JPH071171A - 水中レーザ溶接装置および溶接方法 - Google Patents
水中レーザ溶接装置および溶接方法Info
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- JPH071171A JPH071171A JP5146605A JP14660593A JPH071171A JP H071171 A JPH071171 A JP H071171A JP 5146605 A JP5146605 A JP 5146605A JP 14660593 A JP14660593 A JP 14660593A JP H071171 A JPH071171 A JP H071171A
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
- B23K26/1224—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in vacuum
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水中レーザ溶接装置および溶接方法に係り、
水中に配される被溶接部材を効率良く溶接することがで
きる溶接装置および溶接方法を提供する。 【構成】 液密状態に密封され被溶接部材３近傍にレー
ザ光Ｒを導くダクト部材４と、その先端に設けられ被溶
接部材３の溶接位置に対向させられるレーザ透過部材５
と、ダクト部材４内部を導かれてきたレーザ光Ｒをレー
ザ透過部材５の方向に屈曲させかつ被溶接部材３の溶接
位置において集光させる集光手段７と、レーザ透過部材
５を取り囲むように配置されレーザ透過部材５と被溶接
部材３との相互間隙への浸水を排除する排水手段６とを
具備しており、レーザ光Ｒを直接水中を通過させること
なく被溶接部材３の溶接位置において集光させることに
より、レーザ光Ｒの減衰を防止する。
水中に配される被溶接部材を効率良く溶接することがで
きる溶接装置および溶接方法を提供する。 【構成】 液密状態に密封され被溶接部材３近傍にレー
ザ光Ｒを導くダクト部材４と、その先端に設けられ被溶
接部材３の溶接位置に対向させられるレーザ透過部材５
と、ダクト部材４内部を導かれてきたレーザ光Ｒをレー
ザ透過部材５の方向に屈曲させかつ被溶接部材３の溶接
位置において集光させる集光手段７と、レーザ透過部材
５を取り囲むように配置されレーザ透過部材５と被溶接
部材３との相互間隙への浸水を排除する排水手段６とを
具備しており、レーザ光Ｒを直接水中を通過させること
なく被溶接部材３の溶接位置において集光させることに
より、レーザ光Ｒの減衰を防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水中に配される被溶接
部材にレーザ溶接を効率良く実施するための水中レーザ
溶接装置および溶接方法に関するものである。
部材にレーザ溶接を効率良く実施するための水中レーザ
溶接装置および溶接方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】水中に配される被溶接部材、例えば、海
洋構造物等の補修作業において、水中における構造物の
溶接作業が困難であるために、補修したい部分のみを分
離して水上に搬出した後に、水上あるいは地上の溶接設
備によって実施することが一般に行われている。また、
プール水中に設置されている放射能を帯びた構造物の補
修においては、一旦、プールの水を排水してから空気中
において遠隔操作によって実施されることが多い。
洋構造物等の補修作業において、水中における構造物の
溶接作業が困難であるために、補修したい部分のみを分
離して水上に搬出した後に、水上あるいは地上の溶接設
備によって実施することが一般に行われている。また、
プール水中に設置されている放射能を帯びた構造物の補
修においては、一旦、プールの水を排水してから空気中
において遠隔操作によって実施されることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、海洋構
造物等においては、分離不可能な部分の溶接作業を実施
しなければならない場合があり、また、放射能を帯びた
構造物の補修作業においては、構造物がプール水中に配
されていた方が、放射線の遮蔽効果が高められるという
利点があるとともに、二次的な汚染物質であるプール水
の処理を考慮しなくて済むという利点があるため、水中
において構造物の溶接作業を実施できる装置の開発が望
まれている。
造物等においては、分離不可能な部分の溶接作業を実施
しなければならない場合があり、また、放射能を帯びた
構造物の補修作業においては、構造物がプール水中に配
されていた方が、放射線の遮蔽効果が高められるという
利点があるとともに、二次的な汚染物質であるプール水
の処理を考慮しなくて済むという利点があるため、水中
において構造物の溶接作業を実施できる装置の開発が望
まれている。
【０００４】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
