１の継手領域４３の各側で、ケース
３１の外面の全周に亘って固定される２つの壁４６ａ、
４６ｂを有する。更にシール形包囲体３８は、例えば支
持体４２ａに固定される補完部４７を有している。ケー
ス３１に接合される壁４６ａ、４６ｂは、蒸気発生器の
ケース３１の周囲への包囲体３８の取付けを可能にし且
つケース３１の外面と接触するシールエレメント４８
ａ、４８ｂの位置決めを可能にする複数の部分で形成さ
れる。図７及び図１０に示すように、壁４６ａは円形セ
クタ４９ａの連続体の形態をなす内側部分と環状の外側
部分５０とを有し、該外側部分５０は、セクタ４９ａの
外方に延びた突出部を矢印５１で示すように半径方向の
前後に移動できるように案内するための半径方向に延び
た凹部を備えている。環状セクタ４９ａの半径方向突出
部には調節ねじ５２ａが回転可能（軸線方向移動はでき
ない）に取り付けられており、該調節ねじ５２ａは壁４
６ａの外側部分５０に設けられたタップ孔と係合してい
る。調節ねじ５２ａは、例えば環状セクタ４９ａを矢印
５１で示すように半径方向の前後に変位させることがで
きる。環状セクタ４９ａには、膨張可能なシールエレメ
ント４８ａが係合する内溝５３ａが設けられている。

【００１７】壁４６ａは、該壁４６ａの外周部及び摺動
できるシールエレメント５４ａを介して、固定された支
持体（例えば支持体４２ａ）上に確実に保持された補完
壁４７に当接している。環状セクタ４９ｂにより構成さ
れた壁４６ｂは、壁４６ａの構造と全体的に同様な構造
を有しており、摺動できるシールエレメント５４ｂを介
して補完壁４７に当接している。両セクタ４９ａ、４９
ｂとこれらの対応する外側部分５０との間には、平らな
シールエレメント５４′ａ、５４′ｂが介在されてい
る。摺動できるこれらのシールエレメント５４′ａ、５
４′ｂは、環状形補完壁４７の全周上に配置されてお
り、一方では壁４６ａ、４６ｂと、他方では補完壁４７
との間の継手領域の全体に亘ってチャンバ４４をシール
する。補完壁４７は２つの部分４７ａ、４７ｂから構成
されており、これらの両部分４７ａ、４７ｂは、チャン
バ４４を完全にシールされた構造で閉鎖すべく、シール
エレメントを介してねじにより相互接合されている。図
８に示すように、補完壁４７の部分４７ａには、電子銃
３９からチャンバ４４内に向かう電子ビーム５２が通り
得る開口５５が設けられている。

【００１８】シールエレメント５７を介して部分４７ａ
上にシール構造をなして固定されたハウジング５９内に
は、回転板４０、４１及び電子銃３９により構成される
組立体が配置される。板４１は、転がりベアリング５６
（該ベアリング５６の軸線は、板４１の軸線４１ａと一
致している）を介して補完壁４７上に回転可能に取り付
けられる。板４１は、補完壁４７の部分４７ａ上に固定
されたモータユニット５８により軸線４１ａの回りで回
転駆動される。モータユニット５８の出力軸には駆動ギ
アピニオンが固定されており、該ピニオンは、ギア輪の
形態で板４１の外周部に機械加工された歯と係合する。
板４０は、転がりベアリング６０を介して、板４０の軸
線４０ａの回りで回転できるように板４１上に取り付け
られている。板４０は、板４１に固定されたモータユニ
ット６１により軸線４０ａの回りで回転駆動される。モ
ータユニット６１の出力軸には駆動ギアが固定されてお
り、該駆動ギアは、ギア輪の形態で板４０の外周部に機
械加工された歯と係合する。板４０、４１には、開口５
５の延長部に、電子ビーム５２が通り得る開口が形成さ
れている。

