JPH10113777A - 電子ビーム溶接用突き合わせ継ぎ手 - Google Patents
電子ビーム溶接用突き合わせ継ぎ手Info
- Publication number
- JPH10113777A JPH10113777A JP27073596A JP27073596A JPH10113777A JP H10113777 A JPH10113777 A JP H10113777A JP 27073596 A JP27073596 A JP 27073596A JP 27073596 A JP27073596 A JP 27073596A JP H10113777 A JPH10113777 A JP H10113777A
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- welding
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Abstract
(57)【要約】
【課題】真空中にて電子ビームによって溶接され精密な
位置決めが可能なバックアップ部材付きの突き合わせ溶
接継ぎ手において、アーキングポロシティや溶け落ち、
及び溶接部のブローホールなどの残留内部空気や金属蒸
気に起因する溶接部の欠陥の発生を無くす構造。 【解決手段】溶接部材２ａに設けたバックアップ部材５
に嵌合空間１１ｈと連通する排気路である連通穴５ｈを
形成し、いわゆる面取りと呼ぶ嵌合空間１１ｈが有る溶
接部材１１ａとを密接させて電子ビームによって溶接す
る。
位置決めが可能なバックアップ部材付きの突き合わせ溶
接継ぎ手において、アーキングポロシティや溶け落ち、
及び溶接部のブローホールなどの残留内部空気や金属蒸
気に起因する溶接部の欠陥の発生を無くす構造。 【解決手段】溶接部材２ａに設けたバックアップ部材５
に嵌合空間１１ｈと連通する排気路である連通穴５ｈを
形成し、いわゆる面取りと呼ぶ嵌合空間１１ｈが有る溶
接部材１１ａとを密接させて電子ビームによって溶接す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高真空チャンバ
内で電子ビームによって溶接される突き合わせ継ぎ手に
関する。
内で電子ビームによって溶接される突き合わせ継ぎ手に
関する。
【０００２】
【従来の技術】電子ビーム溶接は、高真空中で溶接する
ことにより、次の長所がある。 １）酸化・窒化を促進しない。２）活性金属・異種金属
の溶接が可能である。 ３）溶接部の材質変化が少ない。 また、この溶接は高エネルギ密度の線状熱源で熱入力が
少ないため、被溶接部は狭い間隔のいわゆるＩ型開先で
よく、更に、歪みが少なく高精度の溶接が可能であり、
原子力関連，宇宙・航空機器，高精度部品などの溶接に
活用されている。
ことにより、次の長所がある。 １）酸化・窒化を促進しない。２）活性金属・異種金属
の溶接が可能である。 ３）溶接部の材質変化が少ない。 また、この溶接は高エネルギ密度の線状熱源で熱入力が
少ないため、被溶接部は狭い間隔のいわゆるＩ型開先で
よく、更に、歪みが少なく高精度の溶接が可能であり、
原子力関連，宇宙・航空機器，高精度部品などの溶接に
活用されている。
【０００３】しかし、この電子ビーム溶接は次に記すい
くつかの欠点もある。 １）装置が高価である。２）真空にするための排気時間
が長い。３）蒸気圧が高い材料，および、これらの元素
を多量に含有する金属材料もしくはガスを多量に含有す
る金属は溶接部にブローホールを生じやすい。４）溶接
部から生じる金属蒸気やガスによって、溶接機の電子銃
のアノード−カソードを一次的または完全にデッドショ
ートさせるアーキング現象が発生して有孔のアーキング
ポロシティや溶け落ちが発生する場合もある。
くつかの欠点もある。 １）装置が高価である。２）真空にするための排気時間
が長い。３）蒸気圧が高い材料，および、これらの元素
を多量に含有する金属材料もしくはガスを多量に含有す
る金属は溶接部にブローホールを生じやすい。４）溶接
部から生じる金属蒸気やガスによって、溶接機の電子銃
のアノード−カソードを一次的または完全にデッドショ
ートさせるアーキング現象が発生して有孔のアーキング
ポロシティや溶け落ちが発生する場合もある。
【０００４】図４から図７は従来の電子ビーム溶接継ぎ
手の形状例である。この例は、断面の一部だけを表示す
るが、これらの形状は紙面に垂直な平面だけでなく、円
筒部にも適用される。図４の継ぎ手は、溶接部材１１と
溶接部材１２を開先無しで突き合わせて適切に制御され
た電子ビームによって真空中にて溶着部５１を形成させ
る。図５の継ぎ手は、図４の構造に裏当て板１３を設け