ものであって、水中に配される被溶接部材を効率良く溶
接することができる溶接装置および溶接方法を提供する
ことを目的としている。
ものであって、水中に配される被溶接部材を効率良く溶
接することができる溶接装置および溶接方法を提供する
ことを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、次の３つの手段を提案している。第１の
手段は、液密状態に密封され被溶接部材近傍にレーザ光
を導くダクト部材と、該ダクト部材の先端に設けられ前
記被溶接部材の溶接位置に対向させられるレーザ透過部
材と、前記ダクト部材内部を導かれてきたレーザ光を前
記レーザ透過部材の方向に屈曲させかつ前記被溶接部材
の溶接位置において集光させる集光手段と、前記レーザ
透過部材を取り囲むように配置され該レーザ透過部材と
前記被溶接部材との相互間隙への浸水を排除する排水手
段とを具備している水中レーザ溶接装置を提案してい
る。また、第２の手段は、排水手段が、レーザ透過部材
を取り囲んで被溶接部材の方向に開口しかつ該被溶接部
材の表面との間に微小間隙を空けて配される筒状の内筒
部材と、該内筒部材の外方に間隔を空けて配される外筒
部材と、内筒部材の内側に不活性な気体を供給する気体
供給手段と、内筒部材と外筒部材との相互間隙に加圧状
態の流体を供給しかつ該流体を前記相互間隙の被溶接部
材に対向する開口部から被溶接部材に向けて斜め外方に
噴出させる加圧流体供給手段とを具備している水中レー
ザ溶接装置を提案している。さらに、第３の手段は、水
中に配される被溶接部材の近傍に、液密状態に密封され
たダクト部材を通してレーザ光を導くとともに、該ダク
ト部材からレーザ光を出射するレーザ透過部材と被溶接
部材との相互間隙への浸水を排除しつつ、被溶接部材の
溶接位置にレーザ光を集光させる水中レーザ溶接方法を
提案している。
に、本発明は、次の３つの手段を提案している。第１の
手段は、液密状態に密封され被溶接部材近傍にレーザ光
を導くダクト部材と、該ダクト部材の先端に設けられ前
記被溶接部材の溶接位置に対向させられるレーザ透過部
材と、前記ダクト部材内部を導かれてきたレーザ光を前
記レーザ透過部材の方向に屈曲させかつ前記被溶接部材
の溶接位置において集光させる集光手段と、前記レーザ
透過部材を取り囲むように配置され該レーザ透過部材と
前記被溶接部材との相互間隙への浸水を排除する排水手
段とを具備している水中レーザ溶接装置を提案してい
る。また、第２の手段は、排水手段が、レーザ透過部材
を取り囲んで被溶接部材の方向に開口しかつ該被溶接部
材の表面との間に微小間隙を空けて配される筒状の内筒
部材と、該内筒部材の外方に間隔を空けて配される外筒
部材と、内筒部材の内側に不活性な気体を供給する気体
供給手段と、内筒部材と外筒部材との相互間隙に加圧状
態の流体を供給しかつ該流体を前記相互間隙の被溶接部
材に対向する開口部から被溶接部材に向けて斜め外方に
噴出させる加圧流体供給手段とを具備している水中レー
ザ溶接装置を提案している。さらに、第３の手段は、水
中に配される被溶接部材の近傍に、液密状態に密封され
たダクト部材を通してレーザ光を導くとともに、該ダク
ト部材からレーザ光を出射するレーザ透過部材と被溶接
部材との相互間隙への浸水を排除しつつ、被溶接部材の
溶接位置にレーザ光を集光させる水中レーザ溶接方法を
提案している。
【０００６】
【作用】本発明の第１の手段に係る水中レーザ溶接装置
によれば、ダクト部材を通して被溶接部材の近傍に導か
れてきたレーザ光が、集光手段によって屈曲させられた
後に、ダクト部材の先端に設けられたレーザ透過部材を
透過させられる。レーザ透過部材と被溶接部材との相互
間隙は、排水手段の作動によって浸水が排除されている
ので、レーザ透過部材を透過したレーザ光を減衰させる
ことなく被溶接部材の溶接位置において集光して溶接作
業を実施することが可能となる。また、本発明の第２の
手段に係る水中レーザ溶接装置によれば、気体供給手段
から供給される不活性な気体がレーザ透過部材を取り囲
む筒状の内筒部材の内側に充満され、該内筒部材と被溶
接部材との間に形成される微小間隙から該内筒部材の外
側に噴出される。また、加圧流体供給手段によって供給
される加圧状態の流体が、内筒部材と外筒部材との相互
間隙の被溶接部材に対向する開口部から被溶接部材に向
けて斜め外方に噴出され、内筒部材と被溶接部材との微
小間隙の外側に、加圧状態の流体によるカーテンが形成
される。これにより、内筒部材の内側の水が排水される
とともに、外筒部材の外側に配される水の内筒部材への
浸水が回避されることになる。さらに、本発明の第３の
手段に係る水中レーザ溶接方法によれば、水中に配され
る被溶接部材の近傍にダクト部材によって導かれたレー
ザ光を、レーザ透過部材を透過させて出射する。この際
に、該レーザ透過部材と被溶接部材との相互間隙への浸
水を排除しつつ、被溶接部材の溶接位置にレーザ光を集
光させるので、レーザ光が水中を進行することなく被溶
接部材に到達することになる。
によれば、ダクト部材を通して被溶接部材の近傍に導か
れてきたレーザ光が、集光手段によって屈曲させられた
