(57)【要約】      （修正有）【課題】超伝導無線周波数セルの設計・製造法の改善【解決手段】第１および第２の対向する端部を有する中空の空洞を画定する本体、第１の絞りと第２の絞りとの間に延びる軸、および前記第１の絞りと前記第２の絞りとの間の軸周囲の赤道と、を含む超伝導無線周波数セル。前記本体は、前記赤道から離間した位置で前記本体上における前記軸周りに少なくとも第１の溶接継ぎ目を含む。各継ぎ目は、本体を貫通して延在し、前記本体の内側および外側の近傍で終端する両端を有し、各溶接継ぎ目は、前記継ぎ目の第１の側面に伝導溶接による第１の溶接を有し、その反対側に第２の溶接を有している。前記第２の溶接は、伝導溶接、キーホール溶接、または遷移溶接であり得る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体の軸に沿って互いに離間した第１および第２の絞りと、前記第１の絞りと前記第２の絞りとの間に前記本体における緯度座標が０°であるセル赤道と、を有する中空状の本体、によって画定される超伝導無線周波数（ＳＲＦ）セル、の製造方法であって、
（ａ）第１のセル溶接縁部と、その反対側に前記第１の絞りとを含む、第１の部分セルを準備すること、
（ｂ）第２のセル溶接縁部と、その反対側に前記第２の絞りとを含む、第２の部分セルを準備すること、
（ｃ）前記第１および第２の部分セルを、前記第１および第２のセル溶接縁部が互いに向き合うように配置すること、および、
（ｄ）前記第１および第２の部分セルを互いに溶接し、それにより前記赤道以外の緯度で溶接継ぎ目を形成すること、を含む、
超伝導無線周波数（ＳＲＦ）セルの製造方法。
【請求項２】
前記溶接が、少なくとも一方の前記セル溶接縁部の第１およびその反対側の第２の側面の両側に、それぞれ第１の溶接および第２の溶接を形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の溶接は、伝導溶接であり、
前記第２の溶接は、伝導溶接、キーホール溶接、または遷移溶接のいずれかである、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記溶接継ぎ目は、前記軸に対して垂直であり、そして、
前記溶接継ぎ目は、前記赤道から前記軸に沿って前記第１の絞りまたは前記第２の絞りの方向へ５ｍｍ以上離れて配置されている、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記溶接継ぎ目は、前記第１および第２のセル溶接縁部を互いに溶接することによって形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ステップ（ｃ）はさらに、前記第１および第２の部分セルの間に、前記第１および第２のセル溶接縁部にそれぞれ面する第１および第２のパイプ溶接縁部を含むパイプセクションを配置することを含み、加えて、
ステップ（ｄ）はさらに、前記第１および第２のパイプ溶接縁部をそれぞれ前記第１および第２のセル溶接縁部と溶接することを含み、前記第１のパイプ溶接縁部と前記第１のセル溶接縁部とを溶接することによって前記溶接継ぎ目が形成され、加えて、前記第２のパイプ溶接縁部と前記第２のセル溶接縁部とを溶接することによって第２の溶接継ぎ目が形成さる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
溶接継ぎ目のそれぞれは、前記パイプ溶接縁部の少なくとも一方の第１およびその反対側の第２の側面に対する、第１および第２の溶接によって形成される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の溶接のそれぞれが伝導溶接であり、前記第２の溶接のそれぞれが伝導溶接、キーホール溶接、または遷移溶接である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の側面は、少なくとも１つの部分セルの内表面であり、かつ、
前記第２の側面は、少なくとも１つの部分セルの外表面である、
請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の溶接継ぎ目が、前記赤道上に配置されている、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記溶接継ぎ目および前記第２の溶接継ぎ目が、前記赤道の両側にそれぞれ配置されている、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
ステップ（ｄ）の後に、第１および第２の部分パイプセクションを互いに溶接して、前記赤道上に配置される第３の溶接継ぎ目を含む前記パイプセクションを形成することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記溶接継ぎ目および前記第２の溶接継ぎ目は、前記軸に対して垂直であり、
前記溶接継ぎ目は、前記赤道から前記軸に沿って５ｍｍ以上前記第１の絞りの方向へ離れて配置されており、さらに、
前記第２の溶接継ぎ目は、前記赤道から前記軸に沿って５ｍｍ以上前記第２の絞りの方向へ離れて配置されている、
請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
