JPS62173093A - ビ−ム受光及び送光手段の整合方法及び整合検査装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ル１へ１１ 本発明は、一般に溶接装置に関し、特に、レーザビーム
を用いて管内にスリーブを溶接するための溶接装置に関
するものである。

管型熱交換器においては、熱交換器の管を介して第１の
流体が流れ、管の外部の回りを第２の流体が流れて、こ
れ等の２つの流体間で熱交換が行なわれるようになって
いる。時として、管の１つに欠陥が生じ、漏洩が発生し
て上記２つの流体が混合してしまうような事態が起り得
る。このような事態が生じた場合、場合により、管を栓
塞して流体が管を流れないようにするが或は管を修理し
て管からの漏洩を阻止することが必要となる。

原子力発電プラントにおいては、管型熱交換器は一般に
蒸気発生器と称されている。原子力蒸気発生器の管に、
管内の冷却材が管外部の冷却材と混合することを許容す
るような欠陥が生じた場合には、由々しい問題が起こる
。このような事態は熱交換器の実効性を損うばかりては
なく、放射能汚染という問題を発生ずる。原子力蒸気発
生器の管内を流れている流体は一般に放射性であるのて
、管から漏れて、管の回りを流れる流体を汚染しないよ
うにすることが重要である。従って、原子力蒸気発生器
の熱交換管に漏洩が生した場合には、該熱交換管を栓塞
するか或は修理して冷却材が管から漏れないようにしな
ければならない。これにより、管の回りを流れる流体の
汚染は阻止される。

従来、熱交換管を修理するのに幾つかの方法が知られて
いる。しかし、これ等の方法の多くは、管に対する接近
が容易でない熱交換管の修理には適用できない。例えば
、原子力蒸気発生器においては、欠陥のある熱交換管に
対する物理的接近が不可能であること及び熱交換管を取
り巻く環境が放射性であることから、通常、他の熱交換
器には存在しないような特殊な問題が熱交換管の修理に
際して生ずる。このような理由から、原子力蒸気発生器
における熱交換管の修理の目的で特別な方法が開発され
ている。原子力蒸気発生器における熱交換管を修理する
のに用いられる方法の典型的な例として、欠陥管の内径
よりも若干小さい外径を有する金属製のスリーブを欠陥
管内に挿入して欠陥管に固着し、管の欠陥領域を橋絡す
る方法がある。この種の修理方法は、一般にスリーピン
グ（ｓｌｅｅｖｉｎｇ）もしくはスリーブ１寸けと称さ
れている。

従来のスリーピング作業は、ろう付け、アーク溶接、爆
発溶接又は他の結合手段によりスリーブと管との間に比
較的に耐漏性のある継目を実現することに関心を持って
いた。しかし、これ等の冶金学的結合技術は、清浄性、
密着嵌合、加熱及び雰囲気制御等の必要性に起因し、人
間の接近が制限されている原子力蒸気発生器のような領
域においては容易に解決できない問題を呈している。

成るろう付はスリーピング方法においては、スリーブと
管との間にろう付は結合を形成するために、ろう−材金
属をその融点まで加熱する必要がある。ろう材を加熱す
る１つの方法は、加熱装置を管の内部のスリーブ内に挿
入することにより実施されるうこの方法ては、ろう材を
合む凹部が設はられた特別に造られているスリーブを用
い、ろう材を含むスリーブの部分を注意深く拡開して管
壁と接触させ、加熱装置をスリーブ内でろう材の個所に
正確に位置付けることが要求されるが、これ等の全ての
作業は、作業領域への近付き難さ及びその放射性のため
妨害を受ける。

熱交換器において管にスリーブを内部から溶接する溶接
方法は、特別に設計された溶接設備を必要とする。この
ような装置の１つとして、本出願人の米国特許第４，５
１０，３７２号明細書に記述されている装置がある。こ
の装置を用いる場合には、スリーブ及び管がアークで穿
孔されるのを回避するように注意を払わなければならな
い。

レーザ溶接は、高速性を有し然も熱影響を受ける領域が
小さいという理由から、金属を結合するためのアーク溶
接及びろう付けに代わる魅惑的な方法である。しかし、
従来、空間的制約から原子力蒸気発生器管の管・スリー
ブ溶接にレーザ溶接を使用することはできなかった。と
言うのは、溶接に十分な出力を発生ずることができるレ
ーザは歯頭るため”ζある。本発明は、このような溶接
のための方法及び装置を提案するものである。

１覧ケ」」 本発明は、広い態様において、遠隔ビーム受光手段に幻
する高出力レーザビーム送光手段の整合を検査するレー
ザビーム整合検査装置であって、前記レーザビーム送光
手段の近傍に装着された環状のビーム受光手段であって
、ビーム路に沿って該ビーム受光手段を通過する高出力
レーザビームを検出すると共に、該ビーム受光手段を通
過する前記高出力レーザビームの、前記環状のビーム受
光手段の中心に対する位置を示す第１信号を送出する前
記ビーム受光手段を備えるものにおいて、前記ビーム受
光手段が最適に整合された時に前記レーザビームの第１
の部分を反射して前記ビーム路に沿って実質的に戻すと
共に、前記レーザビームの残りの部分が前記ビーノ＼路
に沿って続いて進行するように、前記ビーム路に前記遠
隔ビーム受光手段の近傍に着脱自在に装着された、部分
反射ミラー手段と、前記ビーム路に沿って進むビームを
検出すへく前記遠隔ビーム受光手段の近傍に設けられた
別の高出力ビーム受光手段であって、前記部分反射ミラ
ー手段が前記ビーム路の所定位置にある時、該部分反射
ミラー手段を通過する前記ビームの前記残りの部分を検
出すると共に、前記高出力レーザビームが接触する前記
高出力ビーム受光手段の中心に関する位置を示す第２信
号を送出する前記高出力ビーム受光手段と、を備え、前
記環状のビーム受光手段は、該環状のビーム受光手段の
中心を通過するように前記ビームを整合させるのに使用
された後、前記ビーム路に沿って実質的に戻るように指
向されて前記環状のビーム受光手段の中心を通過する前
記ビームの前記第１の部分を検出すると共に、前記環状
のビーム受光手段の前記中心に関する前記第１の部分の
通過の位置を示す別の第１信号を送出するようにも作動
可能に構成されている、ことを特徴とするものである。

また、高出力レーザビームを第１のビーム路に沿って指
向させて第１の調節可能な反射手段によって第２のビー
ム路に沿って反射させるように使用されるレーザビーム
送光手段を、前記第２のビーム路に沿って指向されたビ
ームを受けるようになっている遠隔ヒーｌ＼受光手段に
対して整合すると共に、前記遠隔ビーム受光手段を、前
記第２のビーム路に沿って指向されたビームを最適に受
けるように、整合する方法において、低出力レーザから
の低出力レーザビーム＼を前記第１のビーム路に沿って
送光し、該低出力レーザビームを前記第１の調節可能な
反射手段により前記第２のビーｌ入路に沿って前記遠隔
ビーム受光手段へと反射させ、薄膜手段を使用して前記
第１の調節可能な反射手段の近傍で前記第２のビーム路
に沿った前記低出力レーザビームを遮断し、前記薄膜手
段により前記低出力レーザビームを２つの部分に分割し
て、第１の部分を前記第２のビーｌ入路をほぼ横断する
第３のビーム路に沿って再指向させ、第２の部分を前記
第２のビーム路に沿って引き続き進行させ、前記第１の
調節可能な反射手段を調節することによって、前記第２
のビーｌ入路に沿って進む前記紙出力レーザビームの前
記第２の部分を前記遠隔ビーム受光手段と粗整会すぺぐ
、観察手段により前記遠隔ビーム受光手段を観察し、前
記第３のビーム路に設けられた第１のビーム受光手段を
使用して前記低出力レーザビームの前記第１の部分を検
出し、前記第１のビーム受光手段は、該第１のビーム受
光手段に接触するビームを検出し該接触に応答して信号
を送出するよ・うに作動し、前記遠隔ビーム受光手段の
近傍に装着された部分反射ミラー手段て前記低出力レー
ザビームの前記第２の部分を遮断し、該部分反射ミラー
手段で前記低出力レーザビームの第３の部分を前記第２
のビーム路に沿って戻るように反射し、前記低出力レー
ザビームの前記第３の部分は、前記薄膜手段によって、
前記第２のビーム路を実質的に横断する第４のビーム路
に沿って反射され、前記部分反射ミラー手段は前記低出
力レーザビームの第４の部分が前記第２のビーム路に沿
って続いて進行するのを許容しており、前記部分反射ミ
ラー手段の前記薄膜手段とは反対側て前記第２のビーム
路に配設された第２のビーム受光手段により前記低出力
レーザビームの前記第４の部分を検出し、前記第２のビ
ーム受光手段は、該第２のビーム受光手段に接触するビ
ームを検出して該接触に応答して信号を送出するように
作動し、前記第４のビーム路に装着されて、接触するピ
ーノ、を検出し該接触に応答して信号を送出するように
作動する第３のビーム受光手段により前記低出力レーザ
ビームの前記第３の部分を検出し、前記第１、第２及び
第３のビーム受光手段によって同時に信号が送出される
まで前記第１の調節可能な反射手段及び前記ビーム受光
手段を移動させる、諸ステップを特徴とする、ビーム送
光及び受光手段の整合方法も開示されている。