後に、ダクト部材の先端に設けられたレーザ透過部材を
透過させられる。レーザ透過部材と被溶接部材との相互
間隙は、排水手段の作動によって浸水が排除されている
ので、レーザ透過部材を透過したレーザ光を減衰させる
ことなく被溶接部材の溶接位置において集光して溶接作
業を実施することが可能となる。また、本発明の第２の
手段に係る水中レーザ溶接装置によれば、気体供給手段
から供給される不活性な気体がレーザ透過部材を取り囲
む筒状の内筒部材の内側に充満され、該内筒部材と被溶
接部材との間に形成される微小間隙から該内筒部材の外
側に噴出される。また、加圧流体供給手段によって供給
される加圧状態の流体が、内筒部材と外筒部材との相互
間隙の被溶接部材に対向する開口部から被溶接部材に向
けて斜め外方に噴出され、内筒部材と被溶接部材との微
小間隙の外側に、加圧状態の流体によるカーテンが形成
される。これにより、内筒部材の内側の水が排水される
とともに、外筒部材の外側に配される水の内筒部材への
浸水が回避されることになる。さらに、本発明の第３の
手段に係る水中レーザ溶接方法によれば、水中に配され
る被溶接部材の近傍にダクト部材によって導かれたレー
ザ光を、レーザ透過部材を透過させて出射する。この際
に、該レーザ透過部材と被溶接部材との相互間隙への浸
水を排除しつつ、被溶接部材の溶接位置にレーザ光を集
光させるので、レーザ光が水中を進行することなく被溶
接部材に到達することになる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明に係る水中レーザ溶接装置の一
実施例について、図１を参照して説明する。
実施例について、図１を参照して説明する。
【０００８】本実施例の溶接装置１は、水面Ｓ上に配さ
れるレーザ発振器２から、水Ｗ中に配される構造物３
（被溶接部材）まで、レーザ光Ｒを導く管状のダクト部
材４と、該ダクト部材４の先端に形成され、溶接時に構
造物３の溶接位置Ａに対向状態に配される貫通孔４ａを
密封状態に閉塞するレーザ透過板５（レーザ透過部材）
と、該レーザ透過板５の周囲を取り囲むように配置され
る排水手段６と、前記ダクト部材４の内部にレーザ透過
板５に対して傾斜状態に配置され該ダクト部材３を通し
て導かれてきたレーザ光Ｒを屈曲させる凹面鏡７（集光
手段）とを具備している。
れるレーザ発振器２から、水Ｗ中に配される構造物３
（被溶接部材）まで、レーザ光Ｒを導く管状のダクト部
材４と、該ダクト部材４の先端に形成され、溶接時に構
造物３の溶接位置Ａに対向状態に配される貫通孔４ａを
密封状態に閉塞するレーザ透過板５（レーザ透過部材）
と、該レーザ透過板５の周囲を取り囲むように配置され
る排水手段６と、前記ダクト部材４の内部にレーザ透過
板５に対して傾斜状態に配置され該ダクト部材３を通し
て導かれてきたレーザ光Ｒを屈曲させる凹面鏡７（集光
手段）とを具備している。
【０００９】前記ダクト部材４は、水Ｗ中に配される一
端を液密状態に閉塞されることにより、水Ｗ中に配され
た場合にあっても、その内部への浸水を防止することが
できるようになっている。該ダクト部材４は、例えば、
適当な関節機構（図示略）をその途中位置に複数設ける
ことにより、先端位置を水Ｗ中の任意位置に配置するこ
とができるようになっている。この場合、各関節機構の
内部には、ミラーが配置され、前記レーザ発振器２から
出射されてくるレーザ光Ｒをダクト部材４の長手方向に
屈曲させつつダクト部材４の先端位置まで導くことがで
きるようになっている。レーザ光Ｒは、単位面積あたり
の光量を十分に減光した太い光の束としてダクト部材４
内を導かれる。これにより、各関節機構におけるミラー
の焼損を回避することができる。
端を液密状態に閉塞されることにより、水Ｗ中に配され
た場合にあっても、その内部への浸水を防止することが
できるようになっている。該ダクト部材４は、例えば、
適当な関節機構（図示略）をその途中位置に複数設ける
ことにより、先端位置を水Ｗ中の任意位置に配置するこ
とができるようになっている。この場合、各関節機構の
内部には、ミラーが配置され、前記レーザ発振器２から
出射されてくるレーザ光Ｒをダクト部材４の長手方向に
屈曲させつつダクト部材４の先端位置まで導くことがで
きるようになっている。レーザ光Ｒは、単位面積あたり
の光量を十分に減光した太い光の束としてダクト部材４
内を導かれる。これにより、各関節機構におけるミラー
の焼損を回避することができる。
【００１０】前記レーザ透過板５は、レーザ光Ｒの透過
率が高く、かつ、機械的強度が高いベリリウム製等の薄
板により構成されている。該レーザ透過板５は、前記ダ
クト部材４の先端近傍の側壁に貫通状態に形成された貫
通孔４ａを液密状態に閉塞している。
率が高く、かつ、機械的強度が高いベリリウム製等の薄
板により構成されている。該レーザ透過板５は、前記ダ
クト部材４の先端近傍の側壁に貫通状態に形成された貫
通孔４ａを液密状態に閉塞している。
【００１１】前記凹面鏡７は、ダクト部材４内に、前記
レーザ透過板５に隣接して配置され、ダクト部材４内を
その長手方向に沿って導かれてくるレーザ光Ｒを反射し