第１および第２の対向する端部を有する中空の空洞を画定する本体と、
前記本体の前記第１の端部に位置する、第１の絞りと、
前記本体の前記第２の端部に位置する、第２の絞りと、を備え、
前記本体は、前記第１の絞りと前記第２の絞りとの間に延びる軸、および前記第１の絞りと前記第２の絞りとの間にあって前記軸周りの赤道、を画定し、
前記本体は、前記赤道から離間した位置で前記本体上に前記軸周りに少なくとも第１の溶接継ぎ目を含む、超伝導無線周波数（ＳＲＦ）セル。
【請求項１５】
各溶接継ぎ目は前記本体を貫通しつつ、前記本体の内側および外側の近傍で終端する両側を有し、かつ、各溶接継ぎ目はその両端に第１の溶接および第２の溶接を含む、請求項１４に記載のＳＲＦセル。
【請求項１６】
前記第１の溶接は伝導溶接であり、前記第２の溶接は伝導溶接、キーホール溶接、または遷移溶接による溶接である、請求項１５に記載のＳＲＦセル。
【請求項１７】
前記第１の溶接は前記本体の内側にあり、かつ、
前記第２の溶接は前記本体の外側にある、請求項１５に記載のＳＲＦセル。
【請求項１８】
前記本体は、前記軸周りに第２の溶接継ぎ目を含み、かつ、
前記第１の溶接継ぎ目および前記第２の溶接継ぎ目は、前記赤道を介して両側に位置する、
請求項１４に記載のＳＲＦセル。
【請求項１９】
各溶接継ぎ目が、前記赤道から５ｍｍ以上離れて、前記溶接継ぎ目に近接する前記絞りから５ｍｍ以上離れて配置される、またはその両条件を満たして配置される、請求項１８に記載のＳＲＦセル。
【請求項２０】
前記本体が異なる形状を有する前記第１および第２の部分セルを含む、請求項１８に記載のＳＲＦセル。
【請求項２１】
前記本体は、前記第１および第２の部分セルの間にパイプセクションを含む、請求項２０に記載のＳＲＦセル。
【請求項２２】
前記本体は、前記パイプセクションを前記第１および第２の部分セルに接合する第２および第３の溶接継ぎ目を含む、請求項２１に記載のＳＲＦセル。
【請求項２３】
前記第１および第３の溶接継ぎ目は前記第１および第２の絞りに近接しており、
前記第１の溶接継ぎ目は、前記第１の絞りから５ｍｍ以上離れており、さらに、
前記第３の溶接継ぎ目は、前記第２の絞りから５ｍｍ以上離れている、
請求項２２に記載のＳＲＦセル。
【請求項２４】
第１および第２の物体を互いに当接させ、それにより各物体の両側に第１の側面と第２の側面とを有する継ぎ目を画定すること、
前記第１および第２の物体を共に、前記継ぎ目の第１の側面から前記継ぎ目に沿って伝導溶接でレーザ溶接すること、および、
前記第１および第２の物体を共に、前記継ぎ目の第２の側面から前記継ぎ目に沿って伝導溶接、キーホール溶接、または遷移溶接により、レーザ溶接すること、を含む方法。
【請求項２５】
前記各物体は、それぞれ超伝導無線周波数セルの本体の一部を含み、
前記継ぎ目の第１の側面は、前記本体の内側を含み、
前記継ぎ目の第２の側面は、前記本体の外側を含む、
請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
本体の軸に沿って互いに離間した第１および第２の絞りと、前記第１の絞りと前記第２の絞りとの間に前記本体における緯度座標が０°であるセル赤道と、を有する中空状の本体と、前記第１の絞りと前記第２の絞りとの間の前記本体の緯度座標が０°であるセル赤道、によって画定される超伝導無線周波数（ＳＲＦ）セル、の製造方法であって、
（ａ）第１のセル溶接縁部と、その反対側に第１の絞りとを含む、第１のハーフセルを準備すること、
（ｂ）第２のセル溶接縁部と、その反対側に第２の絞りとを含む、第２のハーフセルを準備すること、
（ｃ）前記第１および第２の部分セルを、前記本体を形成するように突き合わせること、および、
（ｄ）前記第１および第２のハーフセルを互いに溶接し、それにより前記赤道上に溶接を形成すること、を含み、
前記溶接は、第１および第２の溶接をそれぞれ前記本体の内側および外側に形成し、そこで前記第１および第２のセル溶接縁部は当接され、前記第１の溶接は伝導溶接であり、前記第２の溶接は伝導溶接、キーホール溶接、または遷移溶接による、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超伝導無線周波数（ＳＲＦ）セル、ＳＲＦセルを製造する方法、ＳＲＦセルまたは他の物体と共に使用することができる溶接継ぎ目、および溶接継ぎ目を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦキャビティは、一群の荷電粒子をターゲットに向かって加速するために使用される。多くの用途において、超伝導内表面を有するキャビティを使用する利点は、キャビティを極低温に冷却することに関連して増加されたコストを上回る。キャビティは、品質係数と加速度勾配によって判断される。品質係数（Ｑ０）は、システムの各サイクルで失われるエネルギー量の逆数を表す。高い品質係数は、極低温冷却を少なくすることで運転コストを削減する。キャビティの加速勾配は、粒子を加速する能力を表す。超伝導ＲＦ（ＳＲＦ）キャビティに対する加速勾配は、通常、数百万ボルト／メートルで与えられる。勾配が高くなれば、同じ加速場でシステムを運転するために必要とするキャビティが少なくなり、初期費用および運転費用が減少する。しかしながら、より高い勾配はより高い内部磁場を必要とし、超電導内表面の性能限界を押し上げる。
【０００３】
