JPS6134914B2

JPS6134914B2 -

Info

Publication number: JPS6134914B2
Application number: JP53035261A
Authority: JP
Inventors: Oobiru Makoomitsuku Ronarudo
Original assignee: OOENSU KOONINGU FUAIBAAGURASU CORP
Current assignee: OOENSU KOONINGU FUAIBAAGURASU CORP
Priority date: 1977-07-08
Filing date: 1978-03-27
Publication date: 1986-08-09
Also published as: US4161646A; JPS5418437A; GB1599264A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は密着熔接、即ち、プレートを通しての
びる管状部材の周囲を熔接することにより、この
管状部材をプレートに熔接する方法に関する。と
くに本発明は、ガラス等の熱軟化鉱物物質のスト
リームを流下させるストリームフイーダーまた
はブツシングの製造方法に関し、さらに、フイー
ダーのストリーム流動部またはチツププレート
の形成方法に関する。

従来、フイーダーチツプ部を製造するため
に、プレートに孔をあけ、この開口部中にフラン
ジ付き管状部材を差し込み、プレートの孔とフラ
ンジを電気抵抗熔接することによりチツプ部を形
成する努力が払われてきた。あらかじめ形成され
る部材を用いることは、必要な突出部またはチツ
プを作るのに便利な方法である。この種の特徴的
方法は、リーデイ（Leedy）およびラツセル
（Russell）の米国特許第2933590号中に開示され
ている。この方法では、管状部材のフランジの主
要部分が電気抵抗熔接の間に融解される。しかし
ながら、電極が部材の融解した金属と直接的に接
触するため、部材が電極の金属によつて汚染され
やすい。また、発生する熱があらかじめ形成した
管状部材またはチツプに影響を与え、または変形
させることにより部材の通路の大きさが変化す
る。

フイーダーを組立てる場合にあらかじめ形成し
た管状部材を用いることは、チツプが均一化され
ることと、構成が容易である等の利点を有するが
故に好ましい。電子ビーム熔接法は、連続的のな
いチツプごとの熔接作業として多孔プレートにあ
らかじめ形成された管状部材を取付けるために用
いられてきた。非連続操作で一時に１個の管状部
材を熔接することはフイーダーチツプ部を製造
する方法としては作業に時間がかかり、かつコス
トが増大するとされていた。したがつて、改良れ
たストリームフイーダー製造方法が要望されて
いる。

本発明は、管状部材の周囲と、管状部材間にの
びる連続パスにそつて高エネルギービーム熔接
機構を作用させることにより少なくとも２個の管
状部材がプレートに熔接されるような熔接方法を
提供する。

したがつて、本発明の主な目的は、プレートに
有孔突出部材を取付けるための改良された方法を
提供するにある。

本発明の他の目的は、複数の管状部材をプレー
トに熔接するために、連続パスにそつて高エネル
ギービームを送る方法を提供するにある。

本発明のさらに他の目的および本発明にしたが
つた方法の詳細および装置は、図面に基いた以下
の説明により明らかになる。

第１図は本発明の一態様であるストリームフ
イーダー１０を示し、このフイーダーはガラス等
の熱軟化鉱物性物質を入れるようにとくに構成さ
れている。底部壁またはプレート１２は、本発明
の方法を用いてプレート１２に熔接される管状部
材１４を入れる複数の開口部１３を有する。フイ
ーダーの周囲壁１６よびプレート１２は、通常の
融着技術により一体的に熔接される別々のプレー
トにより典型的に作られている。

第１図において、管状部材１４は複数対の列で
配置されており、この列は、その間に冷却フイン
１８が入るように離されている。これらのフイン
はガラスストリーム１９とフイラメント２０か
ら出る熱を吸収する。この形態はその他の機構と
同様に一例として示されており、その他の冷却機
構を用いることができる。

管状部材１４は、管体を短かく切るような通常
の方法、もしくはマツルウイツ（Matulewicz）
の米国特許第3579807号中に開示されているよう
な方法により製造しうる。

プレート中の円形開口部１３は、所望の大きさ
の孔を正確にあける適切な仕方によつて、所望の
位置に、プレートを変形または傷つけることなく
形成される。

管状部材とプレートを良好に組立てるため、管
状部材を孔１３中に挿入する。管状部材のフラン
ジ１７とプレート１２の接触表面の間がぴつたり
とした接触となるように注意しなければならな
い。孔１３間の間隔は著るしく接近しているの
で、プレート１２は管状部材を挿入する間、適切
に支持されていることも不可欠である。米国特許
第4001542号に開示されている方法ならびに装置
を用いうる。