て、レーザ透過板５の方向に向けて概略直角に屈曲させ
るように、該レーザ透過板５に対して約４５゜の傾斜角
度をなして設置されている。該凹面鏡７の凹曲面７ａ
は、ダクト部材４内を導かれてくるレーザ光Ｒをレーザ
透過板５を透過させた後に、ダクト部材４に対して一定
の距離をおいて配される構造物３の溶接位置Ａにおいて
焦点Ｆを結ばせる程度の曲率に形成されている。また、
該凹面鏡７には、該凹面鏡７自体をレーザ光Ｒの進行方
向に直交する軸心８ａ回りに揺動させる揺動手段８が配
設されている。該揺動手段８は、例えば、凹面鏡７の背
面７ｂに取り付けられる軸心８ａに直結状態に配設され
るサーボモータであって、凹面鏡７を任意の傾斜角度に
設定することができるようになっている。
レーザ透過板５に隣接して配置され、ダクト部材４内を
その長手方向に沿って導かれてくるレーザ光Ｒを反射し
て、レーザ透過板５の方向に向けて概略直角に屈曲させ
るように、該レーザ透過板５に対して約４５゜の傾斜角
度をなして設置されている。該凹面鏡７の凹曲面７ａ
は、ダクト部材４内を導かれてくるレーザ光Ｒをレーザ
透過板５を透過させた後に、ダクト部材４に対して一定
の距離をおいて配される構造物３の溶接位置Ａにおいて
焦点Ｆを結ばせる程度の曲率に形成されている。また、
該凹面鏡７には、該凹面鏡７自体をレーザ光Ｒの進行方
向に直交する軸心８ａ回りに揺動させる揺動手段８が配
設されている。該揺動手段８は、例えば、凹面鏡７の背
面７ｂに取り付けられる軸心８ａに直結状態に配設され
るサーボモータであって、凹面鏡７を任意の傾斜角度に
設定することができるようになっている。
【００１２】前記排水手段６は、前記レーザ透過板５を
取り囲む筒状部材であって、レーザ光Ｒが構造物３の溶
接位置Ａにおいて焦点Ｆを結ぶ状態にダクト部材４が配
されたときに、該ダクト部材４と構造物３との相互間隙
に構造物３に向けて開口するように配置され、その先端
と構造物との間に微小間隙Ｇを形成する程度の長さ寸法
に形成されている。この排水手段６は、ダクト部材４に
取り付けられる円環状のマニホールド９と、該マニホー
ルド９の内径と同等の内径を有する円筒状の内筒１０
（内筒部材）と、該内筒１０の半径方向外方に間隔を空
けて配される外筒１１（外筒部材）とを具備している。
内筒１０は、構造物３に対向する端部が先端に向かって
拡径するテーパ状に形成されている。また、外筒１１
も、構造物３に対向する端部が先端に向かって上記内筒
１０との相互間隔を縮小しつつ拡径するテーパ状に形成
され、後述する加圧水を噴出するためのノズル１２を形
成するようになっている。
取り囲む筒状部材であって、レーザ光Ｒが構造物３の溶
接位置Ａにおいて焦点Ｆを結ぶ状態にダクト部材４が配
されたときに、該ダクト部材４と構造物３との相互間隙
に構造物３に向けて開口するように配置され、その先端
と構造物との間に微小間隙Ｇを形成する程度の長さ寸法
に形成されている。この排水手段６は、ダクト部材４に
取り付けられる円環状のマニホールド９と、該マニホー
ルド９の内径と同等の内径を有する円筒状の内筒１０
（内筒部材）と、該内筒１０の半径方向外方に間隔を空
けて配される外筒１１（外筒部材）とを具備している。
内筒１０は、構造物３に対向する端部が先端に向かって
拡径するテーパ状に形成されている。また、外筒１１
も、構造物３に対向する端部が先端に向かって上記内筒
１０との相互間隔を縮小しつつ拡径するテーパ状に形成
され、後述する加圧水を噴出するためのノズル１２を形
成するようになっている。
【００１３】前記マニホールド９は、外部に配される不
活性ガス供給源１３（気体供給手段）に接続され、内筒
１０の内側にヘリウムガス等の不活性ガスＨを供給する
不活性ガス供給管９ａと、加圧水供給源１４（加圧流体
供給手段）に接続され、内筒１０と外筒１１との相互間
隙に、加圧状態の水Ｌを供給する加圧水供給管９ｂとを
有している。不活性ガス供給管Ｈは、内筒１０の内側空
間に連通する複数のガス噴出口９ｃを有し、内筒１０の
内側に不活性ガスＨを充満させることができるようにな
っている。また、加圧水供給管９ｂは、内筒１０と外筒
１１との相互間隙に連通する複数の加圧水噴出口９ｄを
有し、内筒１０および外筒１１の先端に形成されたノズ
ル１２から加圧状態の水Ｌを満遍なく噴出させることに
よって内筒１０によって囲まれた空間の外側に加圧水Ｌ
のカーテンを形成するようになっている。
活性ガス供給源１３（気体供給手段）に接続され、内筒
１０の内側にヘリウムガス等の不活性ガスＨを供給する
不活性ガス供給管９ａと、加圧水供給源１４（加圧流体
供給手段）に接続され、内筒１０と外筒１１との相互間
隙に、加圧状態の水Ｌを供給する加圧水供給管９ｂとを
有している。不活性ガス供給管Ｈは、内筒１０の内側空
間に連通する複数のガス噴出口９ｃを有し、内筒１０の
内側に不活性ガスＨを充満させることができるようにな
っている。また、加圧水供給管９ｂは、内筒１０と外筒
１１との相互間隙に連通する複数の加圧水噴出口９ｄを
有し、内筒１０および外筒１１の先端に形成されたノズ
ル１２から加圧状態の水Ｌを満遍なく噴出させることに
