JPS603986A - 電子ビ−ム溶接方法及び電子ビ−ム溶接装置 - Google Patents
電子ビ−ム溶接方法及び電子ビ−ム溶接装置Info
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- JPS603986A JPS603986A JP11238583A JP11238583A JPS603986A JP S603986 A JPS603986 A JP S603986A JP 11238583 A JP11238583 A JP 11238583A JP 11238583 A JP11238583 A JP 11238583A JP S603986 A JPS603986 A JP S603986A
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- welding
- electron beam
- deflection coil
- oscillation
- coil
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- 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
- B23K15/0053—Seam welding
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は電子ビーム溶接方法及び電子ビーム溶接装置
に関するものであって、特にクレータ処理等の部分熔込
み溶接において、溶接欠陥が生じるのを有効に防止し得
る電子ビーム溶接方法とその装置に係る。
に関するものであって、特にクレータ処理等の部分熔込
み溶接において、溶接欠陥が生じるのを有効に防止し得
る電子ビーム溶接方法とその装置に係る。
近年、厚板構造物に対する電子ビーム溶接法の適用が拡
大されつつあるが、その理由としては、電子ビーム溶接
方法が１００龍を超える板厚の継手を１パスで溶接し得
る溶接法であるため高能率であること、及び最近の構造
物の高性能化、材料の高級化に対して、溶接変形が少な
（継手性能の良好な電子ビーム溶接方法の優位性が認識
されてきたこと、等が挙げられる。
大されつつあるが、その理由としては、電子ビーム溶接
方法が１００龍を超える板厚の継手を１パスで溶接し得
る溶接法であるため高能率であること、及び最近の構造
物の高性能化、材料の高級化に対して、溶接変形が少な
（継手性能の良好な電子ビーム溶接方法の優位性が認識
されてきたこと、等が挙げられる。
ところで、上記のような電子ビーム溶接法を球殻あるい
は円筒構造の円周溶接や、円板はめ込み形の円周溶接に
適用した場合には、クレータ処理を行う必要がある。す
なわち、上記のような溶接に際しては、通常は片面から
１パスの貫通溶接を行うのが普通であるが、溶接終了時
にビームを急激に消滅させた場合には、その部分にキー
ホールがそのまま残存して溶接欠陥となるため、この防
止策として、溶接終了の際に、貫通溶接状態からビーム
電流や加速電圧を徐々に減少させて部分溶込み溶接に移
行させ、その１＆溶込み深さを徐々に減少して溶接を終
了するという処理を行う必要がある。
は円筒構造の円周溶接や、円板はめ込み形の円周溶接に
適用した場合には、クレータ処理を行う必要がある。す
なわち、上記のような溶接に際しては、通常は片面から
１パスの貫通溶接を行うのが普通であるが、溶接終了時
にビームを急激に消滅させた場合には、その部分にキー
ホールがそのまま残存して溶接欠陥となるため、この防
止策として、溶接終了の際に、貫通溶接状態からビーム
電流や加速電圧を徐々に減少させて部分溶込み溶接に移
行させ、その１＆溶込み深さを徐々に減少して溶接を終
了するという処理を行う必要がある。
しかしながら、上記のようなりレータ処理に際しては、
第１図に示すように、このクレータ処理部Ｃにポロシテ
ィＰあるいはスパイクＳというような電子ビーム溶接法
による部分落込み溶接に特有の欠陥が発生する。これら
溶接欠陥を防止するため種々の対策が施されているが、
特に板厚が５０鰭を超えるような継手においては、上記
欠陥の発生を防止することは非常に困難である。そのた
め、現在のところ、上記クレータ処理部を、溶接終了後
に機械加工により削除し、この部分をＴＩＧ／８接法等
の従来溶接法によって補修するという方法が採用されて
いるが、この方法では補修部に大きな溶接変形が生じ易
く、またこの作業は著しく時間を要するものであるため
全体の作業能率の低下を招くという問題点がある。
第１図に示すように、このクレータ処理部Ｃにポロシテ
ィＰあるいはスパイクＳというような電子ビーム溶接法