第３図に示すように、管状部材をプレートの開
口部中に挿入したのち、プレートと管状部材の組
立体２２を、電子ビーム熔接機３０の真空室３２
中の熔接用取付部材２４上に乗せる。この市販の
電子ビーム熔接機は、典型的に、真空室３２、真
空吸引機構（図示せず）との接続管３４、電子銃
３８、ビーム通過筒体４０、高電圧源（図示せ
ず）への接続部材４６、ビーム偏向機構４４およ
び制御キヤビネツト（図示せず）を有する。

電子銃３８は、電子を放出する加熱されるタン
グステンフイラメントを有する。この放出電子
はビーム通過筒体４０の周囲の電子光学的機構に
より小直径のビームに集束される。電子偏向機構
もまた、電子ビーム４２を所望の方向へ向けるよ
うに置かれている。

熔接作業をおこなうため、組立体２２が真空室
３２内の取付部材または作業台２４中に置かれ
る。熔接機は、熔接すべき第１の小孔上に軸整合
するように電子ビームを向ける。この位置づけ操
作は、作業台または取付部材２４か、もしくは電
子ビーム銃機構３８の位置のいずれかを調整する
機構を有する従来の制御機構によつて達成でき
る。

従来、各管状部材の中心を交互に走査または探
知し、そして各管状部材のフランジのまわりの円
形パス中で熔接することが実際におこなわれてい
た。この円形パスは通常、機構的に定められ、円
形運動は通常の電磁コイル機構により与えられて
いた。正確な管状部材中心を探知するため用いら
れるビーム偏向は、円形運動の上を通される。熔
接は電子ビームの円形偏向と一致する。或る熔接
サイクルが完了すると、作業台および／または電
子ビーム銃機構は、次の管状部材の場所に位置調
節され、サイクルが繰返される。

最適熔接電力レベルでの電子ビーム熔接は、形
成される熔接ビードの最初と最後にキヤビテイを
生ずるので、熔接サイクルの最初の部分の間、所
望の電力レベルまで増大するように電力をブログ
ラム制御するとともに、熔接サイクルの最終部分
の間に、電力を低レベルまたはゼロまで低下させ
るために電力をプログラム制御する。従来おこな
われていた電力レベルの調節は、熔接パスの円形
運動が約720゜の回転の間、継続されることが必
要であつたため、少なくとも１つの完全な円形パ
スが最適熔接電力レベルで終了した。この不連続
熔接操作を用いた場合、管状部材は、１チツプ当
り約４秒の割合でプレートに熔接されていた。

本発明による管状部材をプレートに熔接する方
法では、所定グループ中の第１の管状部材が、正
確な位置を得る目的で、手作業または自動的に走
査される。そして電子ビーム熔接機が外形または
連続パス動作に自動的に切換えられる。このグル
ープ中の全管状部材は、所望の熔接パスにそつて
連続状の熔接ビードを形成するため、電子銃機構
および／または作業プレート取付部材をプログラ
ム化する機構により熔接される。第４図と第５図
は、用いうる連続状熔接パスの例を示す。選択さ
れた管状部材のグループが熔接されたのち、電子
ビームを発生させる電力を下げる。電子ビーム熔
接機は走査動作に切換えられ、次の管状部材のグ
ループの第１の管状部材が走査により位置を定め
られ、熔接サイクルが繰り返される。このように
熔接することにより、グループ中の第１の管状部
材のみが走査されるとこのグループ中の残りの各
管状部材を走査するに要する時間を不要にする。
また、電子ビームの電力は、第１管状部材の熔接
をおこなつている間のみ最適熔接電力レベルに上
昇させられる。その後、最適熔接電力レベルは、
グループ中の他の管状部材の熔接の間、維持され
る。最後の管状部材が所望グループ中に熔接され
たのち電力が下げられる。管状部材は、１チツプ
当り約1.5秒の割合で上記操作方法によつてプレ
ートに熔接された。

第４図は、プレート６０に管状部材６１のグル
ープの熔接をおこなつたとき電子ビームが送られ
うる連続パスを示す。熔接装置は第１管状部材を
走査（破線の交差形６３により示される）し、電
子ビームは第１管状部材のフランジ６２上にあて
られ、熔接が点６４の位置から開始される。ビー
ムは第１管状部材のフランジの周囲縁部にそつて
送られ、第１部材のフランジにそつて連続パス６
５上を連続移動し、第２管状部材に向つて動き、
第２部材のフランジにそつて送られることにより
「８の字」状パスを形成する。電子ビームは、グ
ループ中の全管状部材をプレートに熔接するた
め、位置６４から位置６６までの連続パス６５に
そつて送られる。