よって内筒１０によって囲まれた空間の外側に加圧水Ｌ
のカーテンを形成するようになっている。
【００１４】このように構成された溶接装置１を使用し
て、水Ｗ中に配される構造物３に溶接作業を実施するに
は、まず、関節機構を作動させてダクト部材４の先端を
溶接位置Ａの近傍に配置する。そして、排水手段６の内
筒１０および外筒１１の先端が構造物３との間に予め設
定された微小間隙Ｇを形成する位置にてダクト部材４の
移動を停止し、その位置に位置決めする。
て、水Ｗ中に配される構造物３に溶接作業を実施するに
は、まず、関節機構を作動させてダクト部材４の先端を
溶接位置Ａの近傍に配置する。そして、排水手段６の内
筒１０および外筒１１の先端が構造物３との間に予め設
定された微小間隙Ｇを形成する位置にてダクト部材４の
移動を停止し、その位置に位置決めする。
【００１５】次いで、不活性ガス供給源１３から不活性
ガス供給管９ａに不活性ガスＨを供給するとともに、加
圧水供給源１４から加圧状態の水Ｌを内筒１０と外筒１
１との間に供給する。これにより、内筒１０の内側が不
活性ガスＨによって充満され、溢れた不活性ガスＨが内
筒１０と構造物３との微小間隙Ｇから外筒１１の外側に
噴出させられる。また、内筒１０および外筒１１の先端
に形成されたノズル１２から加圧状態の水Ｌが噴出させ
られることにより、排水手段６の先端から、内筒１０お
よび外筒１１のテーパ状に形成された先端形状に沿って
構造物３の表面に向けて斜め外側に噴出される加圧水Ｌ
のカーテンが形成される。これにより、該カーテンの内
側が不活性ガスＨで充満され、かつ、カーテンの外側に
配される水Ｗがカーテンを構成する加圧水Ｌの圧力によ
ってカーテンの内側に浸水することが阻止されることに
なり、内筒１０の内側が浸水しない状態に保持されるこ
とになる。
ガス供給管９ａに不活性ガスＨを供給するとともに、加
圧水供給源１４から加圧状態の水Ｌを内筒１０と外筒１
１との間に供給する。これにより、内筒１０の内側が不
活性ガスＨによって充満され、溢れた不活性ガスＨが内
筒１０と構造物３との微小間隙Ｇから外筒１１の外側に
噴出させられる。また、内筒１０および外筒１１の先端
に形成されたノズル１２から加圧状態の水Ｌが噴出させ
られることにより、排水手段６の先端から、内筒１０お
よび外筒１１のテーパ状に形成された先端形状に沿って
構造物３の表面に向けて斜め外側に噴出される加圧水Ｌ
のカーテンが形成される。これにより、該カーテンの内
側が不活性ガスＨで充満され、かつ、カーテンの外側に
配される水Ｗがカーテンを構成する加圧水Ｌの圧力によ
ってカーテンの内側に浸水することが阻止されることに
なり、内筒１０の内側が浸水しない状態に保持されるこ
とになる。
【００１６】この状態で、レーザ発振器２からレーザ光
Ｒを出射することにより、ダクト部材４の内部を通して
ダクト部材４の先端に導かれたレーザ光Ｒが、凹面鏡７
で直角に屈曲され、レーザ透過板５を透過して内筒１０
の内側を通過し、構造物３の溶接位置Ａにおいて焦点Ｆ
を結ぶことになり、溶接作業が実施される。ダクト部材
内部４は、液密状態に密封されており、レーザ透過板５
を透過するまでの間に、レーザ光Ｒが直接水Ｗ中を通過
しないので、レーザ光Ｒの減衰が回避され、水Ｗ中に配
される構造物３の近傍まで強度を保持した状態のレーザ
光Ｒが導かれることになる。また、レーザ透過板５を透
過した後においても、内筒１０の内側は、排水手段６に
よって浸水が排除されているので、レーザ光Ｒが水Ｗ中
を通過することがなく、強度を保有したレーザ光Ｒを構
造物３の溶接位置Ａに集光し得て、溶接作業を効率よく
実施することができる。しかも、内筒１０の内側に充満
され浸水を防止している気体は、不活性ガスＨであるの
で、該不活性ガスＨの雰囲気内において溶接を実施する
ことによって、溶接位置Ａの窒化等を防止して良好な溶
接を実施することができる。
Ｒを出射することにより、ダクト部材４の内部を通して
ダクト部材４の先端に導かれたレーザ光Ｒが、凹面鏡７
で直角に屈曲され、レーザ透過板５を透過して内筒１０
の内側を通過し、構造物３の溶接位置Ａにおいて焦点Ｆ
を結ぶことになり、溶接作業が実施される。ダクト部材
内部４は、液密状態に密封されており、レーザ透過板５
を透過するまでの間に、レーザ光Ｒが直接水Ｗ中を通過
しないので、レーザ光Ｒの減衰が回避され、水Ｗ中に配
される構造物３の近傍まで強度を保持した状態のレーザ
光Ｒが導かれることになる。また、レーザ透過板５を透
過した後においても、内筒１０の内側は、排水手段６に
よって浸水が排除されているので、レーザ光Ｒが水Ｗ中
を通過することがなく、強度を保有したレーザ光Ｒを構
造物３の溶接位置Ａに集光し得て、溶接作業を効率よく
実施することができる。しかも、内筒１０の内側に充満
され浸水を防止している気体は、不活性ガスＨであるの
で、該不活性ガスＨの雰囲気内において溶接を実施する
ことによって、溶接位置Ａの窒化等を防止して良好な溶
接を実施することができる。
【００１７】また、凹面鏡７の角度は、揺動手段８ａの
作動によって、適当な角度に設定することができるとと
もに、溶接作業の際に、適当な振幅で揺動させることに