ＳＲＦキャビティは、超伝導場において絶縁破壊を引き起こす任意の要因によって制限される。一般的に、この超伝導状態からの遷移は「クエンチ」と呼ばれる。キャビティの内部に沿った高電圧により表面から電子が放出され、Ｘ線を発生させ、そしてキャビティを加熱し得る。これは、一般に電界放出として知られている。キャビティの赤道周辺の高強度磁場は、キャビティまたはキャビティ内部のコーティング、を形成するために使用されるニオブの臨界磁場を超えるレベルに達し得る。ニオブの臨界磁場の超過は、超伝導状態を崩壊させ、クエンチを発生させる。さらに、表面の変動は、キャビティの表面が晒される磁界の量を増加させ、それにより早期クエンチをもたらす可能性がある。表面の変動によりキャビティが経験する磁束の増加は、場の増強として知られている。
【０００４】
所与のキャビティ内で最大の品質係数および加速度勾配を得るためには、キャビティの内表面は、滑らかで、清潔で、中断されていないことが望ましい。表面の微小な汚染物質であっても、非超伝導相を高ＲＦ電界に晒すことにより、超伝導状態を破壊する。不純物は、それらが電界を集中させることにより、電界放出の点として作用する可能性がある。高磁場の領域における表面粗さは、ニオブの臨界値を超えるレベルに局所磁場の増強を引き起こす可能性があり、それは超伝導状態の破壊をもたらす可能性がある。高電界の領域における表面粗さは、電界放出を引き起こし、表面を加熱し、そして超伝導状態の破壊をもたらす可能性がある。
【０００５】
ＳＲＦキャビティ製造の分野における発展は、汚染および電界放出によるキャビティの不具合を大部分排除した。Ｑ０および加速勾配の制限は、主にキャビティの赤道における臨界磁場を超えることによるものである。臨界磁場は、キャビティがその超伝導状態から遷移し始める磁場である。
【０００６】
現在のキャビティの設計は、キャビティの「赤道」に沿って最大の磁場を配置し、キャビティを形成する第１および第２のハーフセルが、時には「赤道溶接継ぎ目」とも呼ばれる溶接継ぎ目により共々に接合される。キャビティの形状についても、異なる性能を最適化するために調整されてもよい。
【０００７】
ＳＲＦキャビティのためのニオブの溶接は、現在、赤道に沿った溶接が、セル赤道の外側の周囲で振動する電子ビームを用いて真空中で行われる「ブラインド」プロセスである。該プロセスは、よく研究され制御されているものの、それでも一貫性の無い結果をもたらす。表面の後処理は、溶接の化学的エッチングの前の「スティック上研削」および「スティック上カメラ」検査に限られる。
【０００８】
図１５を参照して、１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、単一の超伝導無線周波数（ＳＲＦ）キャビティ２は、直列に接続された複数の超伝導セル４を含んでもよい。図１５に示される例示的なＳＲＦキャビティ２は、入力端６と出力端８との間に直列に接続された９つのセル４を含む。一例では、入力端６はＲＦエネルギー源に結合するように構成され、ＲＦエネルギー源は定常波をＳＲＦキャビティ２内に生成し、定常波は粒子を加速させることにより入力端６からキャビティ２を通り、さらに他のＳＲＦキャビティ（図示せず）に接続され得る出力端８から導出するために用いられる。一例ではＲＦエネルギーは、入力端６でＳＲＦキャビティ２に結合されたＲＦ入力ポート７を介してＳＲＦキャビティ２に入力される。
【０００９】
図１６、および、引き続き図１５を参照して、１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、より具体的には、ＲＦ入力ポート７で受け取られるＲＦ電気エネルギーは、ＳＲＦセル４の軸２０に沿って粒子（たとえば粒子ビーム）を加速するために使用することができる電界および磁界を、各セル４内に生成する。図１６に示されるセル４の例は、赤道１０、および、セル４の両側に絞り１２−１並びに１２−２を画定する。当業者には理解されるように、使用中、ＳＲＦキャビティ２は通常、適切な容器１３の内部で超伝導温度に冷却される（図１５）。
【００１０】
図１７、および引き続き図１５並びに図１６を参照して、１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、従来技術のセル４は、第１のハーフセル１４および第２のハーフセル１６（第１のハーフセル１４と同一であり得る）から形成され、第１および第２のハーフセル１４，１６の外側または外装を溶接することにより接合し、セル４を形成する。第１のハーフセル１４と第２のハーフセル１６とが溶接される溶接継ぎ目（または溶接円）は、セル４の赤道１８を画定する。最後に、ハーフセル１４および１６はそれぞれ絞り１２−１および１２−２を含み、ハーフセル１４および１６が共々に接合されるとき、セル４の絞り１２−１および１２−２間の半分の距離に、セル４の赤道１８を画定する。一例では、絞り１２−１および１２−２は距離Ｘだけ離間しており、赤道１８は絞り１２−１および１２−２から、それぞれ距離Ｙ１およびＹ２に配置されている。距離Ｙ１とＹ２とは、同じ距離であってもよい。
【００１１】