て溶接時の溶融金属を落下させない構成であり、他は図
４と同様のために説明を略す。この図４，５の継ぎ手は
突き合わせ面を容易に密接させられるが、突き合わせ面
のずれなどの位置決めに別の手段が必要となり精密な位
置決めは大規模な治具が必要である。
手の形状例である。この例は、断面の一部だけを表示す
るが、これらの形状は紙面に垂直な平面だけでなく、円
筒部にも適用される。図４の継ぎ手は、溶接部材１１と
溶接部材１２を開先無しで突き合わせて適切に制御され
た電子ビームによって真空中にて溶着部５１を形成させ
る。図５の継ぎ手は、図４の構造に裏当て板１３を設け
て溶接時の溶融金属を落下させない構成であり、他は図
４と同様のために説明を略す。この図４，５の継ぎ手は
突き合わせ面を容易に密接させられるが、突き合わせ面
のずれなどの位置決めに別の手段が必要となり精密な位
置決めは大規模な治具が必要である。
【０００５】図６は他の継ぎ手の従来例を示し、バック
アップ部材１５の付加により精密な位置決めが可能であ
り、図７と共に円筒部に多く適用されている。溶接部材
１２ａに嵌合空間１１ｈが有る溶接部材１１ａをバック
アップ部材１５に合わせてから電子ビームを照射して溶
着部５１を形成させる。この嵌合空間１１ｈは、いわゆ
る面取りと呼ぶ部分で、他方の隅の直角に加工しきれな
い部分と接触しないようにして２つの溶接部材の密接性
を高めるためである。
アップ部材１５の付加により精密な位置決めが可能であ
り、図７と共に円筒部に多く適用されている。溶接部材
１２ａに嵌合空間１１ｈが有る溶接部材１１ａをバック
アップ部材１５に合わせてから電子ビームを照射して溶
着部５１を形成させる。この嵌合空間１１ｈは、いわゆ
る面取りと呼ぶ部分で、他方の隅の直角に加工しきれな
い部分と接触しないようにして２つの溶接部材の密接性
を高めるためである。
【０００６】図７も他の継ぎ手の従来例を示し、溶接部
材１２ｂに嵌合空間１５ｈ付きのバックアップ部材１５
ａを設け、図６と同様に溶接部材１１と合わせてから電
子ビームを照射して溶着部５１を形成させる。
材１２ｂに嵌合空間１５ｈ付きのバックアップ部材１５
ａを設け、図６と同様に溶接部材１１と合わせてから電
子ビームを照射して溶着部５１を形成させる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述の図６と図７の突
き合わせ溶接継ぎ手では、バックアップ部材を設けて位
置決め部の嵌合隙間を小さくして精密な位置決めが可能
であるが、組み立て時に嵌合空間１１ｈおよび１５ｈの
空気が密閉され、また、位置決め部の隙間が特に小さく
形成されて、前記空間と真空チャンバ間の空気抵抗が大
きくなって真空化に向けての排気時間を長くしても空間
の残留空気を充分に排気できずに溶接欠陥の原因になる
ことがあった。
き合わせ溶接継ぎ手では、バックアップ部材を設けて位
置決め部の嵌合隙間を小さくして精密な位置決めが可能
であるが、組み立て時に嵌合空間１１ｈおよび１５ｈの
空気が密閉され、また、位置決め部の隙間が特に小さく
形成されて、前記空間と真空チャンバ間の空気抵抗が大
きくなって真空化に向けての排気時間を長くしても空間
の残留空気を充分に排気できずに溶接欠陥の原因になる
ことがあった。
【０００８】特に、Ａｌ合金やＭｇ合金などの金属蒸気
を発生しやすい材料では、嵌合空間１１ｈ，１５ｈの残
留空気が溶接時に膨張されて嵌合空間から放出されて、
金属蒸気と残留空気に起因するアーキングポロシティや
溶け落ち，溶接部のブローホールなどの欠陥の発生が多
くみられた。この発明の課題は、精密な位置決めが可能
なバックアップ部材付きの突き合わせ溶接継ぎ手におい
て、アーキングポロシティや溶け落ち、及び溶接部のブ
ローホールなどの残留空気や金属蒸気に起因する溶接部
の欠陥の発生を無くすことである。
を発生しやすい材料では、嵌合空間１１ｈ，１５ｈの残
留空気が溶接時に膨張されて嵌合空間から放出されて、
金属蒸気と残留空気に起因するアーキングポロシティや
溶け落ち，溶接部のブローホールなどの欠陥の発生が多
くみられた。この発明の課題は、精密な位置決めが可能
なバックアップ部材付きの突き合わせ溶接継ぎ手におい
て、アーキングポロシティや溶け落ち、及び溶接部のブ
ローホールなどの残留空気や金属蒸気に起因する溶接部
の欠陥の発生を無くすことである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、突き合わせ
部が密接されて真空チャンバ内で電子ビーム溶接される
２つの部材の少なくも片方の部材に他方と嵌合するバッ
クアップ部材が設けられ、嵌合部の干渉を避ける空間が