より、レーザ光Ｒの集光Ｆ位置を微動させて、ウィービ
ング溶接を実施することも可能となる。
作動によって、適当な角度に設定することができるとと
もに、溶接作業の際に、適当な振幅で揺動させることに
より、レーザ光Ｒの集光Ｆ位置を微動させて、ウィービ
ング溶接を実施することも可能となる。
【００１８】なお、本発明においては以下の技術を採用
することができる。 ダクト部材４の位置決めにあたって、レーザー発振
器２に代えて、適当なカメラを配置することにより溶接
位置Ａの確認を実施することとしてもよい。この際に
は、レーザ透過板５を透明なガラスに切り替えることに
すればよい。また、レーザ発振器２の出力を落とした弱
レーザの利用により、溶接位置Ａの検出を実施すること
にしてもよい。 不活性な気体Ｈをヘリウムガス等の不活性ガスとし
たが、これに代えて任意の不活性な気体を採用すること
としてもよい。 加圧状態の流体Ｌを加圧水としたが、これに代え
て、任意の流体を使用することにしてもよい。 レーザ透過板５をベリリウム板としたが、これに代
えて、任意のレーザ透過性部材を採用することにしても
よい。
することができる。 ダクト部材４の位置決めにあたって、レーザー発振
器２に代えて、適当なカメラを配置することにより溶接
位置Ａの確認を実施することとしてもよい。この際に
は、レーザ透過板５を透明なガラスに切り替えることに
すればよい。また、レーザ発振器２の出力を落とした弱
レーザの利用により、溶接位置Ａの検出を実施すること
にしてもよい。 不活性な気体Ｈをヘリウムガス等の不活性ガスとし
たが、これに代えて任意の不活性な気体を採用すること
としてもよい。 加圧状態の流体Ｌを加圧水としたが、これに代え
て、任意の流体を使用することにしてもよい。 レーザ透過板５をベリリウム板としたが、これに代
えて、任意のレーザ透過性部材を採用することにしても
よい。
【００１９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の第１の手
段に係る水中レーザ溶接装置は、液密状態に密封され被
溶接部材近傍にレーザ光を導くダクト部材と、その先端
に設けられ被溶接部材の溶接位置に対向させられるレー
ザ透過部材と、ダクト部材内部を導かれてきたレーザ光
をレーザ透過部材の方向に屈曲させかつ被溶接部材の溶
接位置において集光させる集光手段と、レーザ透過部材
を取り囲むように配置されレーザ透過部材と被溶接部材
との相互間隙への浸水を排除する排水手段とを具備して
いるので、水中に配される被溶接部材まで、直接水中を
通過することなくレーザ光を導くことが可能となり、レ
ーザ光の減衰を防止して、効率よく溶接作業を実施する
ことができるという効果を奏する。本発明の第２の手段
に係る水中レーザ溶接装置は、排水手段が、レーザ透過
部材を取り囲んで被溶接部材の方向に開口しかつその表
面との間に微小間隙を空けて配される筒状の内筒部材
と、その外方に間隔を空けて配される外筒部材と、内筒
部材の内側に不活性な気体を供給する気体供給手段と、
内筒部材と外筒部材との相互間隙に加圧状態の流体を供
給して被溶接部材に対向する相互間隙の開口部から被溶
接部材に向けて斜め外方に流体を噴出させる加圧流体供
給手段とを具備しているので、上記効果に加えて、簡単
な構成で排出手段を構成することができ、水中に配され
る溶接装置の信頼性を向上することができる。また、不
活性な気体内において溶接作業を実施し得て、溶接部の
窒化等を防止して良好な溶接を実施することができる。
さらに、第３の手段に係る水中レーザ溶接方法は、水中
に配される被溶接部材の近傍に、液密状態に密封された
ダクト部材を通してレーザ光を導き、レーザ透過部材と
被溶接部材との相互間隙への浸水を排除しつつ、被溶接
部材の溶接位置にレーザ光を集光させるので、排水の不
可能な水槽中の構造物や海洋構造物を水中に配した状態
で溶接することができるとともに、放射線レベルの高い
被溶接部材を、水中に投入して放射線を遮蔽しつつ溶接
することができるという効果を奏する。
段に係る水中レーザ溶接装置は、液密状態に密封され被
溶接部材近傍にレーザ光を導くダクト部材と、その先端
に設けられ被溶接部材の溶接位置に対向させられるレー
ザ透過部材と、ダクト部材内部を導かれてきたレーザ光
をレーザ透過部材の方向に屈曲させかつ被溶接部材の溶
接位置において集光させる集光手段と、レーザ透過部材
を取り囲むように配置されレーザ透過部材と被溶接部材
との相互間隙への浸水を排除する排水手段とを具備して
いるので、水中に配される被溶接部材まで、直接水中を
通過することなくレーザ光を導くことが可能となり、レ
ーザ光の減衰を防止して、効率よく溶接作業を実施する
ことができるという効果を奏する。本発明の第２の手段
に係る水中レーザ溶接装置は、排水手段が、レーザ透過
部材を取り囲んで被溶接部材の方向に開口しかつその表
面との間に微小間隙を空けて配される筒状の内筒部材
と、その外方に間隔を空けて配される外筒部材と、内筒
部材の内側に不活性な気体を供給する気体供給手段と、
内筒部材と外筒部材との相互間隙に加圧状態の流体を供
給して被溶接部材に対向する相互間隙の開口部から被溶
