JPH11347762A - 熱交換器シール溶接方法 - Google Patents
熱交換器シール溶接方法Info
- Publication number
- JPH11347762A JPH11347762A JP10161665A JP16166598A JPH11347762A JP H11347762 A JPH11347762 A JP H11347762A JP 10161665 A JP10161665 A JP 10161665A JP 16166598 A JP16166598 A JP 16166598A JP H11347762 A JPH11347762 A JP H11347762A
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- JP
- Japan
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- face
- welding
- tubular body
- tube
- thickness
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- Withdrawn
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 管板に管体を溶接するに当り、管体の端面角
を除去する熱交換器シール溶接方法を提供する。 【解決手段】 管体２の支持物１への溶接に当り、レー
ザビームを二つの光路Ｂ，Ｂｄに分割したツインビーム
を得る光学系１０を有する溶接ヘッドを、上記管体２の
端面にて管体厚さ方向の２箇所を同時に溶接するよう上
記端面周囲に沿って移動させるようにした。
を除去する熱交換器シール溶接方法を提供する。 【解決手段】 管体２の支持物１への溶接に当り、レー
ザビームを二つの光路Ｂ，Ｂｄに分割したツインビーム
を得る光学系１０を有する溶接ヘッドを、上記管体２の
端面にて管体厚さ方向の２箇所を同時に溶接するよう上
記端面周囲に沿って移動させるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるツインビ
ームの溶接ヘッドを用いて管体を溶接する熱交換器シー
ル溶接方法に関する。
ームの溶接ヘッドを用いて管体を溶接する熱交換器シー
ル溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱交換器では、その製造に当り、多数の
管体を管板（支持物）に溶接して固定するという作業が
ある。この場合、従来から行なわれている作業は、ＴＩ
Ｇ溶接により管体を１本ずつ溶接するやり方で、図３に
示すように管板１の壁面にクランプした管体２をＴＩＧ
溶接ヘッド３にて溶接するものである。
管体を管板（支持物）に溶接して固定するという作業が
ある。この場合、従来から行なわれている作業は、ＴＩ
Ｇ溶接により管体を１本ずつ溶接するやり方で、図３に
示すように管板１の壁面にクランプした管体２をＴＩＧ
溶接ヘッド３にて溶接するものである。
【０００３】溶接に当っては図４（ａ）に示すように管
板１に管体２の端面を位置させ、その端面を図４（ｂ）
に示すように円形の周囲に沿って溶接するもので、図４
（ｂ）のような位置にＴＩＧアークを生じさせて溶接し
ている。
板１に管体２の端面を位置させ、その端面を図４（ｂ）
に示すように円形の周囲に沿って溶接するもので、図４
（ｂ）のような位置にＴＩＧアークを生じさせて溶接し
ている。
【０００４】しかしながら、かかるＴＩＧ溶接にあって
は、溶接速度が遅く熱歪や熱変形が問題になる。すなわ
ち、多数の管体２の個別の溶接には多くの時間がかか
り、また、管板１に対し管体２の端面厚さの加熱による
歪や変形はどうしても生ずる。
は、溶接速度が遅く熱歪や熱変形が問題になる。すなわ
ち、多数の管体２の個別の溶接には多くの時間がかか
り、また、管板１に対し管体２の端面厚さの加熱による
歪や変形はどうしても生ずる。
【０００５】このため、溶接の速度も早く熱による歪や
変形も生じにくいレーザ溶接が着目され、図４（ｃ）に
示すようにレーザビームを照射して管体２と管板１との
溶接を行なう方法が採られつつある。
変形も生じにくいレーザ溶接が着目され、図４（ｃ）に
示すようにレーザビームを照射して管体２と管板１との
溶接を行なう方法が採られつつある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
レーザ溶接にあっては、次の問題が生じている。ＴＩＧ
溶接では管体２の端面にアークを生じさせて端面全体を
溶融するものであり、図４（ｂ）に示すように溶接後の
端面は、角が取れた形状に変形する。この変形は後工程
で行なわれる各管体２への検査工具の挿入による検査に