いずれかの部材に形成される突き合わせ継ぎ手におい
て、前記空間は電子ビーム溶接される深部から溶接部材
表面まで定間隔に形成した排気路によって連通される構
造である。
部が密接されて真空チャンバ内で電子ビーム溶接される
２つの部材の少なくも片方の部材に他方と嵌合するバッ
クアップ部材が設けられ、嵌合部の干渉を避ける空間が
いずれかの部材に形成される突き合わせ継ぎ手におい
て、前記空間は電子ビーム溶接される深部から溶接部材
表面まで定間隔に形成した排気路によって連通される構
造である。
【００１０】また、請求項２，３，４の発明は、請求項
１に記載の電子ビーム溶接用突き合わせ継ぎ手におい
て、排気路は、バックアップ部材に形成されたり、バッ
クアップ部材と溶接部材の接触面の少なくも片方に形成
される溝であったり、更に、突き合わせ部が溶接される
２つの部材の接触面の少なくも片方の部材面に形成され
溶接深部から溶接側まで定間隔で連通される溝の構造で
ある。
１に記載の電子ビーム溶接用突き合わせ継ぎ手におい
て、排気路は、バックアップ部材に形成されたり、バッ
クアップ部材と溶接部材の接触面の少なくも片方に形成
される溝であったり、更に、突き合わせ部が溶接される
２つの部材の接触面の少なくも片方の部材面に形成され
溶接深部から溶接側まで定間隔で連通される溝の構造で
ある。
【００１１】
【発明の実施の形態】この発明は、バックアップ部材付
きの突き合わせ溶接継ぎ手の嵌合に必要な空間に連通す
る排気路を設け、その嵌合空間の空気と溶接時の金属蒸
気を速やかに溶接部材から排気させる構造である。
きの突き合わせ溶接継ぎ手の嵌合に必要な空間に連通す
る排気路を設け、その嵌合空間の空気と溶接時の金属蒸
気を速やかに溶接部材から排気させる構造である。
【００１２】
実施例１：この発明の実施例を図１に示し、(a) は平面
図、(b) は断面図である。溶接部材２ａは、バックアッ
プ部材５が一体に設けられている。溶接部材１１ａは、
図６と同様に溶接部材２ａ，バックアップ部材５に密接
できるように嵌合空間１１ｈが加工されている。バック
アップ部材５に嵌合空間１１ｈとの排気路である連通穴
５ｈを嵌合空間１１ｈの大きさに応じて定間隔Ｌに形成
する。この連通穴５ｈによって嵌合空間１１ｈは溶接部
材外の真空部と小さな空気抵抗にて連通される。
図、(b) は断面図である。溶接部材２ａは、バックアッ
プ部材５が一体に設けられている。溶接部材１１ａは、
図６と同様に溶接部材２ａ，バックアップ部材５に密接
できるように嵌合空間１１ｈが加工されている。バック
アップ部材５に嵌合空間１１ｈとの排気路である連通穴
５ｈを嵌合空間１１ｈの大きさに応じて定間隔Ｌに形成
する。この連通穴５ｈによって嵌合空間１１ｈは溶接部
材外の真空部と小さな空気抵抗にて連通される。
【００１３】実施例２：この発明の実施例２を図２に示
す。実施例１と同様に溶接部材２ｂは、バックアップ部
材５ａが一体に設けられ、溶接部材１１ａは、溶接部材
２ｂ，バックアップ部材５ａに密接できるように嵌合空
間１１ｈが加工されている。実施例１と異なるのは、バ
ックアップ部材５ａに排気路である排気溝５ｍを同様に
定間隔に形成した点で、他は同一のために説明を略す。
この排気溝５ｍは、溶接部材１１ａ側に形成することも
できる。この構成によると実施例１と同様の効果が得ら
れると共に、排気溝５ｍをフライス盤にて実施例１に比
べて精度良く短時間に加工でき更に排気溝５ｍの幅を細
くして溶融金属が流出しにくい構造も可能である。
す。実施例１と同様に溶接部材２ｂは、バックアップ部
材５ａが一体に設けられ、溶接部材１１ａは、溶接部材
２ｂ，バックアップ部材５ａに密接できるように嵌合空
間１１ｈが加工されている。実施例１と異なるのは、バ
ックアップ部材５ａに排気路である排気溝５ｍを同様に
定間隔に形成した点で、他は同一のために説明を略す。
この排気溝５ｍは、溶接部材１１ａ側に形成することも
できる。この構成によると実施例１と同様の効果が得ら
れると共に、排気溝５ｍをフライス盤にて実施例１に比
べて精度良く短時間に加工でき更に排気溝５ｍの幅を細
くして溶融金属が流出しにくい構造も可能である。
【００１４】実施例３：この発明の実施例３を図３に示
す。この例は、実施例１と同様に溶接部材１２ａは図６
と同様にバックアップ部材１５が一体で設けられ、溶接
部材１ａは溶接部材１２ａとバックアップ部材１５に密
接できるように嵌合空間１ｈが加工されている。排気路
である排気溝１ｍは、溶接部材１ａに嵌合空間１ｈの大
きさに応じて定間隔に形成する。この排気溝１ｍは溶接
部材１２ａに形成しても両方に形成しても良い。この構
成によると実施例１と同様の効果が得られると共に、排