本発明の好適な実施例は、高出力レーザビーム、を最適
ビーム路に沿って調節可能なビーム受光手段へ送出すべ
く高出力レーザを整きさせると共に、高出力レーザビー
ムを最適に受けるように調節可能なレーザ受光手段を整
合させるレーサビーノ＼整音装置を開示している。この
レーザビーム整合装置は、高出力レーザビームを第１の
ビーム路に沿って投射する第１の高出力レーザと、第１
の高出力レーザビームと同時に第１のビーム路に実質的
に沿って第２の低出力の可視レーザビームを投射する第
２の低出力レーザと、最適に調節された時に、最適ビー
ム路に対応する第２のビーム路に沿って第１及び第２の
レーザビームを指向するための第１の調節可能な反射手
段と、最適のビーｌ入路に実質的に沿って第２のレーザ
ビームを指向させるべく第１の反射手段を粗整合させる
ように遠隔ビーム受光手段を観察する第１の観察手段と
、第２のレーザビームを２つのビーム、即ち１つは第２
のビーム路に沿ってそのまま進むビームと他の１つは第
３のビーム路に沿って指向されるビームとに分割すべく
第２のビーム路に着脱自在に設けられた薄膜手段と、該
薄膜手段の近傍に位置付けられて、最適ビーム路に実質
的に沿って指向されると共に第３のビーｌ入路に沿って
該薄膜手段により再指向される第２のビームを検出する
ように作動する第１のし一１＼受光手段と、最適ビーム
路に実質的に沿って遠隔ビーム受光手段へ指向される第
２のヒーｌ＼を検出すべく該遠隔ビーム受光手段の近傍
に位置付（つられた第２のビーム受光手段と、第２のビ
ーム受光手段及び薄膜手段の間て遠隔ビーム受光手段に
取り付けられて、遠隔ビーム受光手段が実質的に最適に
整合された時に、最適ビーム路に沿って進む第２のビー
ムの一部を薄膜手段へと最適ビーｌ入路に沿って実質的
に戻ずように向けると同時に、第２のビームの残りを最
適ビーム路に沿って第２のビーム受光手段へとそのまま
進行させる、部分反射ミラー手段とを備える。薄膜手段
は、部分反射ミラー手段から最適ビーム路に　　　。

実質的に沿って薄膜手段へ戻るように進む第２のビーム
の一部分を遮断すると共に、その部分を第４のビーム路
に沿って反射させるように作動する。

また、レーザビーム整合装置は薄膜手段の近傍に位置付
けられた第３のビーム受光手段を含んており、薄膜手段
から第４のビーｌ入路に沿って進む低出力レーザビーム
、を検出するように作動する。第１及び第２のビーム受
光手段の各々は、第２のビ−ムが接触した時に信号を送
出するように作動する。第１及び第２のビーム受光手段
による信号の同時送出は、第１の反射手段が第２のビー
ムを最適のビーム路に実質的に沿って指向させるように
整合され、第２のビームを使用する遠隔ビーム受光手段
に対する第１の反射手段の整合が最適ビーム路に沿って
高出力レーザビームを反射させるべく遠隔ビーム受光手
段に対して第１の反射手段を狙整合させるように作用す
ることを示す。第３の受光手段は第２のビームが接触し
た時に信号を送出するように作動し、低出力レーザビー
ムを最適に受容するように遠隔ビーム受光手段を整合さ
せるのに有効である。低出力レーザビームを最適に受容
するように遠隔ビーム受光手段を整合させることは、高
出力レーザビームを最適に受容すべく遠隔ビーム受光手
段を粗整合させるように作用する。

第１、第２及び第３の受光手段の各々によって送出され
た信号は、ビームが接触している各受光手段の中心から
の位置を指示しており、第１の反＝１６＝ 射手段及び遠隔ビーム受光手段を調節することによって
各受光手段に関するビームのセンタリングを可能にする
。第２の観察手段が設けられていて薄膜手段を観察し、
部分反射ミラー手段に接触するビームの一部分を最適ビ
ーム路に実質的に沿って戻し薄膜手段と接触させるよう
に反射すべく、調節可能なビーム受光手段及び設けられ
た部分反射ミラー手段を粗整合させる。レーザビーム整
合装置は、更に、第１及び第２のビームを遮断すると共
にこれ等のビームを第１のビーム路の第２の部分に沿っ
て第１の反射手段に指向させるように第１のビーｌ入路
に設けられた第２の調節可能な反射手段を含んでいる。

第１及び第２のモータ手段は第１及び第２の受光手段に
対してビームをそれぞれセンタリングするように第１及
び第２の反射手段を調節する。薄膜手段及び第２のビー
ム受光手段は第２のビーム路外に移動可能である。

最適のビーム路に沿って指向された高出力レーザビーム
を遮断すると共にこの高出力レーザビームをレーザ工具
（ｌａｓｅｒ　ｔ、ｏｏｌ）て使用するため第５のビー
ム路に沿って再指向させるべく、第３の移動可能な反射
手段が設けられている。第３のモータ手段は、部分反射
ミラー手段により最適ビーム路に沿って実質的に戻すよ
うに反射すると共に薄膜手段により第３の受光手段へ再
指向した後、第３の受光手段に対して低出力レーザビー
ムをセンタリングさせる第３の受光手段からの信号に応
答して、ビーム受光手段と、それに取り付けられた部分
反射ミラー手段と、その中に収容された第３の反射手段
とを移動させるために設けられている。

第３の受光手段に対する低出力レーザビームのセンタリ
ングは、最適のビーム路に沿って指向される時に高出力
レーザビームを最適に受容するために第３の反射手段を
整合させるように作用する。

また、レーザビーム整合装置は第２の反射手段の近傍で
第２のビーム路に着脱自在に位置付けられた環状の高出
力レーザビーム受光手段を有する高出力レーザビーム整
合検査もしくはチェック装置を含んでいる。この高出力
レーザビーム受光手段は、そこを通過するビームを検出
して、環状の高出力レーザビーム受光手段の中心に対す
る通過ビーノ＼の位置を表ず信号を送出する。また、高
出力レーザビーム整合ヂエック装置は、ビーム受光手段
の近傍に着脱自在に装着された第２の高出力レーザビー
ム受光手段を含んでおり、該第２の高出力レーザビーム
受光手段は、最適のビーｌ入路に実質的に沿って指向さ
れて該第２のレーザビーム受光手段と接触する高出力レ
ーザビームを検出し、該第２の高出力レーザビーム受光
手段の中心に関する該第２の高出力レーザビー１＼受光
手段へのビームの接触点を表す信号を送る。ビーム路中
に位置付けられた時に、部分反則ミラー手段は、高山カ
レーザビームの一部を反射させて最適のビーム路に沿っ
て実質的に戻すように作動し、環状の受光手段は、この
一部を検出して、第１の環状の受光手段の中心を通って
戻る高出力レーザビーム部分の通過によって指示される
最適のビーム路に沿って指向されるビームに対してビー
ム受光手段が最適に整合もしくはアライメン１〜してい
るかどうか検査する。

第１、第２及び第３の低出力レーザビーム受光手段の各
々の近傍には集束レンズ手段が設けられていて、それ等
に指向される低出力ビーム部分を焦点合わせして、ビー
ム接触位置のより精確な検出を可能にする。第１、第２
及び第３の受光手段は焦電気型のものである。

レーザビーム整合検査装置は、高出力レーザビームの整
合をチェックするものとして記載されている。この検査
装置は、レーザビーム送光手段の近傍に設けられた環状
のビーム受光手段を含んでおり、該環状のビーム受光手
段が、該環状のビーム受光手段をビーム路に沿って通過
するビームを検出して、該環状のビーム受光手段に対す
る通過レーザビームの位置を表す信号を送出する。また
、該検査装置は、ビーム路において遠隔ビーム受光手段
の近傍に配設され、ビーム受光手段が適切に整合された
ときにビーム路に沿って実質的に戻すようにビームの第
１の部分を反射させると共に、ビームの残りの部分がビ
ーム路に沿ってそのまま進むのを許容する、部分反射ミ
ラー手段と、遠隔ビーム受光手段の近傍に配設された第
２の高出力レーザビーム受光手段とを含んでおり、該第
２の高出力レーザビーム受光手段は、ビーム路に沿って
進むビームを検出するか、或は部分反射ミラー手段がビ
ーム路において所定位置にあれば、該第２の高出力レー
ザビー１＼受光手段を通過するビームの残りの部分を検
出して、高出力レーザビームが接触する第２の高出力レ
ーザビーム受光手段の中心に関する位置を表す第２の信
号を送出する。

環状のビーム受光手段は、その中心を通過するビームを
整合させるのに使用された後、ビーム路に沿って実質的
にに戻りその中心を通るように指向されたビームの第１
の部分を検出して、環状の受光手段の中心に関するビー
ノ＼の位置を表ず別の第１信号を送出する。環状のビー
ム受光手段及び第２の高出力ビーム受光手段によって送
出されたこれ等の信号は、高出力ビームの位置とそれ等
の中心に関するＸ−Ｙ座標とを描く。環状のビーム受光
手段及び第２の高出力ビーム受光手段は双方共、高出力
ビームによる直接接触に応答して信号を発生ずる複数の
熱電対から構成されている。ビーム強度減衰手段は、高
出力ビームが通過するのに十分なほど大きいアパーチャ
を高出力ビーム路に配置せしめた回転板である。ビーム
の強度は、モータを使用してこの回転板を回すことによ
り減衰される。モータはアパーチャをビーム路中に位置
付けし維持するようになっている。

また、本発明は、高出力レーザビームを第１のビーム路
に沿って指向させ、第１の調節可能な反射手段によって
第２のビーム路に沿い遠隔ビーム受光手段へ反射させる
と共に、それによりビームを最適に受容するのに使用さ
れるレーザビーム送光手段及び受光手段の整合方法も提
供している。

本発明は、添付図面に関連して例示的な実施例に関する
以下の説明を読むことによって一層良く理解されるてあ
ろう。

妨漣な一施例の５日 第１図は、レーザ溶接装置１０の好適な実施例を略示す
る図である。以下の幾つかの文節で装置の全体的構成に
ついて概略的に説明し、それに続いて各構成要素の詳細
な説明を行うことにする。