当って、挿入操作を円滑に多数の管体２の検査に好都合
である。
レーザ溶接にあっては、次の問題が生じている。ＴＩＧ
溶接では管体２の端面にアークを生じさせて端面全体を
溶融するものであり、図４（ｂ）に示すように溶接後の
端面は、角が取れた形状に変形する。この変形は後工程
で行なわれる各管体２への検査工具の挿入による検査に
当って、挿入操作を円滑に多数の管体２の検査に好都合
である。
【０００７】ところが、図４（ｃ）に示すレーザビーム
による溶接では開先部分のみが溶融することとなり、管
体２の端面の角まで溶融されないためこの角が残り、後
工程での検査工具の挿入操作は非常にやりにくくなって
いる。
による溶接では開先部分のみが溶融することとなり、管
体２の端面の角まで溶融されないためこの角が残り、後
工程での検査工具の挿入操作は非常にやりにくくなって
いる。
【０００８】本発明は、上述の問題に鑑み、管体の端面
角を除去するための熱交換器シール溶接方法の提供を目
的とする。
角を除去するための熱交換器シール溶接方法の提供を目
的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、次の発明特定事項を有する。第１の発明は、管
体の支持物への溶接に当り、レーザビームを二つの光路
に分割したツインビームを得る光学系を有する溶接ヘッ
ドを、上記管体の端面にて管体厚さ方向の２箇所を同時
に溶接するよう上記端面周囲に沿って移動させるもので
ある。
発明は、次の発明特定事項を有する。第１の発明は、管
体の支持物への溶接に当り、レーザビームを二つの光路
に分割したツインビームを得る光学系を有する溶接ヘッ
ドを、上記管体の端面にて管体厚さ方向の２箇所を同時
に溶接するよう上記端面周囲に沿って移動させるもので
ある。
【００１０】第２の発明は、第１の発明を基にして、上
記ツインビームの集光は管体端面に被加工面上で厚さに
応じた間隔だけ離して得るものである。
記ツインビームの集光は管体端面に被加工面上で厚さに
応じた間隔だけ離して得るものである。
【００１１】第３の発明は、第１の発明を基にして、上
記溶接ヘッドは端面円形の管体の軸心を中心として回転
させるよう移動させたものである。
記溶接ヘッドは端面円形の管体の軸心を中心として回転
させるよう移動させたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】ここで、図１，図２を参照して本
発明の実施の形態の一例につき説明する。図１では、ま
ずツインビームを生成する加工光学系を示している。こ
の加工光学系は、主に集光光学系１０を有し、レーザ光
源側（光ファイバ１１）と集光光学系１０との間あるい
は集光光学系１０と管体１の端面との間にクサビプリズ
ム１２を光軸に直角に光束に対し出し入れ可能な如く配
置する。
発明の実施の形態の一例につき説明する。図１では、ま
ずツインビームを生成する加工光学系を示している。こ
の加工光学系は、主に集光光学系１０を有し、レーザ光
源側（光ファイバ１１）と集光光学系１０との間あるい
は集光光学系１０と管体１の端面との間にクサビプリズ
ム１２を光軸に直角に光束に対し出し入れ可能な如く配
置する。
【００１３】このクサビプリズム１２の光束への挿入
は、光ファイバ１１から出射されたレーザビームの一部
Ｂｄを分割して出力を調整するもので、レーザビームＢ
とＢｄとを照射面の別位置Ｐ，Ｑに集光させるものであ
る。しかも照射面上にて点Ｐとして集光されるレーザビ
ームＢに対し、クサビプリズム１２の厚さに伴ってデフ
ォーカスされたレーザビームＢｄの集光位置がδだけず
れる。この結果、図１（ｂ）で示すＳ面でのレーザビー
ムＢ，Ｂｄに対して照射面であるＷ面では図１（ｃ）に
て示すようにレーザビームＢは点にＢｄは若干の広がり
をもって集光されかつ相互に離間したビーム形状とな
る。
は、光ファイバ１１から出射されたレーザビームの一部
Ｂｄを分割して出力を調整するもので、レーザビームＢ
とＢｄとを照射面の別位置Ｐ，Ｑに集光させるものであ
る。しかも照射面上にて点Ｐとして集光されるレーザビ
ームＢに対し、クサビプリズム１２の厚さに伴ってデフ
ォーカスされたレーザビームＢｄの集光位置がδだけず
れる。この結果、図１（ｂ）で示すＳ面でのレーザビー
ムＢ，Ｂｄに対して照射面であるＷ面では図１（ｃ）に
て示すようにレーザビームＢは点にＢｄは若干の広がり
をもって集光されかつ相互に離間したビーム形状とな
る。
【００１４】この場合、レーザビームＢとＢｄとの光エ
ネルギの比率はクサビプリズム１２の大きさや挿入量つ
まりＳ面でのレーザビームＢとＢｄとの面積比で決ま
り、また、レーザビームＢｄのデフォーカス量δはクサ
ビプリズム１２の厚さにて決まり、更に、被照射面Ｗで
のレーザビームの間隔ｄはクサビプリズム１２のクサビ