１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、球または惑星（地球など）の赤道と同様に、赤道１８は緯度線または緯度円であり、絞り１２−１と１２−２との中間に位置すし、絞りは球体または惑星と同様に、該球体または惑星の南北極に対応する。表面を北半球と南半球に分割する球体または惑星の赤道と同様に、セル４の赤道１８は、第１のハーフセル１４と第２のハーフセル１６との間の分割線である。一例では、セル４の赤道１８は、セル４の緯度０°にある。最後に、セル４は、一例では、絞り１２−１および１２−２間の中心を通るセル４の対称軸、たとえば回転対称軸である軸２０を画定する。
【００１２】
使用時に、赤道付近で最高強度の磁場を経験する、既存のＳＲＦキャビティ設計が改善された性能を有するＳＲＦキャビティおよび該ＳＲＦキャビティを製造する方法を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
一般に、溶接継ぎ目が超伝導（内部）表面の性能に対してそれほど重要でない領域に再配置される、ニオブ超伝導無線周波数（ＳＲＦ）セルを形成する方法が提供される。このような再配置により、セルの赤道の内表面をより適切に処理することが可能となる。
【００１４】
改善された溶接継ぎ目、改善された溶接継ぎ目を有するＳＲＦセル、および改善された溶接継ぎ目を形成する方法もまた提供される。
【００１５】
本発明のこれらおよび他の特徴は、添付の図面を参照する以下の説明からより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の原理による１つの好ましい非限定的な実施形態または例示的なＳＲＦセルの断面図である。
【００１７】
【図２】図２は、本発明の原理による１つの好ましい非限定的な実施形態または例示的なＳＲＦセルの断面図である。
【００１８】
【図３】図３は、本発明の原理による１つの好ましい非限定的な実施形態または例示的なＳＲＦセルの断面図である。
【００１９】
【図４】図４は、本発明の原理による１つの好ましい非限定的な実施形態または例示的なＳＲＦセルの断面図である。
【００２０】
【図５】図５は、本発明の原理による１つの好ましい非限定的な実施形態または例示的なＳＲＦセルの断面図である。
【００２１】
【図６】図６は、本発明の原理による１つの好ましい非限定的な実施形態または例示的なＳＲＦセルの断面図である。
【００２２】
【図７】図７は、本発明の原理によるＳＲＦセルを形成する１つの好ましい非限定的な実施形態または例示的な方法の図である。
【００２３】
【図８Ａ】図８Ａは、互いに突き合わされた一対の物体によって形成された継ぎ目の片側に施されたレーザ伝導溶接の非限定的な一実施形態または例の正面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａの線８Ｂ−８Ｂに沿って見た、互いに突き合わされた一対の物体によって形成された継ぎ目の片側に施されたレーザ伝導溶接の非限定的な一実施形態または例の断面図である。
【００２４】
【図９Ａ】図９Ａは、図８Ａの伝導溶接と部分的に重なっている、継ぎ目の反対側におけるレーザキーホール溶接の非限定的な一実施形態または例の正面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａの線９Ｂ−９Ｂ線に沿って見た、図８Ｂの伝導溶接と部分的に重なっている、継ぎ目の反対側におけるレーザキーホール溶接の非限定的な一実施形態または例の断面図である。
【００２５】
【図１０Ａ】図１０Ａは、図８Ａの伝導溶接と実質的に重なっている、継ぎ目の反対側におけるレーザキーホール溶接の非限定的な一実施形態または例の正面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａの線１０Ｂ−１０Ｂ線に沿って見た、図８Ｂの伝導溶接と実質的に重なっている、継ぎ目の反対側におけるレーザキーホール溶接の非限定的な一実施形態または例の断面図である。
【００２６】
【図１１Ａ】図１１Ａは、図８Ａの伝導溶接と重複していない（離間している）、継ぎ目の反対側におけるレーザキーホール溶接の非限定的な一実施形態または例の正面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１Ａの線１１Ｂ−１１Ｂ線に沿って見た、図８Ｂの伝導溶接と重複していない（離間している）、継ぎ目の反対側におけるレーザキーホール溶接の非限定的な一実施形態または例の断面図である。
【００２７】
【図１２Ａ】図１２Ａは、図８Ａの伝導溶接の継ぎ目の反対側における、レーザ伝導溶接の非限定的な一実施形態または例の正面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２Ａの線１２Ｂ−１２Ｂ線に沿って見た、図８Ｂの伝導溶接の継ぎ目の反対側における、レーザ伝導溶接の非限定的な一実施形態または例の断面図である。
【００２８】
【図１３Ａ】図１３Ａは、図８Ａの伝導溶接の継ぎ目の反対側における、レーザ遷移溶接の非限定的な一実施形態または例の正面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３Ａの線１３Ｂ−１３Ｂ線に沿って見た、図８Ｂの伝導溶接の継ぎ目の反対側における、レーザ遷移溶接の非限定的な一実施形態または例の断面図である。
【００２９】
【図１４】図１４は、本発明の原理による、第１および第２物体をレーザ溶接する１つの好ましい非限定的な実施形態または例示的な方法の図である。