第１図を参照するに、典型例として示しである原子力蒸
気発生器は、数千木の管１４からなる管束を備えている
が、図示を明瞭にするためにそのうち４本の管の端部だ
けを示すに留めた。スリーブ・管レーザ溶接装置１０は
、欠陥部を修理するためにスリーブを溶接すべく蒸気発
生器の管板３１の回りの種々の個所に存在する管１４に
接近することができなければならない。少なくとも５０
０Ｗ、そして好ましくは８００ＷのＣ０２レーサとする
ことができる高出力レーザ１８は相当に高張るものであ
って、氷室２０内に挿入することはできない。従って、
レーザ１８は、氷室の外部に配置し、高出力レーザビー
ム２２をマンポール２３を介して水室２０内に送り、レ
ーザビーム伝送系を用いて高出力レーザビーム２２をレ
ーザ１８から遠隔の溶接ヘッド２６に向けることができ
る。レーザビームを遠隔の溶接ヘッド２６に向けるのに
適当な伝送系としては多くの形態のものが存在するが、
第１図に示したシステム形態が有利である１、と言うの
は、これによれば、溶接ヘッドが接近可能である管の範
囲が制約されないからである。

第１図に示しであるレーザビーム伝送系は、レーザビー
ム送光器３４のようなレーザビーム送光手段からの高出
力レーザビーム２２を、該送光手段に対して物理的に接
続されていないレーザビーム受光器３６のような遠隔の
レーザビーム受光手段に向ける。レーザビームを最適な
ビーム路に沿って指向し所要の入射角でビームを受ける
ようにビーム伝送系の構成要素を整合もしくはアライン
メントするためにレーザビーム整合装置が用いられる。

このレーザビーム整合装置は、然もなければ生ずるであ
ろうところの損傷を阻止するために、ビーム伝送装置又
は蒸気発生器の如何なる構成要素も高出力ビームで不適
当に照射されないようにするためのものである。初期の
粗整合もしくは粗アラインメントの目的で、好適なレー
ザビーム整合装置は、低出力のｔ（ｅＮｅレーザ３８或
は別の可視光源、低出力ビーム検出器４０．４２及び４
４、並びに幾つかのビデオカメラ４５．４６及び４９又
は他の視覚観察装＝２４− 置を用いる。高出力レーザ１８の前部には、高出力レー
ザビームと長期間直接接触することに耐え得る高出力ビ
ーム検出器を用いて該レーザ１８を整合するために、ビ
ーム減衰器（ビーム反射器と呼ぶこともある）５２のよ
うな部分ビーム反射器・ビーム強度減衰器手段が配置さ
れる。

レーザ１８を作動すると、高出力レーザビーム２２がレ
ーザビーム送光器３４に向けられ、該送光器３４はレー
ザビームを遠隔レーザビーム受光器３６に送出する。ビ
ームの直径は、レンズ５４及び５６により減少され、そ
してレーザビームはベース部２９内で、管１４内の溶接
ヘッド２６へと上向きに再指向される。

ビームは、好ましくはレンズ５８のような集束手段によ
り集束されて出Ｉ］６２を介しミラー６０のような反射
手段により溶接ヘッドから送り出される。ビーム２２は
スリーブ１２の材料を溶融し、管１４とスリーブ１２と
の囮の境界部６４を溶融する。モータ６６により溶接ヘ
ッド２６を回転することによって、スリーブ］２と管１
４との間に漏れの無い密封部を形成する溶接が実現され
る。レーザ溶接装置の各主構成要素については追って詳
細に説明する。

レーザビーム整き　ひ仁３ｊ表 第１図に示しであるレーザビーム整合及び伝送系は、遠
隔レーザビーム受光器３６に高出力レーザビーム２２を
送り且つ該受光器３６により受光されるように高出力レ
ーザ１８からの高出力レーザビーム２２を整合し、そし
て該遠隔レーザビーム受光器３６からビームはスリーブ
１２を内部に溶接される管１４内に配置されている遠隔
レーザ溶接ヘッド２６に送られる。用いられているレー
ザ１８は、好ましくは４００〜８００Ｗの範囲内の高出
力レーザであるので、高出力ビーム２２の整合もしくは
アラインメントが不適切てあれは、該ピーｌ＼が、整合
及び伝送系又は茄気発生器の構成要素と接触し、該構成
要素を損傷する可能性がある。従って、最初に、ＨｅＮ
ｅレーザのような低出力レーザからの可視光ビームを用
い、次いて、ビーム強度減衰器を通過した高出力ビーム
を用いる多段整合もしくは多段アラインメント方式が有
利である。

第２図には、高出力レーザ１８の整合もしくはアライン
メントにおいて用いられる高出力レーザビーム路２２に
沿って低出力レーザ３８からの可視光ビームを向（つる
のに用いられる好適な装置か示しである。この実施例に
おいては、低出力レーザビーム６８は最初に、薄膜７０
のような金膜手段と接触し、該薄膜手段は、ビームの一
部分、好ましくは約５０％の部分を第２のビーム路７２
に沿って反射する。

その場合、残りのし一１＼部分は偏向ミラー７４及び７
６により部分ヒーノ、反射器／ビーム強度減衰器５２と
接触するように反射される。ビデオカメラ４５のような
観察手段が、薄膜７０を介して低出力ビームロ８を観察
する目的て配置されている。この薄膜７０は、低出力レ
ーザ３８からの光に対して半透過であり、ビーム６８を
適切なし−ム路７２に沿って反Ｕ＝Ｉするようにビデオ
カメラ４５を観察することにより調節され、反射された
ビームは、ビーム反射器５２により高出力ビーム路２２
に沿うように再指向される。

薄膜７０とビデオカメラ４５との間には小さい不透明な
円板７８が配置されており、薄膜手段７０により低出力
レーザ放射がビデオカメラ４５に向かって散乱されるの
を阻止する。

第３図及び第４図には、部分ビーム反射器／ビーム強度
減衰器５２の２つの可能な実施例が示しである。各実施
例において、ビーム減衰器の両側は反射性である。ビー
ム強度減衰器５２は、高出力ビーム２２の光路に沿い低
出力レーザ３８からのビームを反射することに加えて、
高出力ビームの大きさを、整合もしくはアラインメント
にとって安全なレベルに減少するのに用いられる。高出
力ビームのビーム強度を減少するために、ビーム強度減
衰器５２が高出力ビームの光路に配置されており、モー
タく図示せず）により回転される。高出力レーザビーム
２２は、好ましくは、第３図のビーム強度減衰器５２の
スロット８０に類似したスロット手段及び第４図のビー
ム強度減衰器５２の好ましくは単一のアパーチャ８２の
ようなアパーチャ手段を通る。但し、上記スロット手段
及びアパーチャ手段がビーム路と整列していることが前
提である。スロット８０及びアパーチャ８２が回転され
てビーム路から外れている場合には、ビームは、ビーム
強度減衰器５２の反射表面に当り、慣用のビームダンプ
部８４に向けられて無害にされる。

ビーム強度減衰器５２を通過するレーザビーム出力の大
きさは、スロワ１へ８０及びアパーチャ８２の寸法及び
配置に依存する。好適な正味透過範囲は５〜１０％の間
である。第３図のビーム強度減衰器５２には、４５度ず
つ離間して配置されてそれぞれ３度の角度に亘って延び
る８個のスロット８０を設けるのが好ましい。従って、
ビームは、３６０度の回転中２６度に対応する期間、強
度減衰器５２を通過し、正味の透過率は６．７％となる
。８００Ｗのレーザの場合には、伝送される減衰された
大きさは約５４Ｗである。

第４図は好適なビーム強度減衰器５２を示す。この例に
おいては、第３図のスロット８０の代わりに、ビーム全
体を通過させるのに充分な大きさの単一のアパーチャ８
２が設けられている。この強度減衰器５２の平均透過率
は約７％である。第４図に示した強度減衰器の方が有利
である。と言うのは、第３図に示した強度減衰器の場合
には溶接中、該減表器をビーム路から取り外す必要があ
るが、第４図の減衰器の場合にはその必要がないからで
ある。

アパーチャ８２は、光路と単に整列されるだけで、ビー
ノ＼は妨害されることな・く該アパーチャを通過するこ
とができる。

多重アパーチャ、種々の大きさ及び配置のアパーチャ、
並びにスロワＩ−を含め他のビーム強度減衰器の構成が
可能である。また、２つ以上の減衰器を直列に設けて使
用することもできよう。

固定のハウジング８８内に設けられているミラー８６の
ような反射手段は、ビーム路２２からの高出力又は低出
力ビームを光路９０に沿いビーム送光器３４に向ける。

ビーム送光器３４及び遠隔ビーム受光器３６の好適な実
施例は、第１図及び第５図に示されており、また、第６
図にも略示しである。ビーム路９０に沿い指向されたビ
ームは、回転可能なハウジング９４内に取り付けられて
いる好ましくは反射器９２のような第１の調節可能な反
射手段により偏向される。この第１の反則器９２は、ビ
ームを、回転可能なハウジング９８内に取り付けられて
いる好ましくけ反射器９６のような第２の調節可能な反
射手段に向ける。第１のモータ１００は、歯車アセンフ
リ１０２を介して、反射器９２を備えているハウジンク
９４を静止ハウジング８８に対して回転し、そして第１
図に一部分だけが示されている第２のモータ１０４は、
歯車アセンブリ１０６を介し、反射器９６を格納してい
るハウジンク９８をハウジング９４に対して回転する。

反射器９２及び反射器９６が調節可能であることにより
、ビーム送光器３４は、レーザビームを、スリーピンク
修理か要求される管板３１の周りの任意の位置に指向す
ることができる。なお、第１図には、管板３１はその一
部分だりか示しである。