角（傾斜程度）により決まる。
ネルギの比率はクサビプリズム１２の大きさや挿入量つ
まりＳ面でのレーザビームＢとＢｄとの面積比で決ま
り、また、レーザビームＢｄのデフォーカス量δはクサ
ビプリズム１２の厚さにて決まり、更に、被照射面Ｗで
のレーザビームの間隔ｄはクサビプリズム１２のクサビ
角（傾斜程度）により決まる。
【００１５】したがって、管体２を管板１に溶接するに
当っては、開先と端面角の溶融量を相対的にどの位にす
るかは、上述のレーザビームＢとＢｄの面積比やクサビ
プリズム１２の厚さ（デフォーカス量）に左右され、管
体１の厚みに対応してクサビ角を決定することができ、
微小間隔のツインビームをも得ることができる。
当っては、開先と端面角の溶融量を相対的にどの位にす
るかは、上述のレーザビームＢとＢｄの面積比やクサビ
プリズム１２の厚さ（デフォーカス量）に左右され、管
体１の厚みに対応してクサビ角を決定することができ、
微小間隔のツインビームをも得ることができる。
【００１６】図１に示すツインビームを生ずる加工光学
系においては、図２（ａ）に示すようにビームＢの集光
点Ｐは管板１と管体２との開先に位置決めされ、またビ
ームＢｄの集光部Ｑは管体２の端面角に位置決めされ
る。そして、図２（ｂ）に示すようにレーザビームＢ，
Ｂｄが照射されて開先のシール溶接が行なわれかつ端面
の角が溶融される。この結果例えば図２（ｃ）に示すよ
うなビード形状が得られ、管体２の端面角部がわん曲部
となって現われ、この結果、管体２への検査工具の挿入
は円滑に行なわれる。
系においては、図２（ａ）に示すようにビームＢの集光
点Ｐは管板１と管体２との開先に位置決めされ、またビ
ームＢｄの集光部Ｑは管体２の端面角に位置決めされ
る。そして、図２（ｂ）に示すようにレーザビームＢ，
Ｂｄが照射されて開先のシール溶接が行なわれかつ端面
の角が溶融される。この結果例えば図２（ｃ）に示すよ
うなビード形状が得られ、管体２の端面角部がわん曲部
となって現われ、この結果、管体２への検査工具の挿入
は円滑に行なわれる。
【００１７】管体１の端面が円形である場合には、溶接
に当っては加工光学系を管体１の軸心を中心として回転
させるようにすれば、開先及び端面角を同時に並行して
溶接することができる。
に当っては加工光学系を管体１の軸心を中心として回転
させるようにすれば、開先及び端面角を同時に並行して
溶接することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明の如く本発明によれば次の効果
を奏する。第１の発明によれば、管体の支持物への溶接
に当り、レーザビームを二つの光路に分割したツインビ
ームを得る光学系を有する溶接ヘッドを、上記管体の端
面にて管体厚さ方向の２箇所を同時に溶接するよう上記
端面周囲に沿って移動させることにより、管体端面にて
開先と角とを同時に溶接できることとなり、短時間の溶
接で済むこととなり、検査工具等の管体への挿入も支障
なく行なえる。
を奏する。第１の発明によれば、管体の支持物への溶接
に当り、レーザビームを二つの光路に分割したツインビ
ームを得る光学系を有する溶接ヘッドを、上記管体の端
面にて管体厚さ方向の２箇所を同時に溶接するよう上記
端面周囲に沿って移動させることにより、管体端面にて
開先と角とを同時に溶接できることとなり、短時間の溶
接で済むこととなり、検査工具等の管体への挿入も支障
なく行なえる。
【００１９】第２の発明によれば、上記ツインビームの
集光は管体端面に被加工面上で厚さに応じた間隔だけ離
して得ることにより、管体の厚さの大小にかかわらず、
同時溶接が可能となった。
集光は管体端面に被加工面上で厚さに応じた間隔だけ離
して得ることにより、管体の厚さの大小にかかわらず、
同時溶接が可能となった。
【００２０】第３の発明によれば、上記溶接ヘッドは端
面円形の管体の軸心を中心として回転させるよう移動さ
せたことにより、溶接ヘッドの操作が簡単となりしかも
精度も良い。
面円形の管体の軸心を中心として回転させるよう移動さ
せたことにより、溶接ヘッドの操作が簡単となりしかも
精度も良い。
【図１】ツインビームの加工光学系及びそのビーム形状
を示す説明図。
を示す説明図。
【図２】本発明の形態の一例の説明図。
【図３】熱交換器のシール溶接方法を実施する部分斜視
図。
図。
【図４】管体と管板との関係及び溶接の説明図。
１ 管板 ２ 管体 １０ 集光光学系 １１ 光ファイバ １２ クサビプリズム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤羽 崇 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
Claims (3)