による部分落込み溶接に特有の欠陥が発生する。これら
溶接欠陥を防止するため種々の対策が施されているが、
特に板厚が５０鰭を超えるような継手においては、上記
欠陥の発生を防止することは非常に困難である。そのた
め、現在のところ、上記クレータ処理部を、溶接終了後
に機械加工により削除し、この部分をＴＩＧ／８接法等
の従来溶接法によって補修するという方法が採用されて
いるが、この方法では補修部に大きな溶接変形が生じ易
く、またこの作業は著しく時間を要するものであるため
全体の作業能率の低下を招くという問題点がある。
上記のことから、クレータ処理等の部分落込み溶接に際
しての溶接欠陥の防止法を確立することは、電子ビーム
溶接を厚板構造物に適用する上での大きな技術的課題と
なっている。
しての溶接欠陥の防止法を確立することは、電子ビーム
溶接を厚板構造物に適用する上での大きな技術的課題と
なっている。
この発明は上記に鑑みなされたもので、その目的は、厚
板構造物の電子ビーム溶接に際しての、クレータ処理等
の部分熔体み溶接において生ずるポロシティやスパイク
等の溶接欠陥を有効に防止し得る電子ビーム溶接方法と
、その方法の実施に使用する装置とを提供することにあ
る。
板構造物の電子ビーム溶接に際しての、クレータ処理等
の部分熔体み溶接において生ずるポロシティやスパイク
等の溶接欠陥を有効に防止し得る電子ビーム溶接方法と
、その方法の実施に使用する装置とを提供することにあ
る。
上記目的に沿うこの発明の電子ビーム溶接方法は電子ビ
ームを振動させながら溶接を行う電子ビーム溶接方法に
おいて、上記振動が、溶接進行方向に対して直角な方向
成分を有する撮動と、溶接進行方向に平行な方向成分を
有しかつ上記振動とは異なる周波数を有する振動とを、
重畳したものであることを特徴とするものとなる。
ームを振動させながら溶接を行う電子ビーム溶接方法に
おいて、上記振動が、溶接進行方向に対して直角な方向
成分を有する撮動と、溶接進行方向に平行な方向成分を
有しかつ上記振動とは異なる周波数を有する振動とを、
重畳したものであることを特徴とするものとなる。
また、上記溶接方法の実施に使用する電子ビーム溶接装
置は、電子ビームを溶接進行方向に対して直交する方向
に振動させる第１偏向コイルと、上記電子ビームを溶接
進行方向とは平行な方向でかつ上記振動とは異なる周波
数で振動させる第２Ｉ偏向コイルとを有することを特徴
とするものとなる。
置は、電子ビームを溶接進行方向に対して直交する方向
に振動させる第１偏向コイルと、上記電子ビームを溶接
進行方向とは平行な方向でかつ上記振動とは異なる周波
数で振動させる第２Ｉ偏向コイルとを有することを特徴
とするものとなる。
上記方法によれば、クレータ処理等の部分落込み溶接に
際して、溶融池内部が縦横に撹拌されることになるので
、溶融池内部において発生したガスがそのまま内部に閉
じ込められてしまうことがなく、また溶接現象そのもの
も安定するため、ポロシティやスパイク等の溶接欠陥を
有効に防止することが可能となる。
際して、溶融池内部が縦横に撹拌されることになるので
、溶融池内部において発生したガスがそのまま内部に閉
じ込められてしまうことがなく、また溶接現象そのもの
も安定するため、ポロシティやスパイク等の溶接欠陥を
有効に防止することが可能となる。
次にこの発明の具体的な実施例を図面を参照しつつ詳細
に説明する。
に説明する。
まず、第２図に基づいてこの発明の電子ビーム溶接装置
について説明する。図において、■は被溶接物であって
、この被溶接物１は真空チャンバ２内に配置されると共
に搬送テーブル３上に載置されており、図中矢線Ｘ方向
に搬送し得るようなされている。上記真空チャンバ２の
上部には、図示しないが、電子銃が配置されており、こ
の電子銃から発生した電子ビーム４が真空チャンバ２内
へと導入され、被溶接物１に照射される。上記真空チャ
ンバ２の上部には、焦点調整コイル５と第１偏向コイル
６とが上下に並設されているが、このうち焦点調整コイ
ル５は電子銃から導出される電子ビーム４の焦点を定め
るためのものである。
について説明する。図において、■は被溶接物であって
、この被溶接物１は真空チャンバ２内に配置されると共
に搬送テーブル３上に載置されており、図中矢線Ｘ方向
に搬送し得るようなされている。上記真空チャンバ２の
上部には、図示しないが、電子銃が配置されており、こ
の電子銃から発生した電子ビーム４が真空チャンバ２内
へと導入され、被溶接物１に照射される。上記真空チャ
ンバ２の上部には、焦点調整コイル５と第１偏向コイル
６とが上下に並設されているが、このうち焦点調整コイ
ル５は電子銃から導出される電子ビーム４の焦点を定め
るためのものである。
