WO2011040127A1 - コイルの製造装置及び製造方法 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention uses a device for manufacturing a serpentine tube (hereinafter referred to as a coil), which is used in a boiler or the like, having U-shaped tubes connected to both ends of a straight tube with high accuracy and high efficiency, and this manufacturing device. It relates to a manufacturing method.
  • a serpentine tube hereinafter referred to as a coil
  • a serpentine tube such as a coil has been manufactured by bending a long tube in which straight tubes are welded in series.
  • the thickness of the tube exceeds 4 mm and the welded part between the straight pipes is bent, damage such as wrinkles occurs in the bent part.
  • the inner surface of the coil (especially the inner surface of the welded part between the straight pipe and the U-shaped pipe) is infinitely flat in order to reduce pipe resistance, stress concentration, etc. It is desirable to be.
  • the problem to be solved by the present invention is that when a coil is manufactured by connecting U-shaped tubes to both ends of a straight tube by TIG welding, it is necessary to form a groove shape in the U shape. Further, the productivity is very poor, and there is a possibility that the extra height of the inner surface may be increased.
  • the coil manufacturing apparatus of the present invention comprises: To enable highly accurate and highly efficient manufacturing, An apparatus for manufacturing a coil by welding U-shaped pipes to both ends of a plurality of straight pipes, A collection tube having a focal length that is at least twice the diameter of the pipe to be welded with respect to the groove positions of the straight pipe positioned and held by the work setting jig and the U-shaped pipe temporarily attached to both ends of the straight pipe.
  • a laser welding head that performs welding by irradiating laser light using an optical lens is provided.
  • laser welding is performed by irradiating a condensing lens having a focal length that is twice or more the diameter of the pipe to be welded in a state where the work set jig is positioned and held. welding to adjacent portions of adjacent tubes can be easily performed.
  • the laser welding head when the laser welding head is provided with a camera for recognizing the groove positions of the straight pipe and the U-shaped pipe, the irradiation position of the laser beam can be accurately recognized. Stable welding can be performed without coming off.
  • a preheating apparatus for preheating the groove positions of the straight pipe and the U-shaped pipe.
  • this preheating device is a high frequency preheating device having an oval or elliptical high frequency coil whose cross section in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the straight pipe is 5 to 50 mm larger than the oval circumscribing the U-shaped tube, Efficient preheating can be performed by surrounding the U-shaped tube with a high-frequency coil.
  • thermometer that measures the temperature of the straight pipe and the U-shaped pipe is provided in the preheating device, it is possible to accurately grasp whether or not the temperature at the welding position at the end of preheating is a predetermined temperature. desirable.
  • the coil manufacturing method of the present invention is a method of manufacturing a coil by welding U-shaped pipes to both ends of a plurality of straight pipes using the above-described apparatus of the present invention, Inductively heat the straight pipe and the U-shaped tube to a predetermined temperature or higher by a high-frequency coil installed so as to surround the U-shaped pipe temporarily attached to both ends of the straight pipe, After confirming that the temperature of the induction-heated straight pipe and the U-shaped pipe reaches a predetermined temperature, the pipe diameter of the welded pipe is 2 with respect to the groove position between the confirmed straight pipe and the U-shaped pipe.
  • the main feature is that welding is performed by irradiating a laser beam using a condensing lens having a focal length more than double.
  • the coil can be manufactured with high accuracy and high efficiency without using a filler wire.
  • a condenser lens having a focal length more than twice the diameter of the pipe to be welded is intended to manufacture a coil in which U-tubes are connected to both ends of a straight pipe with high accuracy and high efficiency. This was realized by irradiating laser beam to the laser welding.
  • the coil has a straight pipe at a position adjacent to the adjacent straight pipe 1 as shown in FIG. It is difficult to irradiate the laser beam 4 perpendicularly to the adjacent portions 1a. In laser welding, the laser beam is focused on a small spot and the energy density is increased for welding. Therefore, it is necessary to accurately recognize the welding position.
  • welding between the straight pipe 1 and the U-shaped pipe 2 temporarily attached to both ends of the straight pipe 1 has a focal length that is twice or more the pipe diameter d of the welded pipes 1 and 2. This is performed by irradiating laser light using a condenser lens.