遠隔ビーム受光器３６は、溶接ヘットにビームを伝送す
るためにビームを受けることかてきるように調節可能で
なければならない。ビーム受光器３６か適切に整列され
ている場合には、受光器３４からのビームは、回転可能
なハウジンク１１０内に取り付けられている好ましくは
反射器１０８のような調節可能な反射手段に当たり、回
転可能なハウジング１１４内に収り付けられている好ま
しくは反射器１１２のような第２の調節可能な反射手段
ｌ＼反射され、該第２の調節可能な反射手段は、ビーム
を、非回転ヘース部２９内に反射し、このベース部２９
においてビーム径はレンズ５４及び５６により減少され
て、レーザ溶接ヘッド２６へと再指向される。モータ１
１６で、歯車アセンブリ１１８を介しハウジング１１０
をハウジング１１４に対して回転することにより反射器
１０８は調節される。また、第１図に一部分だけが示さ
れているモータ１２０で、歯車アセンブリ１２２を介し
てハウジング１１４をベース部２９に対して回転するこ
とにより反射器１１２が調節される。

ビームが、反射器１１２へと反射され、ベース部２９及
び２８を経て溶接ヘッド２６へと反射されるためには、
ビーノ、は、反射器１０８の中心に適切な角度で直接当
たらなければならない。初期整合は、ハウジング４７に
取り付けられている好ましくはビデオカメラ４６のよう
な観察手段を用いて行なわれるなお、該ハウジング４７
は、ビーム送光器３４のハウレンズ９８に取り付けられ
ているものであって、反射器４８を介してビーム受光器
３６の位置及び配向を狽察することがてきるように該ハ
ウジング９８と共に運動可能である。次に、先に述ｌ＼
たように、高出力レーザビームが辿るビーム路と整列し
て低出力レーザ３８又は他の可視光源が付勢され、光ビ
ームがビーム送光器３４により送出される。ビーム路１
２４に沿ってハウシング９８を出る際に、ビームは、ハ
ウジング９８に運動可能に取り付けられている薄膜１２
６のような薄膜手段に衝突する。なお、このハウジング
９８は、流体圧シリンダ１３１によりスライド１３０上
てビーノ、路から出るように摺動可能にハウジング１２
８内に取り付けるのが好ましい。薄膜１２６は、ビーム
路１３２に沿うビーム部分を検出器４０のような二軸ビ
ーム受光手段に向ける。該検出器４０はＸ−Ｙ座標で衝
突点を識別する信号を送出する。ビームがビーム検出器
４０の中心に衝突したことを表わず信号は、ビーｌ、か
、ビーム送光器３４から反射器９６により適切に指向さ
れていることを意味する。ビームの残りの部分はビーム
路１２４を辿る。ビーム路１３２に指向されるビームの
割合は、異なった反射率を有する薄膜１２６と交換する
ことにより調節することができる。ビーム路１３２に沿
いビームの約３分の１の部分を反射するのが好ましい。

ビーム受光器３６には、好ましくは、流体圧シリンダ１
３７によりスライド部材１３６上で運動可能にハウジン
グ１３４が取り付けられており、このハウジング１３４
は、検出器４２のような第２の二軸受光手段及び部分反
射ミラー１３８のような部分反射ミラー手段を収容して
いる。ビーム路１２４に沿って進行するビームの部分は
、部分的に反射性のミラー１３８を通過して、検出器４
２に入射する。この検出器４２は、Ｘ−Ｙ座標て入射点
を識別する信号を送出する。中心入射を表わす信号は、
整合が適切であることを意味し、そして離心入射を表わ
す信号は、正しい整合を行うためにビーム送光器３４及
び受光器３６を調節するのに用いられる。しかし、検出
器４２は、ビーム受光器３６に対するビームの入射角を
表示するのに用いることはできない。この目的で、部分
反射ミラー１３８に入射するビームの一部分が反射され
る。ビーム送光器３４及びビーム受光器３６が適切に整
合されている場合には、この反射された部分は実質的に
ビーノ＼路１２４に沿って逆方向に進行する。ハウジン
グ１１０に取り付けられているハウジング５０に装着さ
れたビデオカメラ４９とするのが好ましい観察手段は、
反射器５１を介してビー１１送光器３４に対する反射さ
れたビーノ＼部分の配向を観察するのに用いられる。最
適に整合がなされている場合には、反射された部分はビ
ーム路１２４に沿って進行し、薄膜１２６に当たり、ビ
ーム路１４０に沿い反射されて、検出器４４のようなビ
ーム受光手段の中心に入射する。Ｘ−Ｙ座標で中心部以
外にＪ３ける入射点を表わす検出器４４からの信号は、
ビーム送光器３４及びビーム受光器３６を調節するのに
用いられる。レンズ１４２．１４４及び１４６は、ビー
ムが検出器に入射する前に最大精度でビームを集束する
のに用いることがてきよう。

また、レンズ１４２．１４４及び１４６の代わりにフィ
ルタを用いることもてきるし、また、レンズ１４２、＝
３５＝ １４４及び１４６と組み合わせてフィルタを使用し、不
所望な波長、例えばバック”グラウンドの照明からの波
長を検出器４０．４２又は４４に入射する前に除去する
ことができよう。反射器９２．９６．１０８及び１１２
の調節か、検出器４０．４２及び４４からの信号に応答
して動作するモータ１００．１０４．１１６及び１２０
により達成されたならば、整合（アラインメント）過程
の第１の局面は完了したことになる。

第２の整合の局面においては、高出力レーザ１８が用い
られ、低出力検出器４０．４２及び４４は、好ましくは
それぞれ流体圧シリンダ１３１及び１３７を作動するこ
とによりハウジング１２８及び１３４をスライド部材１
３０及び１３６上でビーム路１２４から出るように摺動
することによりビーム路から取り外すことが要求される
。低出力レーザ３８からの可視光ビームはオフに切り換
えられ、そして高出力レーザ１８及び部分ビーム反射器
／強度減衰器５２が作動される。強度減衰器５２により
全強度の５〜１０％に減衰された高出力ビームは、ミラ
ー８６によりビー１１送光器３４に向けられ、反射器９
２及び９６によりビ−ム送光器３４から取り出される。

第６図に見ることができ、第７図に詳細に示されている
好ましくは環状ビーム検出器１４８のような第１の高出
力ビーム受光手段がハウジング９８からのビーム出口点
に配置されていて、ビームが適切な角度で反射器９６に
より送光器３４から出ているか否かを検出する。

ワンダリング（ｕ＋ａｎｄｅｒ　ｒｉｎｇ）とも称され
るこの環状検出器１４８は、幾つかの熱検出器１５０、
好ましくは４個の熱検出器１５０から構成されており、
ビームと検出器との間に最小の隙間を伴うようにして、
検出器１５０のいずれとも接触することなくビームが該
環状検出器１４８の中心を通過することができるような
寸法て実現されている。送光器３４から適切な方向に送
光されたビームは、検出器１３０のいずれとも接触する
ことはない。ワンダリングもしくは環状検出器は、別法
として、適切に指向されたビームが全ての検出器１５０
と僅かに接触するような寸法で構成することも可能であ
る。また、環状検出器１４８の代わりに板状検出器を用
いることもてきよう。その場合、板状検出器は、初期の
整合もしくはアラインメントの目的ではビーム路１２４
内に摺動し、そして整合過程の残りの期間は該ビーム路
１２４から取り出しておく必要かあろう。

板状検出器１５２のような第２の高出力ビーム受光手段
が、ビーム受光器３６に隣接しビーム路１２４に配置さ
れており、Ｘ−Ｙ座標てビームの入射点を表わす信号を
発生ずる。中心入射点信号は、適切な整合もしくはアラ
インメントを表わす。しかし、角度整合をも検査しなけ
ればならない。この目的で、ハウジング１３４は、ビー
ムの一部分を部分反則ミラー１３８を通るように反射す
るために、ビーム路１２４内に摺動し戻される。最適な
整合が達成されたならば、上記の反射されたビーム部分
は、環状検出器１４８を逆方向に通過し、その場合、検
出器１５０はいずれの方向においてもビームと接触する
ことはなく、板状検出器１５２は中心入射を表わす信号
を発生ずる。板状検出器１５２は、検出器４２に対する
損傷を回避するために、部分反射ミラー１３８と検出器
４２との間に配置しなければならない５．ハウジング１
３４及び板状検出器１５２をそこてビーム路１２４がら
摺動し出す。レーザ装置はレーザ溶接のために適切に整
合された状ｍとなる。

溶接中、ビームか連続して送光器３４から適切に送り出
されていることを確保するために環状検出器１４８を使
用することができる。

溶接には全ビーム出力が必要とされるので、ビーム強度
減衰器５２は減勢しなければならない。即ち、第３図に
示した強度減衰器５２は、物理的にビーム路から取つ出
さな（つれはならない。しかし、第４図に示した好適な
強度減衰器５２の場合、それを単に回転してアパーチャ
８２をビーム路と整列してその位置にロックするたけて
良く、それによりビームは全強度て該アパーチャを通過
することがてきる。

レー“溶接ヘッドΔ【 第１図、第８図、第９図及び第１０図は、好適なレーザ
溶接ヘッド装置２４を示ず。管板３１の下方にはロボッ
Ｉ−アーム（腕）３０により板２５が配置されている。

該ロポッ１ヘアー１１３０は、リング３７て板２５に取
り付けられている。第８図及び第９図に見るこ一３９＝ とがてきる３つの線形ポテンショメータ１９は、管板３
１に接触することにより押し下げられた時に信号を発生
し、管板３１の下方における板２５のレベルの位置決め
を可能にする。溶接ヘッド２６は、修理すべき管１４の
底部と整合され、そしてカムロック２７がシリンダ２１
により近傍の管内に伸長せしめられる。該シリンダ２１
は、液圧シリンダ或は空気圧シリンダとすることができ
、装置を支持するように固定される。板２５には静止ベ
ース部２９が取り付けられ、そして親ねじ３３をモータ
３５で回転することにより、板２５に取り付けられてい
るスライド部材３２上を摺動ベース部２８が昇降し、摺
動ベース部２８に装着されているレーザ溶接ヘッド２６
を、溶接場所に向かい管１４内へと軸方向に挿入する。