上記第１偏向コイル６は、溶接進行方向Ｘと平行な方向
にビーム４を往復振動させるＸ偏向コイルと、溶接進行
方向とは直行する方向Ｙにビーム４を往復振動させるＹ
偏向コイルとを有しており、Ｘ偏向コイルとＹ偏向コイ
ルとは同じ周波数でビーム４を各方向に振動させるもの
である。すなわち、いずれか一方の偏向コイルを作動さ
せた場合には、ビーム４は直線方向に往復振動し、また
、円偏向コイルを同時に作動させた場合には、ビーム４
には円偏向が重畳されるため、ビーム４は円形又は楕円
形の軸跡に沿って移動する。なお図においては、両コイ
ルが作動され、ビーム４は円形の軌跡に沿って移動して
いるものとする。上記のような移動、すなわち円偏向を
受りた電子ビー１４４は、真空チャンバ２内に配設され
た第２偏向コイル７によって、さらに溶接進行方向と平
行なＸ方向に往復振動される。この第２偏向コイル７は
、電子ビーム４をその両側から挟むように配設された一
対の平行磁極板にそれぞれ励磁コイルを取着して成るも
のである。
にビーム４を往復振動させるＸ偏向コイルと、溶接進行
方向とは直行する方向Ｙにビーム４を往復振動させるＹ
偏向コイルとを有しており、Ｘ偏向コイルとＹ偏向コイ
ルとは同じ周波数でビーム４を各方向に振動させるもの
である。すなわち、いずれか一方の偏向コイルを作動さ
せた場合には、ビーム４は直線方向に往復振動し、また
、円偏向コイルを同時に作動させた場合には、ビーム４
には円偏向が重畳されるため、ビーム４は円形又は楕円
形の軸跡に沿って移動する。なお図においては、両コイ
ルが作動され、ビーム４は円形の軌跡に沿って移動して
いるものとする。上記のような移動、すなわち円偏向を
受りた電子ビー１４４は、真空チャンバ２内に配設され
た第２偏向コイル７によって、さらに溶接進行方向と平
行なＸ方向に往復振動される。この第２偏向コイル７は
、電子ビーム４をその両側から挟むように配設された一
対の平行磁極板にそれぞれ励磁コイルを取着して成るも
のである。
上記の結果、電子ビーム４は、第３図（ａ）に示すよう
な第１偏向コイル６による円偏向と、第２偏向コイル７
による溶接進行方向Ｘへの振動とが重畳されることにな
り、そのため第３図（ｂ）に示すように、溶融池内を縦
横に撹拌するような移動をする。
な第１偏向コイル６による円偏向と、第２偏向コイル７
による溶接進行方向Ｘへの振動とが重畳されることにな
り、そのため第３図（ｂ）に示すように、溶融池内を縦
横に撹拌するような移動をする。
そして上記装置を用いて貫通溶接を行い、次いでクレー
タ処理を行う場合には、まず第１偏向コイル６のみを作
動させた状態で貫通溶接を行い、その後、クレータ処理
を開始する時点で第２偏向コイル７を作動させてクレー
タ処理を行う。この場合、第１偏向コイル６による円偏
向と、第２偏向コイル７による溶接進行方向への振動と
の、それぞれの振幅及び周波数は、対象とする被溶接物
１の材質及び板厚に応じて適宜選択する。
タ処理を行う場合には、まず第１偏向コイル６のみを作
動させた状態で貫通溶接を行い、その後、クレータ処理
を開始する時点で第２偏向コイル７を作動させてクレー
タ処理を行う。この場合、第１偏向コイル６による円偏
向と、第２偏向コイル７による溶接進行方向への振動と
の、それぞれの振幅及び周波数は、対象とする被溶接物
１の材質及び板厚に応じて適宜選択する。
次に上記のような第１偏向コイル６による円偏向と、第
２偏向コイル７による溶接進行方向Ｘへの振動とを重畳
させて溶接テストを行った結果を第４図に示す。なお、
主な溶接条件は次の通りである。
２偏向コイル７による溶接進行方向Ｘへの振動とを重畳
させて溶接テストを行った結果を第４図に示す。なお、
主な溶接条件は次の通りである。
加速電圧 １００ ＫＶ
ビーム電流 ２３０〜３００ｍＡ
溶接速度 溶接 １５０璽謹／分
ガン・ワーク距ｇＩ ４００龍
レンズ電流 ０．９５Ａ
第４図において、横軸は第２偏向コイル７による溶接進
行方向Ｘへのビーム振動周波数を、また縦軸は、溶接部
縦断面内において溶接欠陥が占める面積の比率（Ｘ線透
過試験結果から算出した面精比率）をそれぞれ示してお
り、テストは第２偏向コイル７による振幅を５鶴、１０
龍、１５龍と変化させてそれぞれ行っている。なお、第
１偏向コイノし６による円偏向は、直径が１〜２１周波
数約５００〜２０００Ｈｚにて行っている。
行方向Ｘへのビーム振動周波数を、また縦軸は、溶接部
縦断面内において溶接欠陥が占める面積の比率（Ｘ線透
過試験結果から算出した面精比率）をそれぞれ示してお
り、テストは第２偏向コイル７による振幅を５鶴、１０
龍、１５龍と変化させてそれぞれ行っている。なお、第
１偏向コイノし６による円偏向は、直径が１〜２１周波