  • the adjacent portion 1a of the adjacent straight tube 1 is also irradiated with the laser beam vertically. be able to.
  • the laser welding head 11 includes a straight tube 1 and a U-shaped tube via a collimating lens 14 and a condenser lens 15 that convert laser light 13 emitted from a laser oscillator 12 into parallel light. 2, the straight pipe 1 and the U-shaped pipe 2 are laser-welded by irradiating the groove position w of the welded part 2.
  • beam splitters 16 a and 16 b that transmit the laser light 13 but reflect visible light are arranged on the optical axis of the laser light 13 between the collimating lens 14 and the condenser lens 15.
  • the groove position w of the tube 1 and the U-tube 2 is projected and imaged by the camera 17.
  • the camera 17 and the beam splitter 16a are attached and fixed to the outer surface of the laser welding head 11.
  • the irradiation position of the laser beam 13 condensed to about 0.5 mm can be accurately recognized. Therefore, stable laser welding can be performed without any problem.
  • a non-contact thermometer 18 that measures the temperature of the groove position w of the straight pipe 1 and the U-shaped pipe 2 before laser welding is provided.
  • the non-contact thermometer 18 it can be confirmed whether the temperature of the groove position w of the straight pipe 1 and the U-shaped pipe 2 to be laser-welded has reached a specified temperature.
  • 19 is a processing device for an image taken by the camera 17, 20 is inputted with an image of the image processing device 19 and a temperature measured by the non-contact thermometer 18, and controls the laser oscillator 12.
  • a laser controller 21 is a monitor that captures an image of the image processing device 19.
  • laser welding performs rapid heating compared to TIG welding, and thus easily changes the original properties of the material to be welded. Therefore, in order to prevent this change, it is desirable to preheat the material to be welded prior to welding. This preheating can alleviate the adverse effects of rapid heating and cooling, and is effective in preventing weld cracking and securing an appropriate structure.
  • a preheating device 22 for preheating the groove position w of the straight pipe 1 and the U-shaped pipe 2 as shown in FIG. 5 is provided.
  • a high frequency preheating device having an oval high frequency coil 22a whose cross section in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the straight tube 1 is 5 to 50 mm larger than an ellipse circumscribing the U-shaped tube 2 is shown. ing.
  • the distance of the high-frequency coil 22a larger than the ellipse circumscribing the U-shaped tube 2 is less than 5 mm, the high-frequency coil 22a is likely to come into contact with the U-shaped tube 2 during setting for preheating. On the other hand, if it exceeds 50 mm, the high-frequency coil 22a and the welded portion are too far apart and it is difficult to preheat to a predetermined temperature. Therefore, the distance is preferably 5 to 50 mm.
  • the high-frequency coil 22a surrounds the U-shaped tube 2, so that efficient preheating can be performed.
  • a radiation thermometer 23 is provided in the preheating device 22 to measure the temperature of the straight pipe 1 and the U-shaped pipe 2, the temperature monitored by the radiation thermometer 23 is fed back.
  • the temperature at the welding position can be accurately controlled.
  • the preheating device 22 is positioned at a retracted position on the extension line where the straight pipe 1 and the U-shaped pipe 2 positioned and held by the work setting jig 24 are arranged. It is desirable to preheat by moving upward after moving to the position.
  • the laser welding device 31 to which the laser welding head 11 is movably attached (rotated) is positioned and held by the work setting jig 24 as shown in FIG.
  • Two units are arranged on both sides of the straight tube 1 and the U-shaped tube 2 in a direction orthogonal to the direction in which the character tubes 2 are arranged, and the straight tube 1 and the U-shaped tube 2 are sandwiched therebetween.
  • These two laser welding apparatuses 31 are provided so as to be movable in the direction in which the straight pipe 1 and the U-shaped pipe 2 are arranged.
  • the two laser welding apparatuses 31 arranged in this way are moved in the direction in which the straight pipe 1 and the U-shaped pipe 2 are arranged, and the straight pipe 1 and the U from both sides of the straight pipe 1 using the laser welding head 11.