レーザビームは、反射器１１２によりベース部２９内に
指向される１、レーザビームは、ベース部２９内の反射
器１１３のような反射手段に当たり、そして該反射器１
１３はビームをして、レンズ５４及び５６を通過せしめ
、それによりビーム直径が減少される。ビームの直径は
、レンズ５４及び５６を通過する前には、０．６２５〜
０．７５ｉｎ（１５，８８〜１９．０５ｘＩＪ）であり
、通過後は０．２５０〜０．３１２５ｉｎ（６，３５〜
７．９４ｉＭ）とするのが好ましい。このように直径を
減少しない場合には、ビームがレーザ溶接ヘッドＺ６に
より受容されない可能性がある。

第１図、第８図、第９図及び第１０図に示したビーム受
光器３６は、管板３１の殆んどの管内にスリーブを溶接
するのに使用することができる。幾つかの管には、この
装置により接近することができない。と言うのは、溶接
ヘッド２６がスリーブを溶接すべき予め選択された管の
入口と整合し得る前に、シリンダ１３７が氷室１６と接
触してしまうからである。これ等の管内で溶接を行うた
めには、第２のビーム受光器（図示せず）を用いるのが
好ましい。

この第２のビーム受光器には、ビーム受光器３６と同じ
構成要素が全て設けられる。しかし、静止ベース部２９
は、図示のように、摺動ベース部２８の右側ではなく左
側に配設するのが有利であろう。ハウジング１１０及び
１１４、カメラ４９並びにシリンダ１３７も第１図で見
て摺動ベース部″１８の左方に延び、溶接ヘッド２６を
管板３１の全ての近傍の管の入口と整合することを可能
にする。

ビームはベース部２９を出て、好ましくはセレン化亜鉛
から形成されている窓１５４を介し摺動ペース部２８内
に入る。語意１５４は、シールドガスを摺動ベース部２
８内に閉じ込める働きをする。摺動ベース部２８内て、
ビームは、反射器１５６により、好ましくは反射器１５
８のようなビーム指向手段へと反射され、該ビーム指向
手段もしくは反射器１５８は、第１１図に詳細に示され
ているようにベース部２８に回転可能に接続されてレー
ザ溶接ヘッド２６に達している中空の円筒状部材１６０
を通るようにビームを指向する。ビームは、溶接ヘッド
２６の円筒状ハウジング１６３内の中央の中空部分もし
くは空所１６２を通過し、レンズ５８のような集束手段
により集束されて、ミラー６０のような溶接ミラー手段
によりヘッド２６から出口６２を介して出るように指向
される５、中実の円筒状ハウシングを有する溶接ヘッド
が好ましいが、ミラー及びレンズを支持するためのケー
ジその他の手段を代わりに使用することができよう。

レーザヒーノ＼は、被溶接頭載に集束しなければならな
い。好ましく＋ａセレン化亜鉛から形成されている集束
レンズＳ８を通った後に、ビーノ＼は、好ましくは、銀
被覆用又は研磨されたモリブデンから形成されている溶
接ミラー６０により溶接場所へと反射される。溶接ヘッ
ド２６及び該ヘッド内に取り付けられている溶接ミラー
６０を、管内のスリーブの内壁から所定距離に維持し、
ビームが溶接のためにスリーブの内壁に集束された状態
を保持するためには、焦点圧部［維持手段が要求される
。第１２図に描かれたｌ＼ツドＺ６の断面図に最も明瞭
に示されている好適な焦点距離維持手段は、好ましくは
鋼製のばね荷重された球からなるボールプランジャ１６
４と、該ボールプランジャ１６４をスリーブの内壁と接
触した状態に維持する手段、例えばはね１６６によりス
リーブグ）内壁に当接されたＩ−グルアーノ、１６５と
を備えている。該トグルアーム１６５は、スリーブ′の
溶接中に受ける高温に耐えることができる鋼又はセラミ
ック月利から造るのが好ましい。溶接ヘッド２６の回転
中、ボールプランジャ１６４をスリーブの内壁に連続・
的に圧接して、それにより、円筒状ハウジング１６３及
び溶接ミラー６０をスリーブ内壁から所定距離だけ離間
して維持すべく、はね１６６は、１／４〜１／２β１３
（０，１１４〜０．２２７Ａｇ）の力を与えるようにす
るのが好ましい。トグルアーム１６５はその上部１６５
ａと円筒状ハウジング１６３の部分１６３ａとの接触に
よりその移動範囲が制限される。ボールプランジャには
、管の由々しい狭搾部に遭遇した場合を除き、運動しな
いように２〜５夕１３（０，９１〜２．１２ｋｇ）の力
を付与するのが有利である。

第１３図及び第１４図に示しである焦点距離維持手段の
別の実施例においては、ローラ１６８をスリーブ内壁と
接触するように付勢する少なくとも２つのばね荷重され
た圧縮ピン１６７が用いられる。ローラ１６８は、スリ
ーブ内でヘッドが回転することを可能にし、他方、ピン
１６７内のばね１６９は、ローラ１６８をスリーブ内壁
との係合間係に維持し、それにより、溶接ミラー６０を
レンズ５８によるスリ−ブ内壁へのビーム集束に必要な
所定距離だけスリーブ内壁から離間して維持する。

酸素、水素及び他の有害な汚染物による溶接汚染を阻止
するために、溶接に対しシールドガスとして作用するよ
うに、ヘリウム、アルゴン又はそれ等の２つの混合物の
ような不活性ガスが溶接ヘッド２６に供給される１、こ
のカスは、管路（図示せず）を介して第９図に示す入口
１７０に供給され、ガスを円筒状部材１．６０内で空所
１６２内へと上向きに向けるシールドガス流路に沿い流
れレンズ５８に衝突し、レンズ５８の周辺部を経て、ガ
ス流路１７１を介しミラー６０と接触し、そして出口　
（排出口手段）６２に設けられている開口１７２から流
出する。

また、シールドガスは、ヘッド２６から流出する前に、
レンズ５８及びミラー６０に対して均等に分布された冷
却作用を与える。

出口６２は１錐形又は釣り鐘状に窪んだ開口１７２から
外向きに開いている。窪んた開口１７２から拡開された
出口６２の形態により、溶接個所に対するシールドガス
の分布が助勢され、レーザ溶接て発生ずる煙やガスがレ
ーザビーム路を閉塞するのを阻止する。ポールプランジ
ャ１６４は、ヘッドＺ６を、スリーブ内壁から所定の調
節可能な僅かな距離だけ離間し、それにより環状隙間が
形成され、そこを通って、煙やガスが溶接場所から追い
出される。

また、開口１７２の小さい寸法及び窪んだ位置付けて、
溶融した金属が空所１６２内に飛散したりミラー６０又
はレンズ５８上（こ飛散するのが最小限度に抑えられる
。

レンズ５８の焦点は、スペーサ１７４及び１７５と異な
った寸法のスペーサと交換することにより変えることが
できる。上側ハウジング部分１”っけ、止めねじ１７８
を取り外した後に、下側ハウジング部分１．７７から取
り外すことがてきる。再組立時には、スペーサ及びレン
ズ５８は下側ハウジング部分１７７の段部１８０に対し
て荷重を加えるばね１７９により所定位置に維持される
。上側ハウジング部分１７６の先端１８１には、管の端
部Ｉ＼の挿入を容易にするために、テーパ部１８２を設
けるのが好ましい。

ヘッド２６は、円筒状のハウジング１６３に収り付けら
れたコネクタ１８４によって、ベース部２８の円筒状部
材１６０に突出するように確りと固定することかできる
。スリーブはその一ヒ端及び下端近傍で溶接しなければ
ならす、下端部は通常管板３１内に位置し、上端部は管
１４内に３０〜．６０ｉｎ（０，７６〜１．．５ｍ＞延
びているので、溶接ヘッド装置の好適な実施例において
は、管板３１から種々の距離てヘラＩ〜２６を位置付け
ることがてきる軸方向位置付は手段が要求される。好適
な軸方向位置付は手段においては、円筒状ハウジング１
６３を円筒状部材１６０に結合するための種々の長さの
伸長コネクタ１８４の代わりに、ヘッド２６をベース部
２８がら更に大きい距離だけ離間する働きをなす長いコ
ネクタ１８４を使用することが考えられる。

管に対するスリーブの漏れのない溶接には、スリーブの
周辺を取り巻・く融接路が必要とされるので、溶接ヘッ
ド回転手段が要求される。第８図及び第９図に見られる
ｉＥ適な溶接ヘッド回転手段では、モータ取付部１８６
を介してベース部２８に取り付けられているモータ６６
の、Ｌうなモータ手段が用いられる。このモータ手段は
、後述する歯車アセンブリのような駆動手段を介して溶
接ヘッド２６を回転する。モータ軸１８８には、駆動歯
車１９０が固定されており、この歯車１９０は被駆動歯
車１９２と噛み合う。被駆動歯車１９２は、ベース部２
８に回転自在に取り付けられている円筒状部材１６０に
固着されているので、モータ６６の作動による歯車１９
０の回転で、円筒状部材１６０が回転される。円筒状ハ
ウジング１６３と円筒状部材１６０とは相対回転しない
ように接続されているので、上側スリーブ継目を溶接す
る際、コネクタもしくは接続部１８４による接続て、円
筒状ハウジング１６３は円筒状部材１６０と共に回転せ
しめられる。