数約５００〜２０００Ｈｚにて行っている。
図のように、第２偏向コイル７によるＸ方向への振動を
全く行わない場合の欠陥比率は約１％程 奄度であるが
、５〜１００程度の振幅でもって５００ Ｈｚ以上、特
に１０００〜２０００Ｈ２の周波数でのＸ方向振動を重
畳した場合には、欠陥比率が大幅に低下し、溶接品質が
著しく向上していることが明らかである。
全く行わない場合の欠陥比率は約１％程 奄度であるが
、５〜１００程度の振幅でもって５００ Ｈｚ以上、特
に１０００〜２０００Ｈ２の周波数でのＸ方向振動を重
畳した場合には、欠陥比率が大幅に低下し、溶接品質が
著しく向上していることが明らかである。
以上にこの発明の一実施例の説明をしたが、この発明方
法及び装置は上記実施例に限られるものではなく、種々
変更して実施することが可能である。例えば、上記にお
いては、第１偏向コイル６によって円偏向を行っている
が、このほか楕円偏向あるいは溶接線と直交する方向へ
の直線的な往復振動を行ってもよく、要は第１偏向コイ
ル６によって溶接進行方向に対して直角な方向成分を有
する振動を行えばよい。また第２偏向コイル７による振
動も上記のような直線的な往復振動に限らず、楕円偏向
等を行うこともでき、要は溶接進行方向と平行な方向成
分を有する振動を行えばよい。
法及び装置は上記実施例に限られるものではなく、種々
変更して実施することが可能である。例えば、上記にお
いては、第１偏向コイル６によって円偏向を行っている
が、このほか楕円偏向あるいは溶接線と直交する方向へ
の直線的な往復振動を行ってもよく、要は第１偏向コイ
ル６によって溶接進行方向に対して直角な方向成分を有
する振動を行えばよい。また第２偏向コイル７による振
動も上記のような直線的な往復振動に限らず、楕円偏向
等を行うこともでき、要は溶接進行方向と平行な方向成
分を有する振動を行えばよい。
この発明方法及び装置は上記のように構成されたもので
あり、したがってこの発明によれば、クレータ処理等の
部分溶造み溶接に際して、溶融池内部が縦横に撹拌され
ることになるので、溶融池内部において発生したガスが
そのまま内部に閉し込められてしまうことがなく、また
溶接現象そのものも安定するためポロシティやスパイク
等の溶接欠陥を有効に防止することができ、そのため内
部品質の優れた溶接施工を行うことが可能となる。
あり、したがってこの発明によれば、クレータ処理等の
部分溶造み溶接に際して、溶融池内部が縦横に撹拌され
ることになるので、溶融池内部において発生したガスが
そのまま内部に閉し込められてしまうことがなく、また
溶接現象そのものも安定するためポロシティやスパイク
等の溶接欠陥を有効に防止することができ、そのため内
部品質の優れた溶接施工を行うことが可能となる。
このように、この発明方法によれば、電子ビームによる
厚板溶接のクレータ処理を欠陥なく行うことができるた
め、溶接後の補修の必要がなく、これに付随する種々の
問題を回避することが可能となるので、この結果、厚板
構造物に対する電子ビーム溶接の通用をより一層拡大す
ることができる。
厚板溶接のクレータ処理を欠陥なく行うことができるた
め、溶接後の補修の必要がなく、これに付随する種々の
問題を回避することが可能となるので、この結果、厚板
構造物に対する電子ビーム溶接の通用をより一層拡大す
ることができる。
第１図は従来の電子ビーム溶接法においてクレータ処理
部に生ずる欠陥を示す説明図、第２図はこの発明装置の
一実施例の説明図、第３図（ａ）（ｂ）は上記装置によ
るビーム偏向の一例を示す説明図、第４図は本発明方法
における溶接進行方向へのビーム振動周波数と欠陥発生
率との関係を示すグラフである。 ４・・・電子ビーム、６・・・第１偏向コイル、７・・
・第２偏向コイル、Ｘ・・・溶接進行方向。 特許出願人 川崎重工業株式会社 第１図 第２図 第３図 １ Ｘぐ：：◇ １
部に生ずる欠陥を示す説明図、第２図はこの発明装置の
一実施例の説明図、第３図（ａ）（ｂ）は上記装置によ
るビーム偏向の一例を示す説明図、第４図は本発明方法
における溶接進行方向へのビーム振動周波数と欠陥発生
率との関係を示すグラフである。 ４・・・電子ビーム、６・・・第１偏向コイル、７・・
・第２偏向コイル、Ｘ・・・溶接進行方向。 特許出願人 川崎重工業株式会社 第１図 第２図 第３図 １ Ｘぐ：：◇ １
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電子ビームを振動させながら溶接を行う電子ビーム
溶接方法において、溶接進行方向に対して直角な方向成
分を有する振動と、溶接進行方向に平行な方向成分を有
しかつ上記振動とは異なる周波数を有する振動とを、重