  • the coil 3 can be manufactured in a short time and with high efficiency.
  • the work setting jig 24 for positioning and holding the straight pipe 1 and the U-shaped pipe 2 is arranged so that the positions of the U-shaped pipes 2 temporarily attached to both ends of the straight pipe 1 can be switched as shown in FIG. As indicated by the arrows in FIG. 4), it is desirable that the fulcrum 24a is reversible around the fulcrum 24a.
  • reference numeral 25 in FIG. 7 denotes a control panel.
  • the preheating device 22 When preheating is required, the preheating device 22 is moved, the preheating device 22 is moved up, the weld is surrounded by the high frequency coil 22a, and preheating (induction heating) is performed according to the program. 4) When preheating according to the program is finished, the preheating device 22 is lowered and moved to the retracted position.
  • each laser welding head 11 is retracted to a position where the temperature of each welded part can be measured by the non-contact thermometer 18 and the temperature of each welded part is measured.
  • the respective laser welding heads 11 After confirming that the temperature of the welded portion is a predetermined temperature, the respective laser welding heads 11 are moved to the accurate welding positions, and laser welding is performed according to pre-programmed welding conditions.
  • the preheating device 22 is moved up and down during the preheating, but the work setting jig 24 holding the straight tube 1 temporarily attached with the U-shaped tube 2 at both ends may be moved up and down.
  • the welding work is not limited to being performed automatically, and each process may be performed while the welder is checking.
  • the present invention is not limited to the manufacture of the coil 3 in which both ends of a straight pipe are connected by U-shaped pipes, which are used in a boiler or the like as long as adjacent pipes are welded.

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Abstract