【００１９】図９から分かるように、両板４０、４１
は、板４０により支持された電子銃３９により発射され
る電子ビーム５２が、半径を調節できる円形経路内で走
査されることを可能にする。板４１を固定状態に維持
し、電子銃３９を支持する板４０を回転させると、電子
ビーム５２は円形領域６２を走査する。この円形領域６
２の半径は、板４０の軸線４０ａと電子銃３９の発射方
向５２との間の距離に等しい。板４１を回転し、板４０
を板４１上に固定した状態に維持すると、ビーム５２は
軸線４１ａをもつ円形領域を走査する。この円形領域
は、電子ビームの位置５２に相当する円形領域６３の半
径長さと、電子ビームの位置５２′に相当する円形領域
６４の半径長さとの間の任意の値に調節可能な半径にす
ることができる。電子ビーム５２の走査半径を調節する
には、電子ビームの発射方向５２に相当する電子銃３９
の軸線が所望の位置に到達する瞬間まで、板４０をその
軸線４０ａの回りで回転する。次に、モータユニット６
１の作動を停止させることによって、板４０の位置を板
４１上で固定する。板４１をその軸線４１ａの回りで回
転させることにより、電子ビーム溶接を行うための走査
がなされる。

【００２０】溶接機３７のシール形包囲体３８を、１箇
所以上の電子ビーム溶接を形成したい蒸気発生器のケー
ス３１の周囲の所定位置に配置する目的のため、補完壁
４７の支持体４２ａ、４２ｂが蒸気発生器のケース３１
の垂直軸線３２の方向の所望位置に変位され、補完壁４
７の部分４７ｂが、支持体４２ａ、４２ｂ上に固定さ
れ、次に、蒸気発生器のケース３１の上方から、壁４６
ｂがケース３１の周囲と係合され、摺動可能なシールエ
レメント５４ｂを介して補完壁４７の部分４７ｂ上に載
置する。壁４６ｂを蒸気発生器のケース３１の周囲と係
合させるには、該壁４６ｂのセクタ４９ｂ（壁４６ａの
セクタ４９ａと同様のものである）を、ねじ５２ａと同
様なねじを介して非螺着位置に配置されることが理解さ
れよう。この位置において、セクタ４９ｂが、壁４６ｂ
の外側部分５０と同様な部分に設けられた凹部内で外方
に変位される。シールエレメント４８ｂ（該シールエレ
メント４８ｂは膨張流体圧力を受けない）は、ケース３
１の外面と容易に係合し且つ該外面に沿って摺動する。
次に、補完壁４７の部分４７ａ（該部分４７ａは、蒸気
発生器の端部と係合している）が、部分４７ｂ上に固定
される。

【００２１】最後に、壁４６ａが蒸気発生器のケース３
１の周囲に係合され、摺動できるシールエレメント５４
ａを介して補完壁４７の部分４７ａに当接される。ねじ
５２ａを螺入することにより壁４６ａ、４６ｂのセクタ
４９ａ、４９ｂがクランプされ、シールエレメント４８
ａ、４８ｂが、ケース３１の外面と接触する。加圧流体
によりシールエレメント４８ａ、４８ｂが膨張される
と、ケース３１の外面に対する壁４６ａ、４６ｂのクラ
ンプが完全になり、チャンバ４４をシール状態に閉鎖す
る。平らなシールエレメント５４′ａ、５４′ｂは、一
方で両セクタ４９ａ、４９ｂ間のシールを形成し、他方
で外側部分５０間のシールを形成する。前述のように、
チャンバ４４は（内部チャンバ４５と共に）低圧にさ
れ、ケース３１をその軸線の回りで回転させる（継手４
３に沿ってシェル２７、２９を突合せ溶接する場合）
か、或いは板４０、４１の一方を回転させる（パイプ又
はノズルをケース３１上に溶接する場合）ことにより走
査を行って、電子銃３９の位置を調節した後に、電子ビ
ーム溶接を実行する。