気溝１ｍをフライス盤によって加工できるため実施例１
に比べて短時間で精度良く形成でき、かつ、溶融金属が
流出しない構造が可能になる。
す。この例は、実施例１と同様に溶接部材１２ａは図６
と同様にバックアップ部材１５が一体で設けられ、溶接
部材１ａは溶接部材１２ａとバックアップ部材１５に密
接できるように嵌合空間１ｈが加工されている。排気路
である排気溝１ｍは、溶接部材１ａに嵌合空間１ｈの大
きさに応じて定間隔に形成する。この排気溝１ｍは溶接
部材１２ａに形成しても両方に形成しても良い。この構
成によると実施例１と同様の効果が得られると共に、排
気溝１ｍをフライス盤によって加工できるため実施例１
に比べて短時間で精度良く形成でき、かつ、溶融金属が
流出しない構造が可能になる。
【００１５】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、嵌合空間と連
通する排気路を形成し、請求項２の発明によれば、この
排気路をバックアップ部材の連通穴として形成するた
め、嵌合用に形成された空間は溶接部材外の真空部と小
さな空気抵抗にて連通され、電子ビーム溶接時に発生す
る金属蒸気もすぐ真空に吸引されて溶接部に欠陥を生じ
させない構造を提供できる。
通する排気路を形成し、請求項２の発明によれば、この
排気路をバックアップ部材の連通穴として形成するた
め、嵌合用に形成された空間は溶接部材外の真空部と小
さな空気抵抗にて連通され、電子ビーム溶接時に発生す
る金属蒸気もすぐ真空に吸引されて溶接部に欠陥を生じ
させない構造を提供できる。
【００１６】請求項３の発明によれば、嵌合空間と連通
する排気路である排気溝を嵌合空間側にフライス盤加工
によって形成させるため、請求項２の発明に比較して短
時間に高精度の溝を形成でき、その溝を細くすることに
よって溶融金属が流出しにくい構造を提供できる。請求
項４の発明によれば、嵌合空間と連通する排気路である
排気溝を溶接部材のいずれかの突き合わせ面の溶接側に
フライス盤加工によって形成するため、請求項２の発明
に比較して短時間に高精度の溝を形成でき、更に溶融金
属が流出しない構造を提供できる。
する排気路である排気溝を嵌合空間側にフライス盤加工
によって形成させるため、請求項２の発明に比較して短
時間に高精度の溝を形成でき、その溝を細くすることに
よって溶融金属が流出しにくい構造を提供できる。請求
項４の発明によれば、嵌合空間と連通する排気路である
排気溝を溶接部材のいずれかの突き合わせ面の溶接側に
フライス盤加工によって形成するため、請求項２の発明
に比較して短時間に高精度の溝を形成でき、更に溶融金
属が流出しない構造を提供できる。
【図１】この発明の実施例１の、(a) は平面図、(b) は
断面図
断面図
【図２】この発明の実施例２の断面図
【図３】この発明の実施例３の断面図
【図４】従来例のＩ形突き合わせ継ぎ手の断面図
【図５】従来例の裏当て付け突き合わせ継ぎ手の断面図
【図６】従来例の段違いステップ継ぎ手の断面図
【図７】従来例のバックアップ材付き突き合わせ継ぎ手
の断面図
の断面図
１ａ 溶接部材 １ｈ 嵌合空間 １ｍ 排気溝 ２ａ 溶接部材 ２ｂ 溶接部材 ５ バックアップ部材 ５ｈ 連通穴 ５ｍ 排気溝 １１ 溶接部材 １１ｈ 嵌合空間 １２ 溶接部材 １３ 裏当て板 １５ バックアップ部材 １５ｈ 嵌合空間 ５１ 溶着部
Claims (4)
- 【請求項１】突き合わせ部が密接されて真空チャンバ内
で電子ビーム溶接される２つの部材の少なくも片方の部
材に他方と嵌合するバックアップ部材が設けられ、嵌合
部の干渉を避ける空間がいずれかの部材に形成される突
き合わせ継ぎ手において、 前記空間は、電子ビーム溶接される深部から溶接部材表
面まで定間隔に形成した排気路によって連通される構造
を特徴とする電子ビーム溶接用突き合わせ継ぎ手。 - 【請求項２】請求項１に記載の電子ビーム溶接用突き合
わせ継ぎ手において、 排気路は、バックアップ部材に形成される構造を特徴と
する電子ビーム溶接用突き合わせ継ぎ手。 - 【請求項３】請求項１に記載の電子ビーム溶接用突き合
わせ継ぎ手において、 排気路は、バックアップ部材と溶接部材の接触面の少な
くも片方に形成される溝である構造を特徴とする電子ビ
ーム溶接用突き合わせ継ぎ手。 - 【請求項４】請求項１に記載の電子ビーム溶接用突き合
わせ継ぎ手において、 排気路は、突き合わせ部が溶接される２つの部材の接触
面の少なくも片方の部材面に形成され溶接深部から溶接
側まで連通される溝である構造を特徴とする電子ビーム