フィラーワイヤを使用することなく、高精度に、かつ高能率でコイル（３）製造を可能にすべく、複数の直管（１）の両端にＵ字管（２）を溶接してコイル（３）を製造する方法及び装置であって、ワークセット治具（２４）に位置決め保持された直管（１）と、この直管１の両端に仮付けされたＵ字管（２）との開先位置（ｗ）に対して、被溶接管（１）、（２）の管径の２倍以上の焦点距離を有する集光レンズ（１５）を用いてレーザ光（１３）を照射することにより溶接を行うレーザ溶接ヘッド（１１）を備える。

Description

コイルの製造装置及び製造方法
　本発明は、ボイラ等で用いられる、直管の両端にＵ字管を連結した蛇管（以下、コイルという。）を、高精度で、かつ高能率で製造する装置、及びこの製造装置を用いた製造方法に関するものである。
　従来、コイルのような蛇管は、直管同士を直列に溶接した長尺のチューブを折り曲げて製造していた。しかしながら、前記チューブの厚みが４mmを超える場合に、前記直管同士の溶接部を折り曲げた場合は、当該折り曲げ部にしわなどの損傷が発生する。また、所定の形状に折り曲げることが困難である。
　そこで、厚みが４mmを超えるコイルの場合は、例えば直管の両端に１８０度エルボを溶接することで製造していた（例えば特許文献１）。しかしながら、特許文献１に記載された発明のように、直管１の両端に１８０度エルボ又はＵ字管２を連結して、図８に示すようなコイル３を製造する場合、隣接する直管１の隣接する部分１ａに対して垂直に溶接することが難しい。
　また、ボイラ等で用いられるコイルを製造する場合は、管路抵抗、応力集中等を低減させるために、コイルの内面（特に直管とＵ字管との溶接部の内面）が限りなく平らであることが望まれる。
　自動ＴＩＧ溶接を採用した場合、直管とＵ字管との溶接部の内面の余盛りを安定して確保することが可能になるが、全周に亘って良好な溶接品質を得るためには、図９に示すようなＵ型に開先形状を形成することが必要である（特許文献２）。また、ＴＩＧ溶接の溶接速度は７cm／min程度であり、生産性が非常に悪い。さらに、厚肉管をＴＩＧ溶接する場合、図１０に示すような多層の溶接が必要で、２パス目からはフィラーワイヤの添加が必要であるため、内面の余盛り高さを増加させるおそれがある。
日本特開昭５９－１１０４２６号公報 日本特開平０９－１９７６７号公報
　本発明が解決しようとする問題点は、直管の両端にＵ字管をＴＩＧ溶接により連結してコイルを製造する場合は、Ｕ型に開先形状を形成する必要があるという点である。また、生産性が非常に悪く、さらに、内面の余盛り高さを増加させるおそれがあるという点である。
　本発明のコイルの製造装置は、
　高精度で、かつ高能率での製造を可能にするために、
　複数の直管の両端にＵ字管を溶接してコイルを製造する装置であって、
　ワークセット治具に位置決め保持された直管と、この直管の両端に仮付けされたＵ字管の開先位置に対して、被溶接管の管径の２倍以上の焦点距離を有する集光レンズを用いてレーザ光を照射することにより溶接を行うレーザ溶接ヘッドを備えたことを最も主要な特徴としている。
　本発明のコイルの製造装置では、ワークセット治具に位置決め保持した状態で、被溶接管の管径の２倍以上の焦点距離を有する集光レンズにレーザ光を照射してレーザ溶接するので、隣接する管の隣接する部分に対しての溶接が容易に行えるようになる。
　本発明のコイルの製造装置において、前記レーザ溶接ヘッドに、直管とＵ字管の前記開先位置を認識するカメラを備えさせた場合は、レーザ光の照射位置を正確に認識できるので、目外れなく安定した溶接が行えるようになる。
　また、本発明のコイルの製造装置において、予熱が必要な場合には、直管とＵ字管の前記開先位置を予熱処理する予熱装置を設ける。この予熱装置を、例えば直管の長手方向と直交する方向の断面が、Ｕ字管と外接する長円より５～５０mm大きい、長円形又は楕円形の高周波コイルを有する高周波予熱装置とすれば、高周波コイルでＵ字管を囲むようにして効率の良い予熱が行える。その際、予熱装置に直管及びＵ字管の温度を計測する非接触温度計を設けておけば、予熱終了時点の溶接位置の温度が所定の温度であるか否かを正確に把握できるので望ましい。
　本発明のコイルの製造方法は、上記の本発明装置を使用して複数の直管の両端にＵ字管を溶接してコイルを製造する方法であって、
　直管との両端に仮付けされたＵ字管を囲むように設置した高周波コイルにより、直管及びＵ字管を所定温度以上になるまで誘導加熱し、
　この誘導加熱した直管とＵ字管の温度が所定温度になるのを確認した後、この確認した直管とＵ字管の間の開先位置に対して、被溶接管の管径の２倍以上の焦点距離を有する集光レンズを用いてレーザ光を照射して溶接することを主要な特徴としている。