単層溶接には、オーバーラツプスパイラル溶接パターン
が好適であることが判明している。従って、溶接ヘッド
の各回転毎に溶接幅よりも僅かに小さい距離だけ溶接ヘ
ッドを連続的に前進するための前進手段が必要とされる
。第８図に示しである好適な前進手段は、主として、ベ
ース部２８に非回転的に収り令１けられて、円筒状部材
１６０の一部分に設けられているが［ねしと係合する雌
ねじを有するフジュ１９４がら］１４成される。このね
じ式の前進手段は、円筒状部材１６０が回転される際に
、該円筒状部材１６０をブシュ１９４及びベース部２８
に対して上向き又は下向きに並進し、その結果、溶接ヘ
ット２６の相応の軸方向運動が実現されて、スパイラル
（螺旋状）融接路が得られる。

別法としてマルチパス溶接を用いることができ、その場
合好適な多層溶接は、互いに近接した離散的な単層溶接
からなる。この形式の溶接の場合には、溶接ヘッドを溶
接幅よりも若干大きい距離だけ軸方向に位置割出しする
前進手段が必要とされる。図示は省いであるか、このよ
うな前進手段は、液圧、空気圧或は機械的前進手段とす
ることができ、上述のねし式の前進機ＪＲの代わりに用
いることかてきよう。

管・スリーブレーサ溶接 遠隔場所へのレーザビームの伝送と関連して生ずるエネ
ルギ損失及び光学系に固有のエネルギ損失があるため、
レーザ１８は、工作物に対しできるだけ近傍に配設する
のが推奨される。原子力発電プラントの蒸気発生器に対
するアクセスは制限されているのて、管・スリーブ溶接
には、市販品として入手可能な最大出力レーザを使用す
ることはできない。また、約５００Ｗの最小出力が要求
されるところから他の入手可能なレーザ装置も除外され
る。Ｃ０２レーザが好適てはあるが、溶接ヘッド２６に
５００Ｗ　を供給することができるレーザならば如何な
るレーザも使用することができよう。好適なレーザは、
蒸気発生器のマンホール２４に隣接する場所に移送する
ことができ、８００Ｗのレーザビームを発生ずることが
できるレーザである。このようなレーザは、現在、米国
マサチューセッツ州つェイクフィールドのレーザコーポ
レーション・オブアメリカ（Ｌａｓｅ”ｒ　Ｃｏｒｐｏ
ｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　八ｍｅｒｉｃａ）により製作され
ている。

既述のビーム整合及び伝送系には多くの異なったレンズ
及びミラー材料を使用することができよう。レンズ及び
窓に対する好適な材料はセレン化亜鉛である。しかし、
他の公知の認容できるレンズ及び窓材料として、塩化カ
リウム、塩化ナトリウｌ＼及び臭化カリウムが挙げられ
る。また、好適なミラー材料としては、研磨された銅、
モリブデン、タングステン或は銀被覆鋼がある。薄膜は
、緊張状態で張架されて部分的に反射性の被覆材料で被
覆された薄肉のプラスデックシート材から形成するのが
好ましい。しかし、他の慣用の薄膜或はビーム分割器を
用いることも可能である。

低温度におけるスリーブの内壁の反射率を考慮した場合
、高出力ビー１＼グ）反射を最小にし、光学系の構成要
素に対し潜在的に生じ得る損傷を最小限度にするために
は、スリーブ璧を高速加熱するように直ちにレーザを全
出力にすることが望ましい。しかし、レーザを急激に遮
断した場合には、溶接に悪影響が及ぼされ得る。遮断前
にレーザ出力を４００〜５００Ｗの範囲に線形的に減少
すれば溶接の不完全性は最小限度に抑えられることが判
明した。従って、管・スリーブ溶接中におけるレーザの
好適な出力曲線は第１５図に示すような曲線となる。。

レーザが設定され、ロボットアーム３０によりレーザ溶
接ヘッド２６が欠陥管１４内に溶接すべきスリーブ１２
に対する入口の下方に位置付けられ、そしてカムロック
Ｚ７が作動されたならば、システムを整合しなければな
らない。第２図には、粗整合にとって有用な可視光を発
生する好ましくはＨｅＮｅレーザとすることができる低
出力レーザ３８が示しである。低出力ビームロ８は、薄
膜７０に入射する。この薄膜７０は、ビームの一部分、
好ましくは約５０％をビーム路７２に沿って反射し、こ
の反射されたビームは、偏向ミラー７４及び７６により
部分ビーム反射器／強度減衰器５２に入射するように指
向される。

可視ビームは、低出力ビームに対して半透明である薄膜
７０を介し不透明円板７８の周囲でビデオカメラ４５に
より観察することができる。このビデオカメラ４５は、
高出力ビーム路２２に沿いビーム反射器５２によって反
射されるようにビーム６８を適切なビーム路７２に沿い
反射するように薄膜７０を調節する上で有用である。

反射器５２（この反射器として好適な反射器は第＝５２
− ４図に示してあり、またその代わりに用いられる反射器
は第３図に示しである）の反射性部分に当った後に、低
出力ビームは高出力ビーム路２２に沿って進むように指
向される。次いでビーム６８は、静止ハウジング８８内
でミラー８６により、第１図に見られるビーム送光器３
４に至るビーム路９０に沿って進むように指向される。

回転可能なハウジング９４内にある第１の調節可能な反
射器９２はビームを、回転可能なハウジング９８内の第
２の調節可能な反射器９６へと反射する。該第２の調節
可能な反射器９６は、ビーム６８をビーム送光器３４か
ら送出する。

ビームをビーム受光器３６に指向するように送光器３４
を整合すべくビーム送出路を調整する目的で、反射器４
８を介してビームを観察するためにビデオカメラ４６が
用いられる。モータ１００は、ビーム６８が反射器９２
に入射した後にビーム６８のビーム路を調節するために
歯車アセンブリ１０２を介してハウジング９４を回転し
、モータ１０４は、ビームが反射器９６により反射され
た後にビーム路を調節する目的で歯車アセンブリ１０６
を介してハウジング９８を回転する。

遠隔ビーム受光器３６も、２つの回転可能なハウジング
１１０及び１１４を備えており、これ等のハウジング内
には調節可能な反射器１０８及び１１２が取り付けられ
ている。モータ１１６及び１２０は、それぞれの歯車ア
センブリ１１８及び１２２を介してハウジング１１０及
び１１４を回転する。最適ビーム路には、部分的に反射
性のミラー１３８が設けられている。反射器５１を介し
て送光器３４を観察するために、ハウジング１１０に取
り付けられているハウジング５０にはビデオカメラ４９
が装着されている。

可視レーザ３８が作動され、そしてビーム路２２に沿い
反射器５２により反射されるようにビデオカメラ４５に
より整きがなされた後に、ビーム送光器３４及び受光器
３６は、カメラ４６及び４９を介して粗整合することが
できる。カメラ４６は、送光器３４から出射された後の
ビーム６８の進行路を観察し、ビーム６８が部分反射ミ
ラー１３８に向かうように、回転ハウジング９４及び９
８を介して反射器９２及び９６の調節を可能にする。ビ
ーム受光器３６がビームを受光するように適切に整合さ
れている場合には、ビームの一部分は、実質的に同じビ
ーム路を辿ってビーム送光器へと反射し戻される。この
ビーム部分が上記のように反射されるまで、ビデオカメ
ラ４９を用いてハウジング１１０及び１１４の整合を調
節する。

ハウジング９４及び９８は、部分反射ミラー１３８の再
位置割出し後ビームが該ミラー１３８に当たるように再
調整することができる。

粗整合が達成された後にレーザ検出器を用いて更に正確
な整合を実現する。ビーム６８がハウジング９８を出る
際に、該ビームは薄膜１２６に衝突し、該薄膜はビーム
の一部分をビーム路１３２に沿うように偏向する。ビー
ムが、最適ビーム路に沿いビーム受光器から出射されて
いる場合、薄膜１２６は、ビームの一部分をビーム検出
器４０の中心部に入射するように指向する。パイロ電気
（焦電気）型とするのが好ましいビーム検出器４０は、
Ｘ−Ｙ座標でビーム入射位置を表わす信号を発生し、こ
の信号は、反射器５２又は８６を動かず等によりビーム
出射路を調節するのに用いられる。

低出力ビームの残りの部分は、部分反射ミラー１３８に
入射し、該ミラー１３８は、ビームの一部分を透過し、
この透過ビームは、適切な整合が達成されている場合に
は検出器４２の中心に入射する。

やはりパイロ電気型とするのが好ましいレーザ検出器４
２は、Ｘ−Ｙ座標で入射位置を表わす信号を発生し、こ
の信号は、検出器４２に対する中心入射が達成されるよ
うに受光器及び送光器を調節するのに用いられる。ビー
ムの残りの部分は部分反射ミラー１３８により反射され
る。適切な整合が達成されている場合には、このビーム
部分は実質的にその送光路に沿って逆方向に進行し、薄
膜１２６に入射し、そしてビーム路１４０に沿い偏向さ
れて検出器４４の中心に入射する。好ましくはパイロ電
気型の検出器４４も入射位置を表わすＸ−Ｙ座標信号を
発生し、この信号は、更に送光器３４及び受光器３６を
調節するのに用いられる。検出器４０．４２及び４４の
それぞれに対し正確な入射位置にビーム部分を集束する
ことができるようにするためにレンズ１４２　、１４４
及び１４６が用いられる。検出器の調整精度は、近似的
に、０．０００１４ｉｎ（０，００３６ｙｚ）である。

低出力レーザによる粗整合が完了したら、高出力レーザ
自体での整合を行って、高出力゛ビームの最適な送光及
び受光を確保するのが好ましい。この場合、低出力レー
ザ検出器４０．４２及び４４は、それに対する損傷を阻
止するためにビーム路から取り出される。これ等の検出
器、薄膜１２５及び部分反射ミラー１３８は、それぞれ
流体圧シリンダ１３１及び１３７によりスライド部材１
３０及び１３６に沿って容易に運動可能なように、第１
図、第５図、第６図及び第１０図に示したハウジング１
２８及び１３４のような摺動ハウジング内に取り付ける
のが有利である。部分反射ミラー１３８の代わりに、板
状検出器１５２が該ミラー１３８の位置に摺動で設定さ
れる。ビーム強度減衰器５２がモータ（図示せず）によ
り回転され、高出力レーザ１８が付勢される。ビーム強
度減衰器５２は整合に使用するためにビーム路２２に沿
いビームの５〜１０％を通過しビームの残りの部分は慣
用のビームダンプ部８４に向けられる。