畳したことを特徴とする電子ビーム溶接方法。 ２、電子ビームを溶接進行方向に対して直交する方向に
振動させる第１偏向コイルと、上記電子ビームを溶接進
行方向とは平行な方向でかつ上記振動とは異なる周波数
で振動させる第２偏向コイルとを有することを特徴とす
る電子ビーム溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11238583A JPS603986A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 電子ビ−ム溶接方法及び電子ビ−ム溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11238583A JPS603986A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 電子ビ−ム溶接方法及び電子ビ−ム溶接装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS603986A true JPS603986A (ja) | 1985-01-10 |
Family
ID=14585348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11238583A Pending JPS603986A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 電子ビ−ム溶接方法及び電子ビ−ム溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS603986A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05261565A (ja) * | 1992-03-13 | 1993-10-12 | Mitsubishi Electric Corp | 電子ビームを用いた加工方法 |
| JPH0639561A (ja) * | 1992-05-26 | 1994-02-15 | Mitsubishi Electric Corp | 電子ビーム溶接装置 |
| EP2191926A1 (de) * | 2008-11-27 | 2010-06-02 | DB Netz AG | Verfahren zum Schweissen von Bauteilen mittels eines Elektronenstrahls mittels hochfrequenter Strahlablenkung |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5127839A (ja) * | 1974-08-31 | 1976-03-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Denshibiimuyosetsuhoho |
| JPS5337304A (en) * | 1976-09-02 | 1978-04-06 | Toshiba Corp | Telephone system |
-
1983
- 1983-06-22 JP JP11238583A patent/JPS603986A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5127839A (ja) * | 1974-08-31 | 1976-03-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Denshibiimuyosetsuhoho |
| JPS5337304A (en) * | 1976-09-02 | 1978-04-06 | Toshiba Corp | Telephone system |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH0639561A (ja) * | 1992-05-26 | 1994-02-15 | Mitsubishi Electric Corp | 電子ビーム溶接装置 |
| EP2191926A1 (de) * | 2008-11-27 | 2010-06-02 | DB Netz AG | Verfahren zum Schweissen von Bauteilen mittels eines Elektronenstrahls mittels hochfrequenter Strahlablenkung |
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