　本発明では、隣接する直管の隣接する部分に対してもレーザ溶接ができるので、フィラーワイヤを使用することなく、高精度に、かつ高能率にコイルの製造が行えるようになる。
レーザ溶接時におけるＩ型の開先を示した図である。 レーザ溶接部の断面を写したマクロ写真であり、紙面上側がパイプの外面、紙面下側がパイプの内面である。 コイルの断面とレーザ溶接時の光軸軌跡を示した図である。 本発明に使用するレーザ溶接ヘッドの一例を説明する概略図である。 本発明に使用する予熱装置の一例を説明する概略図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は高周波コイル部の平面図である。 本発明に使用する予熱装置を用いてコイルを予熱する場合の状態を説明する図である。 本発明のコイル製造装置を構成するレーザ溶接装置と予熱装置の配置関係を示した図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ－Ａ図、（ｃ）は（ａ）の矢視Ｂ－Ｂ図である。 コイルを製造する場合に、隣接する直管の隣接する部分に対して垂直に溶接することが難しいことを説明する図で、（ａ）はコイルの正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ断面図である。 ＴＩＧ溶接時におけるＵ型の開先を示した図である。 ＴＩＧ溶接時における多層溶接時の積層状態を説明する図である。
　本発明では、高精度に、かつ高能率に、直管の両端にＵ字管を連結したコイルを製造するという目的を、被溶接管の管径の２倍以上の焦点距離を有する集光レンズにレーザ光を照射してレーザ溶接することで実現した。
　以下、本発明を実施するための形態を、図１～図７を用いて詳細に説明する。
　レーザ溶接を採用すれば、厚みが８mmの、直管の両端にＵ字管を連結したコイルであっても、図１に示すようなＩ型の簡単な開先ｗで、図２に示すような内面のビード高さの低い溶接を、７０cm／minもの高速で行うことができる。
　しかしながら、前記コイルは、隣接する直管同士の間隔Ｌ（図８参照）が例えば８８．９mmと接近しているので、図３に示すように、隣接する直管１の近接位置では、直管１同士の隣接する部分１ａにレーザ光４を垂直に照射することが難しい。また、レーザ溶接では、レーザ光を小さい箇所に集光してエネルギー密度を高めて溶接するので、溶接位置を正確に認識することが必要になる。
　そこで、本発明では、直管１と、この直管１の両端に仮付けされたＵ字管２との溶接を、被溶接管１、２の管径ｄの２倍以上の焦点距離を有する集光レンズを用いてレーザ光を照射することにより行うこととしている。
　このように、被溶接管１、２の管径ｄの２倍以上の焦点距離を有する集光レンズを使用すれば、隣接する直管１の隣接する部分１ａにもレーザ光を垂直に照射することができる。
　このレーザ溶接ヘッド１１は、例えば図４に示すように、レーザ発振器１２から照射されたレーザ光１３を、平行光に変換するコリメートレンズ１４、集光レンズ１５を介して直管１とＵ字管２との溶接部の開先位置ｗに照射して、直管１とＵ字管２をレーザ溶接する構成である。
　また、図４の例では、コリメートレンズ１４と集光レンズ１５の間のレーザ光１３の光軸上に、レーザ光１３は透過するが可視光は反射するビームスプリッター１６ａ、１６ｂを配置し、直管１とＵ字管２の前記開先位置ｗを映してカメラ１７で撮像している。カメラ１７及びビームスプリッター１６ａは、レーザ溶接ヘッド１１の外面に取付け固定されている。
　このように直管１とＵ字管２の開先位置ｗをカメラ１７で撮像するようにした場合は、０．５mm程度に集光するレーザ光１３の照射位置を正確に認識できる。従って、目外れなく安定したレーザ溶接が行えるようになる。
　さらに、図４の例では、レーザ溶接前に直管１とＵ字管２の開先位置ｗの温度を測定する非接触温度計１８を備えている。このように非接触温度計１８を備えさせれば、レーザ溶接する直管１とＵ字管２の開先位置ｗの温度が規定の温度に到達しているか否かを確認できる。
　なお、図４中の１９は前記カメラ１７で写した画像の処理装置、２０は前記画像処理装置１９の画像、及び前記非接触温度計１８で測定した温度を入力され、レーザ発振器１２を制御するレーザコントローラ、２１は前記画像処理装置１９の画像を写すモニタである。