レーザを全出力で使用した場合には、レーザによる連続
的な直接照射に耐えることができない構成要素（板状検
出器１５２を含む）が損傷される可能性がある。しかし
、低出力に設定されたレーザの作動により放出されるビ
ームは、溶接に用いられる高出力設定で発生されるビー
ムと同じ挙動をしない場きかあり、不正確な整合が斎ら
される可能性がある。従って　整合の目的ては、高出力
ビームの一部分だけを伝送するために、ビーム強度減衰
器が用いられるのである。

第６図及び第７図に示されている、ワンダリング（ｗａ
ｎｄｅｒ　ｒｉｎｇ）とも称され、Ｘ−Ｙ座標でビーム
位置を表わす信号を発生する環状検出器１４８のような
第２の高出力レーザ検出器が、ビームがハウジング９８
からアパーチャ１９６の中心を経て出射されることを確
保するのに用いられる。ビームは、次いで、ビーム路１
２４に沿って進行し、板状検出器１５２に入射する。中
心で結合された梨形の高温熱電対から構成するのが好ま
しい板状検出器１５２は、Ｘ−Ｙ座標でビームの入射点
位置を表わす信号を発生ずる５、低出力レーザ検出器４
２を保護するだめの支援手段として、部分反射ミラー１
３８を板状検出器１５２と共にビーム路１２４内に摺動
設定する。高出力ビームの一部分は部分反射ミラー１３
８により反射され、そして、ビーム送光器３４及びビー
ム受光器３６が最適に整合している場合には、この反射
されたビームは実質的にビーム路１２４に沿い且つ環状
検出ｉ：ｉ＞　１４８の中心を通って逆方向に進行する
。検出器１４８は、そこを通過するビームの位置を表わ
す信号を発生ずる。検出器１４８及び１５２からの信号
を用いて、レーザビームが最適ビーム路に沿って伝送さ
れ且つ最適ビーム受光が実現されるようにビーム受光器
３４及びビーム受光器３６の整合を行うのに用いられた
ならば、整合は完了し、高出力レーザ１８はオフに切換
えられる。

高出力レーザ１８からのビーノ＼の強度は、管内にスリ
ーブを実際に溶接する時には、減衰しない方が有利であ
る。第４図に示しであるようなビーム強度減衰器５２を
使用する際には、アパーチャ８２をビーム路２２内に回
転して位置ｆτＩげ、ビームが該アパーチャを全強度で
通過できるようにする。第３図に示しであるようなビー
ム強度減衰器５２が用いられる場合には、この減衰器５
２は溶接の際ビーム路から取り外さなければならない。

次いで、モータ６６が作動され、モーフ軸１８８が回転
されて、取り付けられている駆動歯車１９０が回転する
。駆動歯車１９０により被駆動歯車１９２が回転されて
、取り付けられている円筒状部材６０が回転される。溶
接ヘッド２６は、円筒状ハウジング１６３を介して円筒
状部材１６０に結合されていることにより回転され、ま
た、上側の管・スリーブ継目を溶接する際には、伸長コ
ネクタ１８４によりハウジング１６３が円筒状部材１６
０に結合されることにより回転する。ヘリウムとするの
が好ましいシールドガスが、入口１７０を介してベース
部２８に供給され、中空の円筒状部材１６０を経て空所
１６２に流れ、ミラー５８の周辺部を通りアパーチャ１
７１を経て、出口６２の窪んだ開口１７２から流出して
スリーブ１２と接触する。

次いで、レーザ１８を全溶接出力、好ましくは前述した
ように、７００〜８００Ｗで作動する。高山カビ−ムは
、ビーム路２２に沿って進行し、反射器８６によりビー
ノ＼路９０／＼と偏向され、反射器９２により反射器９
６に反射され、ビーム路１２４に沿って反射器１０８に
送られ、そこでビームは反射器１２２に反射され、該反
射器１２２によりビームはレーザ溶接ベース部２９内に
向けられる。反射器１１３は、レンズ５４及び５６を通
るようにビームを指向し、該レンズによりビーム径が減
少された後、ビームは反射器１５６及び１５８により中
空の円筒状部材１６０を経て円筒状ハウジング１６３内
の空所１６２内に送られる。

ビームはレンズ５８により集束され、溶接ヘッド２６か
ら、出口６２の窪んだ開口１７２を経てスリーブ１２と
接触する。

第１６図は、スリーブ１２の上部近傍の平坦化された境
界部もしくは溶接場所６４におけるスリーブ１２及び管
１４の拡大断面図である。スリーブは、圧延、液圧拡開
又は他の拡開方法により、溶接場所６４で管１４と接触
するように拡開される。しかし、スリーブ材料の弾性復
帰力で、溶接場所６４の管・スリーブ界面には小さい隙
間が生じ得る。スリーブろう付は加工では、非常に小さ
い範囲の隙間寸法しか許容てきないか、レーザ溶接によ
れば、０００８ｉｎまての隙間が存在していても有効な
溶接継目を形成することかできる。また、ろう付けでは
、均質なろうの流れを実現するために比較的奇麗な表面
か必要とされ、通常、ろう付は前にホーニングその他の
清浄加工が必要とされる。これに対して相当な表面酸化
が存在しても有効なレーザ溶接継目を形成することがで
きる。

多くの原子力蒸気発生器においては、０．０４０〜０．
０５５ｉｎ（１，０２〜１．４０ｍ＋）の範囲内の厚さ
を有するインコネル管が用いられている。このような管
に対する好適なスリーブ材料は、約０．０４ｉｎ（１，
０２１１１りの壁厚を有するインコネルである。第１１
図及び第１２図に示されているボールプランジャ１６４
及びばね荷重されたトグルアーム１６５のような焦点距
離維持手段がハウシンク１６０の外縁２０４がスリーブ
１２の内壁から所定距離だけ離間し、それにより溶接ミ
ラー６０がスリーブ１２の内壁から所定距離だけ離間し
て維持されるように、溶接ヘッド２６をスリーブ１２内
に回転可能に支持する。レンズ５８及びミラー６０は協
痩Ｊして、高出力ビームをスリーブに指向し、スリーブ
材料の下方の好ましくは０．０２０〜・０．０３０ｉｎ
（０，５１へ０．７６７Ｎ、ｖ）の点、例えばスリーブ
１２の壁Ｊ７の２分の１〜４分のまたりスリーブ内壁か
ら下方に有る点にビームを焦束する。

第１７図は、溶接ヘッド装置を用いて形成された典型的
な溶接１９８を描断面て示ず図である。最も重要な２つ
の溶接パラメータは、スリーブ１２と管１４との間の境
界部６４における溶接幅２００と、溶接深さ２０２らし
くは管１４内への溶は込みである。境界部における好適
な溶接幅は、少なくとも０．０４６ｉ　ｎ　（］、　、
　１．７ｚｍ）であり、他方理想的な溶接深さは少なく
とも０．０２５ｉｎ（０，６４ａｍ）である。にのよう
な最適溶接パラメータを達成するためには、溶接場所に
供給されるレーザ出力は５００〜７００Ｗとずべきてあ
り、レーザビームは毎分７．５〜１５ｉｎ　（１９〜３
８ｃ１１）で溶接表面を横切って移動し、２６００〜５
３００ジユール／　１ｎ（１０２，４〜２０８．７ジユ
ール、／Ｉ１ｍ）の比エネルギーを供給ずべきである。

好適な範囲は、１０．０〜１２．５ｉｎ／分（２５４，
０〜３１７．５ｚｚ／分）の移動速度で加えられる６０
０〜７００Ｗである。なお、上記移動速度は、４．０〜
７．５ｒｐ＋ｎの溶接ヘッドの好適な回転速度に対応す
るものであるが、この速度は、管及びスリーブの直径並
びに加えられるレーザ出力に依存して変り得る。溶接Δ
、ラドの回転速度が過度に低い場合には、溶接個所に過
度に高い比エネルギーが加えられることとなり、その結
果、レーザで管壁が焼抜かれてしまうことが起り得る。

また、溶接ヘッド２６の過度に早い回転は、管１４に対
するスリーブ１２の均質な融合を阻止する可能性がある
。

溶接１９８は、窪んだ開口１７２を介して溶接ヘッド２
６から流出しスリーブ１２の内部及び管１４の一部を満
たす好ましくはヘリウムのようなシールドガスにより汚
染から遮蔽される。溶接ヘッド２６の表面２０４に面す
る窪んな開口１７２からの排出口６Ｚの円錐形状により
溶解した溶接液相材料のプールが、該開口１７２を介し
て溶接ヘッド２６内に飛散してミラー６０及びレンズ５
８を損傷することが阻止される、スリーブ内での単層溶
接でスリーブと管との間には融接路に沿い漏洩のない継
目が形成される。

しかし、高い耐漏性及び劣ｆヒした管の補強のための充
分な溶接強さを確保するためには、多層溶接の方が好ま
しい。スリーブの多層溶接を行う２つの好適な方法が第
１８図及び第１９図に示しである。