接部材に向けて斜め外方に流体を噴出させる加圧流体供
給手段とを具備しているので、上記効果に加えて、簡単
な構成で排出手段を構成することができ、水中に配され
る溶接装置の信頼性を向上することができる。また、不
活性な気体内において溶接作業を実施し得て、溶接部の
窒化等を防止して良好な溶接を実施することができる。
さらに、第３の手段に係る水中レーザ溶接方法は、水中
に配される被溶接部材の近傍に、液密状態に密封された
ダクト部材を通してレーザ光を導き、レーザ透過部材と
被溶接部材との相互間隙への浸水を排除しつつ、被溶接
部材の溶接位置にレーザ光を集光させるので、排水の不
可能な水槽中の構造物や海洋構造物を水中に配した状態
で溶接することができるとともに、放射線レベルの高い
被溶接部材を、水中に投入して放射線を遮蔽しつつ溶接
することができるという効果を奏する。
【図１】本発明に係る水中レーザ溶接装置の一実施例を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【符号の説明】 １ 溶接装置（水中レーザ溶接装置） ２ レーザ発振器 ３ 構造物（被溶接部材） ４ ダクト部材 ５ レーザ透過部材 ６ 排水手段 ７ 集光手段 ８ 揺動手段 ９ マニホールド １０ 内筒（内筒部材） １１ 外筒（外筒部材） １２ ノズル（開口部） １３ 気体供給手段 １４ 加圧流体供給手段 Ａ 溶接位置 Ｇ 微小間隙 Ｈ 不活性ガス（不活性な気体） Ｌ 加圧水（加圧状態の流体） Ｒ レーザ光 Ｗ 水
Claims (3)
- 【請求項１】 水中に配される被溶接部材を溶接する装
置であって、液密状態に密封され前記被溶接部材近傍に
レーザ光を導くダクト部材と、該ダクト部材の先端に設
けられ前記被溶接部材の溶接位置に対向させられるレー
ザ透過部材と、前記ダクト部材内部を導かれてきたレー
ザ光を前記レーザ透過部材の方向に屈曲させかつ前記被
溶接部材の溶接位置において集光させる集光手段と、前
記レーザ透過部材を取り囲むように配置され該レーザ透
過部材と前記被溶接部材との相互間隙への浸水を排除す
る排水手段とを具備していることを特徴とする水中レー
ザ溶接装置。 - 【請求項２】 排水手段が、レーザ透過部材を取り囲ん
で被溶接部材の方向に開口しかつ該被溶接部材の表面と
の間に微小間隙を空けて配される筒状の内筒部材と、該
内筒部材の外方に間隔を空けて配される外筒部材と、内
筒部材の内側に不活性な気体を供給する気体供給手段
と、内筒部材と外筒部材との相互間隙に加圧状態の流体
を供給しかつ該流体を前記相互間隙の被溶接部材に対向
する開口部から被溶接部材に向けて斜め外方に噴出させ
る加圧流体供給手段とを具備していることを特徴とする
請求項１記載の水中レーザ溶接装置。 - 【請求項３】 水中に配される被溶接部材の近傍に、液
密状態に密封されたダクト部材を通してレーザ光を導く
とともに、該ダクト部材からレーザ光を出射するレーザ
透過部材と被溶接部材との相互間隙への浸水を排除しつ
つ、被溶接部材の溶接位置にレーザ光を集光させること
を特徴とする水中レーザ溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5146605A JPH071171A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 水中レーザ溶接装置および溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5146605A JPH071171A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 水中レーザ溶接装置および溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH071171A true JPH071171A (ja) | 1995-01-06 |
Family
ID=15411515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5146605A Pending JPH071171A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 水中レーザ溶接装置および溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071171A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996038258A1 (de) * | 1995-05-30 | 1996-12-05 | Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh | Vorrichtung zum schweissen und/oder behandeln von werkstücken mittels laserlichts im wasser |