　ところで、レーザ溶接は、ＴＩＧ溶接に比べて急速な加熱を行うので、被溶接材料が有する本来の性質を変化させやすい。従って、この変化を防止するためには、溶接に先立って被溶接材料を予熱することが望ましい。そして、この予熱により、急激な加熱・冷却による悪影響を緩和できるので、溶接割れの防止や適切な組織の確保などにも効果がある。
　そこで、本例では、図５に示すような、直管１とＵ字管２の開先位置ｗを予熱処理する予熱装置２２を備えさせている。この予熱装置２２として、本例では、直管１の長手方向と直交する方向の断面がＵ字管２と外接する長円より５～５０mm大きい長円形の高周波コイル２２ａを有する高周波予熱装置を示している。
　この高周波コイル２２ａの、Ｕ字管２と外接する長円より大きくする距離は、５mm未満とすれば予熱に際してのセット時に高周波コイル２２ａがＵ字管２に接触し易くなる。一方、５０mmを超えると高周波コイル２２ａと溶接部が離れすぎて所定温度に予熱することが難しくなる。従って、前記距離は５～５０mmとすることが望ましい。
　このような高周波コイル２２ａを使用すれば、高周波コイル２２ａがＵ字管２を囲むので、効率の良い予熱を行うことができる。その際、図５に示すように、予熱装置２２に直管１及びＵ字管２の温度を計測する、例えば放射温度計２３を設けておけば、放射温度計２３でモニタされる温度をフィードバックし、溶接位置の温度を正確に制御することができる。
　この予熱装置２２は、図７に示すように、ワークセット治具２４に位置決め保持された直管１とＵ字管２が並べられた延長線上の退避位置に位置させておき、予熱時に、予熱位置に移動した後上昇移動して予熱するようにしておくことが望ましい。
　また、本例では、前記のレーザ溶接ヘッド１１を移動（回転）自在に取付けたレーザ溶接装置３１を、図７に示すように、ワークセット治具２４に位置決め保持された、直管１とＵ字管２が並べられた方向と直交する方向の、前記直管１とＵ字管２の両側に２台、直管１とＵ字管２を挟むように配置している。そして、これら２台のレーザ溶接装置３１を、前記直管１とＵ字管２が並べられた方向にそれぞれが移動自在なように設けている。
　このように配置した２台のレーザ溶接装置３１を、直管１とＵ字管２が並べられた方向に移動させて、レーザ溶接ヘッド１１を用いて直管１の両側から直管１とＵ字管２の接合部を１本ずつ連続的にレーザ溶接することで、短時間に、かつ高能率にコイル３を製造することができる。
　その際、直管１とＵ字管２を位置決め保持するワークセット治具２４を、直管１の両端に仮付けされたＵ字管２の位置の入れ替えが可能なように、図７（ｃ）に矢印で示すように、支点２４ａを中心に反転可能に構成しておくことが望ましい。なお、図７中の２５は制御盤を示す。
　このようにしておけば、直管１の一方端部におけるＵ字管２との接合が完了した後、ワークセット治具２４を反転するだけで、直管１の他方端部におけるＵ字管２との接合の準備が完了し、同様の操作で他方端部の接合を行うことができる。
　以上の構成からなる本発明のコイルの製造装置を用いた、本発明のコイルの製造方法について、以下に説明する。
1)両端にＵ字管２を仮付した直管１をワークセット治具２４にセットする。
2) ワークセット治具２４にセットされた、両端にＵ字管２を仮付した直管１のおおよその位置を制御盤２５に入力する。
3) 予熱が必要な場合は、予熱装置２２を移動させ、予熱装置２２を上昇して溶接部を高周波コイル２２ａで囲んで、プログラムに従って予熱（誘導加熱）する。
4) プログラムに従った予熱が終了すると、予熱装置２２を下降し、退避位置まで移動させる。
5) ２台のレーザ溶接ヘッド１１を、それぞれ制御盤２５に入力されたおおよその位置まで移動させた後、カメラ１７で写した溶接位置を画像処理して確認し、正確な溶接位置座標を求める。
6) その後、それぞれのレーザ溶接ヘッド１１を、非接触温度計１８でそれぞれの溶接部の温度を測定できる位置まで退避させ、それぞれの溶接部の温度を測定する。
7) 溶接部の温度が所定の温度になっていることを確認した後は、それぞれのレーザ溶接ヘッド１１を前記正確な溶接位置に移動させ、予めプログラムされた溶接条件に従ってレーザ溶接を行う。
8) ワークセット治具２４にセットされた両端にＵ字管２を仮付した直管１の一方端側の全てについて、上記3)～7)の手順を繰り返す。
9) 直管１の一方端部におけるＵ字管２との接合が完了した後、ワークセット治具２４を反転し、直管１の他方端部におけるＵ字管２との接合を同様に行う。
　本発明は、前記の例に限るものではなく、各請求項に記載の技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
　例えば、上記例では予熱に際し、予熱装置２２を昇降動させるものを示したが、両端にＵ字管２を仮付した直管１を保持したワークセット治具２４を昇降動させても良い。