【００３０】
【図１５】図１５は、複数の従来技術のＳＲＦセルを含む、従来技術の超伝導無線周波数（ＳＲＦ）キャビティの部分図である。
【００３１】
【図１６】図１６は、図１５に示されるＳＲＦキャビティに使用することができる従来技術のＳＲＦセルの断面の一般化された概略図である。
【００３２】
【図１７】図１７は、図１５に示されている単一の従来技術のＳＲＦセルの例示的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
添付の図面を参照して、様々な限定されない実施例を説明する。同様の符号は、同様又は機能的に等しい要素に対応する。
【００３４】
以下の説明の目的のために、用語「端部」、「上部」、「下部」、「右」、「左」、「垂直」、「水平」、「トップ」、「ボトム」、「横方向」、「長手方向」、およびそれらの派生語は、図面に示される例に関連するものである。しかし、その例は特に明示的な記載がない限り、様々な代替の変形形態およびステップシーケンスを想定し得ることが理解されるべきである。添付の図面に示され、以下の明細書に記載される特定の例は、単に本発明の例示的な例または態様であることも理解されるべきである。したがって、本明細書に開示されている特定の例または態様は、限定として解釈されるべきではない。
【００３５】
このように、背景技術は、従来技術のセル４と、１つまたは複数のセル４が使用されるＳＲＦキャビティ２とを説明しており、以下の説明では、本発明の原理に基づいて、いくつかの好ましい非限定的な実施形態または実施例によるセルの例を説明する。
【００３６】
１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、様々な図に示されているセルの断面は、テスラ（ＴＥＳＬＡ）形状である。しかしながら、他の形状のセルとの関連で本発明を使用することが想定されるので、これは限定的な意味で解釈されるべきではない。他の形状のセルの例には、低損失形状およびリエントラント形状が含まれる。
【００３７】
図１を参照して、１つの好ましい非限定的な実施形態または例において、セル４の代わりに使用することができるセル２２は、第１の部分セル２４および第２の部分セル２６を含み、これらはセル２２の赤道３０以外の緯度で溶接継ぎ目２８において互いに接合されている。セル２２は、それぞれ第１の部分セル２４および第２の部分セル２６によって画定された、絞り３２−１および３２−２を含む。セル２２は軸３４を含むことができ、それは対称軸、例えば回転対称軸であり、距離Ｘ離れている絞り３２−１と３２−２の間に伸びることができる。一例では、軸３４は絞り３２−１および３２−２の中心を通って伸びている。
【００３８】
１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、第１の部分セル２４および第２の部分セル２６は、異なる形状／サイズを有することができる。たとえば、第２の部分セル２６の絞り３２−２から溶接継ぎ目２８までの距離は、第１の部分セル２４の絞り３２−１から溶接継ぎ目２８までの距離よりも大きくてもよい。１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、各セル２４、２６はニオブから製造することができる。
【００３９】
１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、本明細書に記載の各絞りは円形であり得る。しかしながら、これは限定的な意味で解釈されるべきではない。さらに、本明細書における他の要素からの溶接継ぎ目までの距離、または位置についての各言及は、他の要素から溶接継ぎ目の中心まで、として理解されるべきである。これは、実際には、各溶接継ぎ目は溶接作業中に形成される幅（軸３４の方向に測定される）を有することができ、前記幅は溶接に応じて単一の溶接継ぎ目内または異なる溶接継ぎ目間で、各溶接継ぎ目またはその一部が形成されるときの条件により変化し得るためである。
【００４０】
１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、図１に示されるセル２２の溶接継ぎ目２８は、軸３４に沿って赤道３０から絞り３２−１に少なくとも５ｍｍ向かう方向に配置されており、本例では、赤道３０が溶接継ぎ目ではない。溶接継ぎ目２８は、第１の部分セル２４の第１のセル溶接縁部３６を第２の部分セル２６の第２のセル溶接縁部３８と溶接することにより形成される。換言すれば、溶接継ぎ目２８は第１のセル溶接縁部３６と第２のセル溶接縁部３８とを共々に溶接することにより形成される。
【００４１】
図２を参照しつつ、引き続き図１を参照して、１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、別の例示的セル２２は、第１のセル溶接縁部３６を含む第１の部分セル２４と第２のセル溶接縁部３８を含む第２の部分セル２６とを含み得る。第１の部分セル２４と第２の部分セル２６との間に配置されているのはパイプセクション４０であり、パイプセクション４０は第１のパイプ溶接縁部４２および第２のパイプ溶接縁部４４を含み、これらはそれぞれ第１のセル溶接縁部３６および第２のセル溶接縁部３８に面している。
【００４２】