即ち、第１８図には境界部６４てスリーブ周辺全体に亘
ってそれぞれ延在する２つの硫散した溶接１９８が示し
である。これを実現するためには、１つの融接路に沿う
溶接が完了した後にレーザ溶接ヘッドを境界部における
溶接幅よりも大きい距離だけ上方又は下方に割出し、２
回目のパスを行う。付加的なパスは有害てはない。第１
９図には、スリーブの内部を取り巻く連続したスパイラ
ル（螺旋）融接路に沿い３回溶接を行って形成された溶
接２０６が示されており、この場合各パスは、境界部に
おいて、好ましくは少なくとも０．００５ｉｎ（０，１
３ｙｙ）だけ先行の溶接にオーバーラツプする。各溶接
の明瞭な溶接ルート２０８が観察てきる。境界部６４に
おける受容される幅のスパイラル溶接に対しては２回又
は３回以上の回転が要求されよう。第３の好適な実施例
として、境界部６４で少なくとも０．００５ｉｎ（０，
１３＊＊）だけオーバーラツプする２回又は３回以上の
別々の溶接パスを行うことができよう。このようにして
形成された溶接は、横断面は第１９図の溶接に類似する
が、−シかしこの実施例の場合には、溶接パスはスパイ
ラルではない。上述の３つの多層溶接型式によれば、全
て、受容し得る溶接が形成される。第１５図に示すよう
に、レーザ出力は、レーザを遮断する前に、約５００Ｗ
の有効出力となるまで線形的に減少される。

スリーブの一端を管に溶接した後に、溶接ヘッドは、ス
リーブの他端を管に結合すべく管内で位置割出ししなけ
ればならない。管１４内に深く位置するスリーブの端に
溶接ヘッド２６を割出す好適な方法によれば、所定の長
さを有する伸長コネクタ１８４が、円筒状ハウジング１
６３と円筒状部材１６０との間に挿入されて、管内て溶
接ヘッド２６を所要の如く持ち上げる働きをする。スリ
ーブの各端の溶接に続いて、ロボットアーム３０により
溶接ヘッドを管１４かち取り出し、スリーブ溶接による
修理を必要とする次の管内に再び位置付けられる。

以上、本発明のｉＩＴ　＞Ｉｆｆな実施例について説明
したが、これ等の実施例の多くの変更が可能てあり、本
発明は、ここに開示した実施例に限定されるものてない
ことを述べておく。

【図面の簡単な説明】

第１図は、蒸気発生器内に収り付けられたレーザ溶接装
置を、部分的に切除して立面図で略示する図、第２図は
、低出力し−ザを高出力レーザと整合もしくは整列する
のに用いられる装置を模式的に示す図、第３図は、第２
図の部分ビーム反射器／ビーム強度減衰器の好適な実施
例の１つを示す拡大立面図、第４図は、部分ビーム反射
器／ビーム強度減衰器の別の好適な実施例を示ず拡大立
面図、第５図は、好適なビーム送光器及びビーム受光器
を示す斜視立面図、第６図は好適なビーム送光器及びビ
ーム受光器を部分的に断面で示ず立面図、第７図は、好
適な環状検出器（ワンブリング）の立面図、第８図は、
板、摺動ベース部及び溶接ヘッドを部分的に断面でしか
も部分的に切除して示す立面図、第９図は、板及び摺動
ベース部を部分的に切除して示す平面゛図、第１０図は
、ｉＨ適なビーム受光器を部分的に断′面で示す拡大図
、第１１図は、好適なレーザ溶接ヘッドの縦断面図、第
１２図は、第１１図の線■−Ｍにおける断面図であって
、焦点距離維持手段を示す図、第１３図は、別の溶接ヘ
ッドの上側部分を示す立面図、第１４図は、第１３図の
線ＸＩ　Ｖ　−ＸＩ　Ｖにおける断面図であって別の焦
点距離維持手段を示す図、第１５図は、時間の関数とし
て供給されるレーザ出力を描くタイムチャートを示す図
、第１６図は、スリーブを管と接触するように拡開した
後の計画溶接場所の拡大縦断面図、第１７図は、本発明
に従いスリーブと管との間に形成された溶接部の拡大縦
断面図、第１８図は、スリーブの一端部に形成された２
つの離散した溶接部の拡大縦断面図、第１９図は、３回
のパスで形成されたスパイラル融接路の拡大縦断面図で
ある。 １８・・・高出力レーザ ２２・・・レーザビーム（ビーム路） ３４・・・レーザビーム受光手段 ３６・・・レーザビーム受光手段 ３８・・・低出力レーザ ４０．４２．４４・・・低出力ビーム検出器４５．４６
．４９・・・観察手段（ビデオカメラ）５２・・・ビー
ム強度減衰器 ５８・・・集束手段（レンズ） ６８・・・低出力レーザビーム ７０．１２６・・・薄膜手段 ７２・・・ビームＦｒ＠９２・・・調節可能な反射手段
１３８・・・部分反射ミラー手段 １４８・・・環状の高出力ビーム検出器１５２・・・高
出力ビーム検出器 出願人　ウェスチングハウス・エレクトリック・コーポ
レーション ＦＩＧ、　３ ＦＩＧ　４ ＦＩＧ、　１３ ＦＩＧ、　＋５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）高出力レーザビームを第１のビーム路に沿って指向
   させて第１の調節可能な反射手段によって第２のビーム
   路に沿って反射させるように使用されるレーザビーム送
   光手段を、前記第２のビーム路に沿って指向されたビー
   ムを受けるようになつている遠隔ビーム受光手段に対し
   て整合すると共に、前記遠隔ビーム受光手段を、前記第
   ２のビーム路に沿って指向されたビームを最適に受ける
   ように、整合する方法において、 低出力レーザからの低出力レーザビームを前記第１のビ
   ーム路に沿って送光し、該低出力レーザビームを前記第
   １の調節可能な反射手段により前記第２のビーム路に沿
   って前記遠隔ビーム受光手段へと反射させ、 薄膜手段を使用して前記第１の調節可能な反射手段の近
   傍で前記第２のビーム路に沿った前記低出力レーザビー
   ムを遮断し、前記薄膜手段により前記低出力レーザビー
   ムを２つの部分に分割して、第１の部分を前記第２のビ
   ーム路をほぼ横断する第３のビーム路に沿って再指向さ
   せ、第２の部分を前記第２のビーム路に沿つて引き続き
   進行させ、前記第１の調節可能な反射手段を調節するこ
   とによって、前記第２のビーム路に沿って進む前記低出
   力レーザビームの前記第２の部分を前記遠隔ビーム受光
   手段と粗整合すべく、観察手段により前記遠隔ビーム受
   光手段を観察し、 前記第３のビーム路に設けられた第１のビーム検出手段
   を使用して前記低出力レーザビームの前記第１の部分を
   検出し、前記第１のビーム検出手段は、該第１のビーム
   検出手段に接触するビームを検出し該接触に応答して信
   号を送出するように作動し、 前記遠隔ビーム受光手段の近傍に装着された部分反射ミ
   ラー手段で前記低出力レーザビームの前記第２の部分を
   遮断し、該部分反射ミラー手段で前記低出力レーザビー
   ムの第３の部分を前記第２のビーム路に沿って戻るよう
   に反射し、前記低出力レーザビームの前記第３の部分は
   、前記薄膜手段によって、前記第２のビーム路を実質的
   に横断する第４のビーム路に沿って反射され、前記部分
   反射ミラー手段は前記低出力レーザビームの第４の部分
   が前記第２のビーム路に沿って続いて進行するのを許容
   しており、 前記部分反射ミラー手段の前記薄膜手段とは反対側で前
   記第２のビーム路に配設された第２のビーム検出手段に
   より前記低出力レーザビームの前記第４の部分を検出し
   、前記第２のビーム検出手段は、該第２のビーム検出手
   段に接触するビームを検出して該接触に応答して信号を
   送出するように作動し、 前記第４のビーム路に装着されて、接触するビームを検
   出し該接触に応答して信号を送出するように作動する第
   ３のビーム検出手段により前記低出力レーザビームの前
   記第３の部分を検出し、前記第１、第２及び第３のビー
   ム検出手段によつて同時に信号が送出されるまで前記第
   １の調節可能な反射手段及び前記ビーム受光手段を移動
   させる、 諸ステップを特徴とする、ビーム送光及び受光手段の整
   合方法。 ２）遠隔ビーム受光手段に対する高出力レーザビーム送
   光手段の整合を検査するレーザビーム整合検査装置であ
   って、 前記レーザビーム送光手段の近傍に装着された環状のビ
   ーム検出手段であって、ビーム路に沿って該ビーム検出
   手段を通過する高出力レーザビームを検出すると共に、
   該ビーム検出手段を通過する前記高出力レーザビームの
   、前記環状のビーム検出手段の中心に対する位置を示す
   第１信号を送出する前記ビーム検出手段を備えるものに
   おいて、前記ビーム受光手段が最適に整合された時に前
   記レーザビームの第１の部分を反射して前記ビーム路に
   沿って実質的に戻すと共に、前記レーザビームの残りの
   部分が前記ビーム路に沿って続いて進むように、前記ビ
   ーム路に前記遠隔ビーム受光手段の近傍に着脱自在に装
   着された、部分反射ミラー手段と、 前記ビーム路に沿って進むビームを検出すべく前記遠隔
   ビーム受光手段の近傍に設けられた別の高出力ビーム検
   出手段であって、前記部分反射ミラー手段が前記ビーム
   路の所定位置にある時、該部分反射ミラー手段を通過す
   る前記ビームの前記残りの部分を検出すると共に、前記
   高出力レーザビームが接触する前記高出力ビーム検出手
   段の中心に関する位置を示す第２信号を送出する前記高
   出力ビーム検出手段と、 を備え、前記環状のビーム検出手段は、該環状のビーム
   検出手段の中心を通過するように前記ビームを整合させ
   るのに使用された後、前記ビーム路に沿って実質的に戻
   るように指向されて前記環状のビーム検出手段の中心を
   通過する前記ビームの前記第１の部分を検出すると共に
   、前記環状のビーム検出手段の前記中心に関する前記第
   １の部分の通過の位置を示す別の第１信号を送出するよ
   うにも作動可能に構成されている、 ことを特徴とするレーザビーム整合検査装置。