【００２２】ケース３１の高さ方向に沿う別の領域に電
子ビーム溶接を行いたい場合には、壁４６ａ、４６ｂの
内側部分を構成するセクタをケース３１の外側部分に対
する非クランプ位置に配置した後、可動支持体４２ａ、
４２ｂを用いて溶接機３７の全体を変位させる。いかな
る場合でも、蒸気発生器のケースの任意の領域において
電子ビーム溶接を非常に迅速且つ非常に容易に実行でき
る。従って、本発明の方法によれば、蒸気発生器の組立
体の溶接の準備及び形成に要する時間、従って蒸気発生
器の製造に要する時間をかなり短縮できる。本発明の範
囲は上記実施例に限定されるものではないことを理解さ
れたい。従って、溶接機、より詳しくはシール形チャン
バ及び電子銃を変位させる手段は、上記説明の構成とは
異なる構成にすることができる。任意の形状の接合領域
内で走査を行うための、溶接すべき部品に対し電子銃を
変位させる任意の手段を考えることができる。水平軸線
をもつ蒸気発生器の溶接及び垂直軸線をもつ蒸気発生器
の溶接の場合に、溶接機及びシール形包囲体を実質的に
同様に構成できる。

【００２３】最後に、本発明による方法及び装置は、原
子炉の蒸気発生器とは別の大型部品の溶接にも使用でき
る。また、本発明の方法は、原子炉とは別のあらゆる産
業界の大型装置の製造にも使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】蒸気発生器のケース上で水平位置に置かれた本
発明の方法を実施するための溶接装置を垂直平面内で切
断した側断面図である。

【図２】図１の２−２線に沿う正面図である。

【図３】図１の細部３を拡大して示す断面図である。

【図４】図１の細部４を拡大して示す断面図である。

【図５】電子ビーム溶接により蒸気発生器のケースに接
合されたノズルを示す断面図である。

【図６】垂直位置にある蒸気発生器の部分を溶接するた
めの、本発明の方法を実施できる第２実施例による溶接
装置を示す側断面図である。

【図７】図６の一部を示す拡大断面図である。

【図８】図７の細部８を拡大して示す断面図である。

【図９】図６及び図７に示す装置の電子銃の変位運動を
示す概要図である。

【図１０】溶接装置の一部を図７の矢印１０の方向から
見た部分平面図である。

【符号の説明】

１ ケースの下部 ２ 電子ビーム溶接装置 ３ シェル ４ 管板 ４ａ 突出環状部 ５ 検査口（受入れボア） ６ 溶接（溶接継手、溶接ベベル） ７ 回転支持体 ８ 包囲体 ９ 環状チャンバ １０ 支持スリーブ １１ 固定部 １２ 床 １３ 電子銃 １４ 回転板 １５ 回転板 ３０ 溶接装置 ３１ ケース ３２ ケースの垂直軸線 ３４ 管板 ３５ 床 ３６ａ 垂直支柱 ３６ｂ 垂直支柱 ３６ｃ 水平板 ３７ 溶接機 ３８ 包囲体 ３９ 電子銃 ４０ 回転板 ４１ 回転板 ４２ａ 可動支持体 ４２ｂ 可動支持体 ４３ 継手領域（結合領域） ４４ チャンバ ４６ａ 壁 ４６ｂ 壁 ４７ 補完壁（補完部） ４８ａ シールエレメント ４８ｂ シールエレメント ４９ａ 環状セクタ ４９ｂ 環状セクタ ５０ 外側部分 ５２ 電子ビーム ５２ａ 調節ねじ ５４ａ 摺動できるシールエレメント ５４ｂ 摺動できるシールエレメント ５４′ａ 平らなシールエレメント ５４′ｂ 平らなシールエレメント ５６ 転がりベアリング ５７ シールエレメント ５８ モータユニット ５９ ハウジング ６０ 転がりベアリング ６１ モータユニット ６２ 円形領域 ６３ 円形領域