第５図は、電子ビームが管状部材７１のグルー
プをプレート７０に熔接するために送られうる別
の連続パスを示す。電子ビーム熔接装置は、グル
ープ中の第１管状部材のフランジ７２上に電子ビ
ームを送るため、（破線の交差形７３により示
す）第１の管状部材を走査する。それから管状部
材をプレートに熔接するため、第１管状部材のフ
ランジにそつて送られる電子ビームを位置７４に
あてて熔接作業が開始される。電子ビームは連続
パス７５にそつて第２フランジ側に送られ、そこ
で第２管状部材のフランジにそつて送られる。電
子ビームは、グループ中の全管状部材がプレート
に熔接されるまで位置７４から位置７６まで、そ
のパス７５にそつて連続的に送られる。

第２図はプレート１２に電子ビーム熔接をおこ
なうため孔１３中に置かれた管状部材１４の拡大
図である。管状部材１４の平らで、横にのびるフ
ランジ表面４７は、この管状部材が孔中に充分に
挿入されたときプレート１２の平らな表面４８と
密着される。

点線４２は電子ビーム１４の好ましい巾を示
し、この巾は、ビーム４２がフランジ１７の外周
部分とプレート１２にまたがるためビーム１４の
中心線がフランジ１７の外縁部に来ている。ビー
ム４２はフランジとプレートにまたがつているた
め、ビームの巾の1/2がフランジにあたり、ビー
ムの巾の他の1/2が、フランジの外縁部に近接す
るプレートの表面にあたる。熔接作業は、連続状
の周囲フランジ熔接が管状部材の通路５０の形状
を損なわないように注意深くおこなう必要があ
る。このことは高度の精度を要求する。これに関
して、フランジ１７の内径からビーム４２を離し
ておくことが重要である。電子ビームを発生する
電力、ビーム移動速度およびビーム巾等の操作変
数が重要であり、これらの変数は、連続外周フラ
ンジ熔接をおこなう上で選択する必要があるが、
管状部材の通路５０の形状が熔接の熱効果にも安
定または不変であるように維持しなければならな
い。このことは通常、フランジの内部周縁部にお
いて、管状部材とプレート間で熔接をおこなつて
も影響を受けないことを意味する。

上述のように電子ビーム熔接を詳細に説明した
が、熔接をおこなうために他の高エネルギービー
ムを用いることができる。たとえばレーザー光線
を用いうる。

本発明では、熔接ビームを同じ経路に通すこと
も、又、熔接開始点に戻すこともなく、熔接線を
一筆で描くように、管状部材又はそのフランジの
周囲、および管状部材間又はそのフランジの間に
のびる連続パスにそつて熔接ビームを送ることに
より、熔接を連続して行なうので、複数個の管状
部材のプレートへの熔接が極めて迅速になされ
る。

本発明の好ましい態様を開示したが、本発明は
上述の態様のみに限定されず、この開示に基いて
この技術分野に属する者が各種の修正をおこない
うることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図はストリームフイーダーの縦断面図；
第２図は管状部材がフイーダープレートに熔接
される位置に置かれていることを示す拡大部分断
面図；第３図は真空室中のフイーダープレート
の配置を示す高エネルギービーム熔接装置の縦断
面図；第４図は本発明の原理にしたがつて高エネ
ルギービームが送られる連続パスと、管状部材を
有するフイーダープレートを示す部分平面図；
第５図は本発明の原理にしたがつて高エネルギー
ビームが送られる連続パスと、管状部材を有する
フイーダープレートの別の態様を示す部分平面
図である。１０……ストリームフイーダー、１２……プ
レート、１４……管状部材、１７……フランジ、
２４……熔接用取付部材、３８……電子銃、４２
……電子ビーム、６０……プレート、６１……管
状部材、６２……フランジ、６５……連続パスで
ある。

Claims

【特許請求の範囲】１管状部材のグループをプレートに熔接する方
法において、溶接線を一筆で描くように、管状部
材の周囲、および、管状部材間にのびる連続状パ
スにそつて高エネルギーピームを送ることを特徴
とする管状部材の熔接方法。２フランジと筒部を有する少なくとも２個の管
状部材をプレートに熔接するストリームフイーダ
ーの形成方法において、熔接線を一筆で描くよう
に、管状部材の各フランジの周囲、および各フラ
ンジ間にのびる連続状パスにそつて高エネルギー
ビームを送ることにより各フランジをプレートに
熔接することを特徴とする方法。