- 【請求項１】 管体の支持物への溶接に当り、レーザビ
ームを二つの光路に分割したツインビームを得る光学系
を有する溶接ヘッドを、上記管体の端面にて管体厚さ方
向の２箇所を同時に溶接するよう上記端面周囲に沿って
移動させる熱交換器シール溶接方法。 - 【請求項２】 上記ツインビームの集光は管体端面の被
加工面上で厚さに応じた間隔だけ離して得る請求項１記
載の熱交換器シール溶接方法。 - 【請求項３】 上記溶接ヘッドは端面円形の管体の軸心
を中心として回転させるよう移動させた請求項１記載の
熱交換器シール溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10161665A JPH11347762A (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 熱交換器シール溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10161665A JPH11347762A (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 熱交換器シール溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11347762A true JPH11347762A (ja) | 1999-12-21 |
Family
ID=15739515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10161665A Withdrawn JPH11347762A (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 熱交換器シール溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11347762A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102012017130A1 (de) | 2012-09-01 | 2014-03-06 | Man Diesel & Turbo Se | Laser-Rohreinschweißen |
| JP2016209925A (ja) * | 2015-05-13 | 2016-12-15 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接方法及び溶接装置 |
| CN107649784A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-02-02 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 用于动力电池焊接的双光束激光焊接设备及方法 |
| DE102021120648A1 (de) | 2021-08-09 | 2023-02-09 | Precitec Gmbh & Co. Kg | Optimierung des Schneidprozesses beim Laserschneiden eines Werkstücks |
-
1998
- 1998-06-10 JP JP10161665A patent/JPH11347762A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102012017130A1 (de) | 2012-09-01 | 2014-03-06 | Man Diesel & Turbo Se | Laser-Rohreinschweißen |
| JP2016209925A (ja) * | 2015-05-13 | 2016-12-15 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接方法及び溶接装置 |
| CN107649784A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-02-02 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 用于动力电池焊接的双光束激光焊接设备及方法 |
| DE102021120648A1 (de) | 2021-08-09 | 2023-02-09 | Precitec Gmbh & Co. Kg | Optimierung des Schneidprozesses beim Laserschneiden eines Werkstücks |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050906 |