| DE19646990A1 (de) * | 1996-11-14 | 1998-05-20 | Messer Griesheim Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Tiefenbeschriftung von Druckgasflaschen |
| US5938954A (en) * | 1995-11-24 | 1999-08-17 | Hitachi, Ltd. | Submerged laser beam irradiation equipment |
| US6163012A (en) * | 1996-09-27 | 2000-12-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Laser maintaining and repairing apparatus |
| CN107695514A (zh) * | 2017-09-20 | 2018-02-16 | 华中科技大学 | 一种激光‑气水同轴射流的耦合头及水下激光加工装置 |
| CN107739812A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-02-27 | 安徽工业大学 | 一种基于激光冲击波技术实现水下焊缝强化的方法和装置 |
| CN107838550A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-03-27 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一种水下复合热源增材制造装置及使用方法 |
| CN107931842A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-04-20 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一种水下激光增材制造装置及其使用方法 |
| CN108115134A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-05 | 东南大学 | 用于制造局部干区以进行水下扫描式激光增材制造的装置 |
| RU2702884C1 (ru) * | 2018-12-28 | 2019-10-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ГАЛФ" (ООО "ГАЛФ") | Устройство для лазерной очистки корпуса судна |
-
1993
- 1993-06-17 JP JP5146605A patent/JPH071171A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19519725A1 (de) * | 1995-05-30 | 1996-12-12 | Geesthacht Gkss Forschung | Vorrichtung zum Schweißen und/oder Behandeln von Werkstücken mittels Laserlicht im Wasser |
| DE19519725C2 (de) * | 1995-05-30 | 1997-07-03 | Geesthacht Gkss Forschung | Vorrichtung zum Schweißen und/oder Behandeln von Werkstücken mittels Laserlicht im Wasser |
| WO1996038258A1 (de) * | 1995-05-30 | 1996-12-05 | Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh | Vorrichtung zum schweissen und/oder behandeln von werkstücken mittels laserlichts im wasser |
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| DE19646990C2 (de) * | 1996-11-14 | 2002-05-29 | Messer Griesheim Gmbh | Vorrichtung zur Tiefenbeschriftung von Druckgasflaschen |
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| RU2702884C1 (ru) * | 2018-12-28 | 2019-10-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ГАЛФ" (ООО "ГАЛФ") | Устройство для лазерной очистки корпуса судна |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020813 |