１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、図２に示すセル２２の形成を完成するために、第１のセル溶接縁部３６が第１のパイプ溶接縁部４２に溶接されて第１の溶接継ぎ目４６を形成し、第２のセル溶接縁部３８が第２のパイプ溶接縁部４４に溶接されて第２の溶接継ぎ目４８を形成する。第１の溶接継ぎ目４６および第２の接継ぎ目４８を形成する順序は、限定的な意味で解釈されるべきではない。
【００４３】
１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、第２の溶接継ぎ目４８は、絞り３２−１と３２−２との間であって、セル２２の本体の緯度座標０°に位置する赤道３０上に配置することができる。第１の溶接継ぎ目４６は、赤道３０以外の緯度に形成することができる。一例として、第１の溶接継ぎ目４６は、軸３４に沿って赤道３０から絞り３２−１に少なくとも５ｍｍ向かう方向に配置することができる。
【００４４】
図３を参照して、他の例示的なセル２２の１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、パイプセクション５０は、第１のセル溶接縁部３６に溶接されて第１の溶接継ぎ目５６を形成する第１のパイプ溶接縁部５２と、第２のセル溶接縁部３８に溶接されて第２の溶接継ぎ目５８を形成する第２のパイプ溶接縁部５４と、を含む。この例では、赤道３０は、第１の溶接継ぎ目５６と第２の溶接継ぎ目５８との間に配置されている。１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、赤道３０は、第１の絞り３２−１と第２の絞り３２−２との間の、本体を形成するセル２２の緯度座標０°に配置されることができる。一例では、赤道３０は、第１の溶接継ぎ目５６と第２の溶接継ぎ目５８との中間または途中に配置することができる。一例では、赤道３０は、絞り３２−１と絞り３２−２との間の中間または途中に配置することができる。
【００４５】
一つの好ましい非限定的な実施形態または例である、図３に示される例示的セル２２（および本明細書に記載される全ての例示的セル２２）において、パイプセクション５０の内表面６０の仮想線延長部と、第１の部分セル２４と第２の部分セル２６の内表面６２および内表面６４とは、それぞれ同一の線上にある。この目的のために、一例では、パイプセクション５０の内表面６０は直線または曲率を有することができ、第１の溶接継ぎ目５６および第２の溶接継ぎ目５８に近接する内表面６２および内表面６４と合致する直線または曲率を有することができ、そのような第１の溶接継ぎ目５６および第２の溶接継ぎ目５８に近接する内表面６０、６２および６４は、第１の溶接継ぎ目５６および第２の溶接継ぎ目５８に近接するセル２２の連続的または実質的に連続的な滑らかで途切れのない内表面を形成することができる。一例では、セル２２の内表面は、第１の溶接継ぎ目５６および第２の溶接継ぎ目５８を形成するために使用される溶接作業によって引き起こされる粗さおよび汚染の存在および／または粗さおよび汚染を低減するために使用されるたとえば緩衝化学研磨または電解研磨等のプロセスにより、セル２２の内表面の周囲全ての点で必ずしも滑らかではないかもしれない。連続的または実質的に連続的で滑らかで途切れのない内表面に関する同様の説明は、図１に示される溶接継ぎ目２８に近接する第１の部分セル２４および第２の部分セル２６の内表面に適用され、図２に示される第１の溶接継ぎ目４６および第２の溶接継ぎ目４８に近接するパイプ４０、第１の部分セル２４および第２の部分セル２６の内表面にも適用される。
【００４６】
図４を参照して、１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、パイプセクション７０を第１の部分セル２４と第２の部分セル２６との間に配置することができる。この例では、パイプセクション７０は、第１のパイプセクション７２と第２のパイプセクション７４とを溶接によって共々に接合し、実線７６で示す第３の溶接継ぎ目を形成することによって形成されている。
【００４７】
この例では、第１の溶接継ぎ目５６および第２の溶接継ぎ目５８は、図３に示す第１の溶接継ぎ目５６および第２の溶接継ぎ目５８に関連して上述した方法で形成することができる。図４に示す例においては、第１の溶接継ぎ目５６、第２の溶接継ぎ目５８、および第３の溶接継ぎ目７６は任意の順序で形成することができる。たとえば、第１のパイプセクション７２および第２のパイプセクション７４が最初に任意の順序で第１の部分セル２４および第２の部分セル２６に溶接され、第１の溶接継ぎ目５６および第２の溶接継ぎ目５８を形成してもよい。その後、第３の溶接継ぎ目７６を、第１のパイプセクション７２と第２のパイプセクション７４とを接合するようにして形成することができる。別の例では、最初に第１のパイプセクション７２と第２のパイプセクション７４とを接合し、第３の溶接継ぎ目７６を形成することもできる。その後、第１のパイプセクション７２と第２のパイプセクション７４とを互いに溶接することによって形成されたパイプセクション７０を、第１の部分セル２４および第２の部分セル２６に任意の順序で溶接して溶接継ぎ目５６および溶接継ぎ目５８を形成することができる。一例では、パイプセクション７０およびパイプセクション７２は、ハーフパイプセクションであり得る。
【００４８】