溶接用突き合わせ継ぎ手。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27073596A JPH10113777A (ja) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | 電子ビーム溶接用突き合わせ継ぎ手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27073596A JPH10113777A (ja) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | 電子ビーム溶接用突き合わせ継ぎ手 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10113777A true JPH10113777A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17490244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27073596A Pending JPH10113777A (ja) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | 電子ビーム溶接用突き合わせ継ぎ手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10113777A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009022979A (ja) * | 2007-07-19 | 2009-02-05 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | レーザ溶接継手および当該継手を用いた接合体 |
| JP5170354B1 (ja) * | 2012-05-31 | 2013-03-27 | 新日鐵住金株式会社 | ビーム溶接継手およびビーム溶接方法 |
| JP2014514505A (ja) * | 2011-02-17 | 2014-06-19 | レイセオン カンパニー | ベルト締め環状体圧力容器および同一物を作る方法 |
| RU2668648C2 (ru) * | 2016-04-28 | 2018-10-02 | Публичное Акционерное Общество "Воронежское акционерное самолетостроительное общество" | Способ электронно-лучевой сварки конструкций |
-
1996
- 1996-10-14 JP JP27073596A patent/JPH10113777A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009022979A (ja) * | 2007-07-19 | 2009-02-05 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | レーザ溶接継手および当該継手を用いた接合体 |
| JP2014514505A (ja) * | 2011-02-17 | 2014-06-19 | レイセオン カンパニー | ベルト締め環状体圧力容器および同一物を作る方法 |
| US9541235B2 (en) | 2011-02-17 | 2017-01-10 | Raytheon Company | Belted toroid pressure vessel and method for making the same |
| JP5170354B1 (ja) * | 2012-05-31 | 2013-03-27 | 新日鐵住金株式会社 | ビーム溶接継手およびビーム溶接方法 |
| WO2013179461A1 (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | 新日鐵住金株式会社 | ビーム溶接継手およびビーム溶接方法 |
| RU2668648C2 (ru) * | 2016-04-28 | 2018-10-02 | Публичное Акционерное Общество "Воронежское акционерное самолетостроительное общество" | Способ электронно-лучевой сварки конструкций |
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