　また、前記溶接作業は自動で行うものに限らず、各工程を溶接士が確認しながら行っても良い。
　本発明は、隣接する管を溶接するものであれば、ボイラ等で用いられる、直管の両端をＵ字管で連結したコイル３の製造に限らない。
　１　　直管
　１ａ　　隣接する部分
　２　　Ｕ字管
　３　　コイル
　１１　　レーザ溶接ヘッド
　１３　　レーザ光
　１５　　集光レンズ
　１６ａ、１６ｂ　　ビームスプリッター
　１７　　カメラ
　２２　　予熱装置
　２２ａ　　高周波コイル
　２３　　放射温度計
　２４　　ワークセット治具
　２４ａ　　支点
　３１　　レーザ溶接装置

Claims (15)

  1. 　複数の直管の両端にＵ字管を溶接してコイルを製造する装置であって、
    　ワークセット治具に位置決め保持された直管と、この直管の両端に仮付けされたＵ字管の開先位置に対して、被溶接管の管径の２倍以上の焦点距離を有する集光レンズを用いてレーザ光を照射することにより溶接を行うレーザ溶接ヘッドを備えたことを特徴とするコイルの製造装置。
  2. 　前記レーザ溶接ヘッドに、直管とＵ字管の前記開先位置を認識するカメラを備えさせたことを特徴とする請求項１に記載のコイルの製造装置。
  3. 　前記レーザ溶接ヘッドは、前記溶接する直管とＵ字管が並べられた方向と直交する方向の前記直管の両側に２台、前記溶接する直管とＵ字管が並べられた方向にそれぞれが移動自在に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコイルの製造装置。
  4. 　直管とＵ字管の前記開先位置を予熱処理する予熱装置を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のコイルの製造装置。
  5. 　直管とＵ字管の前記開先位置を予熱処理する予熱装置を設けたことを特徴とする請求項３に記載のコイルの製造装置。
  6. 　前記予熱装置は、直管の長手方向と直交する方向の断面が、Ｕ字管と外接する長円より５～５０mm大きい、長円形又は楕円形の高周波コイルを有する高周波予熱装置であることを特徴とする請求項４に記載のコイルの製造装置。
  7. 　前記予熱装置は、直管の長手方向と直交する方向の断面が、Ｕ字管と外接する長円より５～５０mm大きい、長円形又は楕円形の高周波コイルを有する高周波予熱装置であることを特徴とする請求項５に記載のコイルの製造装置。
  8. 　前記予熱装置には、直管及びＵ字管の温度を計測する非接触温度計が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のコイルの製造装置。
  9. 　前記予熱装置には、直管及びＵ字管の温度を計測する非接触温度計が設けられていることを特徴とする請求項５～７の何れかに記載のコイルの製造装置。
  10. 　前記ワークセット治具が、直管の両端に仮付けされたＵ字管の位置の入れ替えが可能なように反転可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコイルの製造装置。
  11. 　前記ワークセット治具が、直管の両端に仮付けされたＵ字管の位置の入れ替えが可能なように反転可能に構成されていることを特徴とする請求項３に記載のコイルの製造装置。
  12. 　前記ワークセット治具が、直管の両端に仮付けされたＵ字管の位置の入れ替えが可能なように反転可能に構成されていることを特徴とする請求項４に記載のコイルの製造装置。
  13. 　前記ワークセット治具が、直管の両端に仮付けされたＵ字管の位置の入れ替えが可能なように反転可能に構成されていることを特徴とする請求項５～８の何れかに記載のコイルの製造装置。
  14. 　前記ワークセット治具が、直管の両端に仮付けされたＵ字管の位置の入れ替えが可能なように反転可能に構成されていることを特徴とする請求項９に記載のコイルの製造装置。
  15. 　複数の直管の両端にＵ字管を溶接してコイルを製造する方法であって、
    　直管との両端に仮付けされたＵ字管を囲むように設置した高周波コイルにより、直管及びＵ字管を所定温度以上になるまで誘導加熱し、
    　この誘導加熱した直管とＵ字管の温度が所定温度になるのを確認した後、この確認した直管とＵ字管の間の開先位置に対して、被溶接管の管径の２倍以上の焦点距離を有する集光レンズを用いてレーザ光を照射して溶接することを特徴とするコイルの製造方法。
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