１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、第３の溶接継ぎ目７６はセル２２の赤道３０からずれていてもよい。あるいは、第３の溶接継ぎ目７６は赤道３０上にあってもよい。第１のパイプセクション７２の幅７８、および第２のパイプセクション７４の幅８０は、第３の溶接継ぎ目７６がセル２２の赤道３０上にあるか事になるかどうか、あるいは軸３４に沿って赤道３０から絞り３２−１または絞り３２−２に向かう方向に離間するかに応じて、適切および／または望ましいと考えられる選択をすることができる。一例では、溶接継ぎ目５６、５８、および７６に近接する第１の部分セル２４、第２の部分セル２６、第１のパイプセクション７２、および第２のパイプセクション７４の内表面は、セル２２の連続的または実質的に連続的な、滑らかで、途切れない内表面を形成することができる。
【００４９】
図５を参照して、１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、セル２２は、軸３４に沿って測定した際に、絞り３２−１と絞り３２−２との間の距離Ｘの５０％より大きい幅Ｚを有するパイプセクション８４を含み得る。一例では、第１の部分セル２４および第２の部分セル２６の第１のセル溶接縁部３６および第２のセル溶接縁部３８を、溶接によって絞り３２−１および絞り３２−２の近傍の第１のパイプ溶接縁部８８および第２のパイプ溶接縁部９０にそれぞれ接合し、第１の溶接継ぎ目９２および第２の溶接継ぎ目９４をそれぞれ形成することができる。一例では、第１の溶接継ぎ目９２と第２の溶接継ぎ目９４との間の距離Ｚは、絞り３２−１と絞り３２−２との間の距離Ｘの５０％以上であってもよいし、６０％以上であってもよいし、または７０％以上であってもよい。図示の例では、距離Ｚは距離Ｘの約７３％である。一例では、溶接継ぎ目９２の外側から絞り３２−１までの距離Ｙ１は、たとえば５ｍｍ未満であってもよく、約２．５ｍｍであってもよく、距離Ｙ１の最小距離は、溶接継ぎ目９４の幅によって決定される。同様に、溶接継ぎ目９４の外側から絞り３２−２までの距離Ｙ２は、たとえば、５ｍｍ未満であってもよく、約２．５ｍｍであってもよく、距離Ｙ２の最小距離は、溶接継ぎ目９２の幅によって決定される。しかしながら、これらの百分率および寸法は限定的な意味で解釈されるべきではない。
【００５０】
１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、セル２２の赤道３０は、第１の溶接継ぎ目９２と第２の溶接継ぎ目９４との間に配置される。たとえば、セル２２の赤道３０は、第１の溶接継ぎ目９２と第２の溶接継ぎ目９４との中間に配置することができる。一例では、セル２２の赤道３０は、絞り３２−１と絞り３２−２との中間に配置することができる。一例では、溶接継ぎ目９２および溶接継ぎ目９４に近接するパイプセクション８４、第１の部分セル２２および第２の部分セル２４の内表面は、セル２２の連続的または実質的に連続的な、滑らかで、途切れない内表面を形成することができる。
【００５１】
図６を参照して、１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、図６のセル２２は、以下の例外を除いてほぼ図５に示されるセル２２と同様である。図６において、パイプセクション８４は、第１の部分パイプセクション９６と第２の部分パイプセクション９８とを共に溶接し、第３の溶接継ぎ目１００を形成することによって形成され、第３の溶接継ぎ目１００は赤道３０の近傍またはその上にある。溶接継ぎ目９２、９４、および１００は任意の順序で形成することができる。一例では、隣接する溶接継ぎ目９２、９４、および１００において、第１の部分パイプセクション９６および第２の部分パイプセクション９８、第１の部分セル２４および第２の部分セル２６の内表面は、セル２２の連続的または実質的に連続的な、滑らかで、途切れない内表面を形成することができる。
【００５２】
１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、パイプセクション８４を第１の部分セル２４および第２の部分セル２６に接合する前に、第３の溶接継ぎ目１００を形成することが望ましい場合がある。たとえば、第１および第２の溶接継ぎ目９２および９４の形成に続いて第３の溶接継ぎ目１００が形成される場合と比較して、パイプセクション８４を第１の部分セル２４および第２の部分セル２６に接合する前に第３の溶接継ぎ目１００を形成することにより、第３の溶接継ぎ目１００の形成によって生じる粗さおよび汚染の低減を目的とする、第３の溶接継ぎ目１００へのアクセスがより容易に達成される。パイプセクション７０を、第１の部分セル２４および第２の部分セル２６を溶接継ぎ目５６および５８によって接合する前の図４における第３の溶接継ぎ目７６の形成についても、同様の説明が適用できる。
【００５３】
１つの好ましい非限定的な実施形態または例の中で、パイプが第１の部分セル２４と第２の部分セル２６との間に含まれる先の例では、溶接継ぎ目を介して第１の部分セル２４または２６にパイプを接続し、その後該パイプを他の部分セルに接合する前に、溶接継ぎ目を処理することにより粗さおよび汚染を低減することが望ましい。このようにして、最初に形成された溶接継ぎ目へのアクセスを向上させることができる。