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ２１Ｄ 1/00

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大型部品の外面上に開口する実質的に環
   状の継手領域に沿って相互接合される大型部品の２つの
   部分を電子ビーム溶接する方法において、継手領域を包
   囲体により包囲する工程を有し、該包囲体が、部品の外
   面の一部の周囲に流体気密構造で取り付けられ、包囲体
   内には環状継手領域の輪郭が配置され、包囲体が電子銃
   を支持しており、流体気密包囲体及び部品の外面により
   形成されるチャンバ内に低圧を発生させる工程と、溶接
   作業中に、電子銃により発生される電子ビームにより継
   手領域を走査させるべく、部品の前記部分と電子銃との
   間に相対変位を生じさせる工程とを更に有することを特
   徴とする電子ビーム溶接方法。
2. 【請求項２】 前記包囲体が電子銃を取り付ける少なく
   とも１つの固定部を備え、前記部品が包囲体内の対称軸
   線の回りで回転されることを特徴とする請求項１に記載
   の電子ビーム溶接方法。
3. 【請求項３】 前記包囲体上に移動可能に取り付けられ
   た電子銃が、継手領域を走査すべく包囲体及び溶接すべ
   き部分に対して変位されることを特徴とする請求項１に
   記載の電子ビーム溶接方法。
4. 【請求項４】 前記電子ビームにより円形継手領域を走
   査させるべく、電子銃を回転変位させることを特徴とす
   る請求項３に記載の電子ビーム溶接方法。
5. 【請求項５】 前記包囲体が、部品の異なる領域の部分
   を溶接する２つの連続溶接作業間で、部品に対する２つ
   の異なる連続位置を占めるべく変位されることを特徴と
   する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電子ビー
   ム溶接方法。
6. 【請求項６】 大型部品の外面上に開口する実質的に環
   状の継手領域に沿って相互接合される大型部品の２つの
   部分を電子ビーム溶接する装置において、 包囲体を有し、該包囲体が、これを部品の外面上に流体
   気密固定する手段を備え、 包囲体の内部に電子ビームを指向するように包囲体の壁
   上に取り付けられた電子銃と、 前記部分と電子銃との間に相対変位を生じさせる手段と
   を更に有することを特徴とする電子ビーム溶接装置。
7. 【請求項７】 前記包囲体が、互いに移動できるように
   流体気密構造で取り付けられる２つの部分からなり、該
   部分のうちの第１部分が部品の外面上に流体気密構造で
   固定され、第２部分が部品とは独立していることを特徴
   とする請求項６に記載の電子ビーム溶接装置。
8. 【請求項８】 前記部品の前記部分と電子銃との間に相
   対変位を生じさせる手段が一対称軸線の回りで部品を回
   転させる手段を備えており、電子銃が、部品と共に回転
   しないように部品から独立した包囲体の第２部分に固定
   されていることを特徴とする請求項７に記載の電子ビー
   ム溶接装置。
9. 【請求項９】 円筒状シェルにより構成された部品の外
   面上に固定される包囲体の第１部分が２つのユニットを
   備え、各ユニットが、リングと該リングの凹部内で半径
   方向に案内される複数の環状セクタとにより構成され、
   前記第１部分が更に、部品の外面に向かう方向及びこれ
   とは逆の方向で各セクタを半径方向に変位させる手段
   と、環状セクタの内側部分と係合する膨張可能な環状シ
   ールエレメントとを有することを特徴とする請求項７ま
   たは８に記載の電子ビーム溶接装置。
10. 【請求項１０】 環状の２つの摺動できるシールエレメ
    ントが、部品上に固定される包囲体の第１部分と部品と
    は独立した包囲体の第２部分とからなる各ユニット間に
    配置されていることを特徴とする請求項９に記載の電子
    ビーム溶接装置。
11. 【請求項１１】 前記部品とは独立した包囲体の第２部
    分が、着脱可能な流体気密構造で相互連結される２つの
    部分からなることを特徴とする請求項７ないし１０のい
    ずれか１項に記載の電子ビーム溶接装置。
12. 【請求項１２】 前記電子銃が第１回転板上に固定さ
    れ、該第１回転板自体は、包囲体の壁上に回転可能に取
    り付けられた第２回転板上に回転可能に取り付けられ、
    第１回転板及び第２回転板の回転軸線が互いに平行で且
    つ間隔を隔てており、電子ビームを発射する電子銃の軸
    線が第１回転板及び第２回転板の軸線に対して平行であ
    り且つこれらの両軸線から所与の距離だけ間隔を隔てて
    いることを特徴とする請求項６ないし１１のいずれか１
    項に記載の電子ビーム溶接装置。