【００５４】
図７を参照して、１つの好ましい非限定的な実施形態または実施例では、ＳＲＦセルを形成する方法は、開始ステップ２００からステップ２０２へ進むことを含むことができ、第１のセル溶接縁部および第１の絞りを含む第１の部分セルが提供される。該方法は次にステップ２０４に進み、第２のセル溶接縁部と第２の絞りとを含む第２の部分セルが提供される。ステップ２０６において、第１および第２の部分セルが、第１および第２のセル溶接縁部と互いに向き合うように配置される。ステップ２０８において、第１および第２の部分セルを溶接により接合し、セルの赤道以外の位置に溶接継ぎ目を有するＳＲＦセルを形成する。方法は次に終了ステップ２１０へ進むことができる。１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、ＳＲＦセルの内部または外部からの電子ビーム溶接によって溶接継ぎ目を形成することは、溶接全体を作り出すためにかなりの入熱を必要とし、ＳＲＦセルの性能に悪影響を及ぼす可能性がある望ましくない粗い表面を、ＳＲＦセルの内表面に残すことが観察された。したがって、そして、１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、電子ビーム溶接によって溶接継ぎ目を形成する代わりに、溶接継ぎ目はレーザ光のビームを用いたレーザ溶接によって形成され得る。１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、溶接継ぎ目は、第１および第２の物体を互いに当接させることにより画定される継ぎ目の両側からレーザ溶接によって形成され、たとえば、一対の溶接縁部を互いに当接させることに限定されず、一対のセル溶接縁部を互いに当接させること、セル溶接縁部とパイプ溶接縁部とを互いに当接させること、一対のパイプ溶接縁部を互いに当接させること、であり得る。
【００５５】
図８Ａ〜図８Ｂを参照して、１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、第１の物体３００および第２の物体３０２を当接することにより、共通の境界または継ぎ目３０４を形成することができ、それは継ぎ目３０４の第１および第２の側面３０８、３１０の間に延びており、より具体的には、物体３００および３０２の第１の側面３０８と第２の側面３１０との間に延びている。一例として、一例であり限定するものではないが、第１の物体３００はパイプセクション、またはＳＲＦキャビティのハーフもしくは部分セルであり得、一例であり限定するものではないが、第２の物体３０２は異なるパイプセクション、または異なるＳＲＦキャビティのハーフもしくは部分セルであり得る。第１の側面３０８は、当接された物体３００、３０２の一方の側面であり得、第２の側面３１０は、当接された物体３００、３０２の他方の側面であり得る。一例では、第１の側面３０８はＳＲＦセルの内表面の少なくとも一部であり得、第２の側面３１０はＳＲＦセルの外表面の少なくとも一部であり得る。しかしながら、１つの好ましい非限定的な実施形態または実施例では、第１および第２の物体３００、３０２は、任意の適切な、および／または、望ましい材料により形成された、任意の適切な、および／または、所望の物体であるため、これは限定的な意味で解釈されるべきではない。
【００５６】
さらに、１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、第１および第２の物体３００、３０２の第１および第２の側面３０８、３１０が互いに平面であるという図解は、限定的な意味で解釈されるべきではない。たとえば、第１の物体３００の第１の面３０８および第２の物体３０２の第１の面３０８は、ずれがあってもよく（非平面）、たとえばそれらの間に段差を伴う、および／または、お互いが湾曲するか、一つが湾曲し一つが平面であるか、等のあらゆる適切な、および／または、所望の形状を有することができる。同様に、第１の物体３００の第２の側面３１０および第２の物体３０２の第２の側面３１０は、ずれがあってもよく（非平面）、たとえばそれらの間に段差を伴う、および／または、お互いが湾曲するか、一つが湾曲し一つが平面であるか、等のあらゆる適切な、および／または、所望の形状を有することができる。
【００５７】
１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、第１および第２の物体３００、３０２を共に当接することによって物体３００および３０２の第１および第２の側面３０８、３１０間に延びる継ぎ目３０４を画定し、継ぎ目３０４がいったん形成されれば、第１の伝導溶接３１２は継ぎ目３０４の第１の面３０８をレーザ溶接することによって、そしてより具体的には、継ぎ目３０４に隣接する第１および第２の物体３００、３０２の第１の面３０８をレーザ伝導溶接することによって形成され得る。第１の伝導溶接３１２は、継ぎ目３０４の側面３０８の上に盛り上がる比較的滑らかな露出された表面３１４と、表面３１４と第２の側面３１０との間に延びる本体３１６とを有することができる。一例では、本体３１６は、第１の側面３０８から第２の側面３１０までの距離の２５％未満まで延びることができる。図に示される第１の伝導溶接３１２の形状は、例示目的のみであり、限定的に解釈されるべきではない。
【００５８】
図９Ａ〜図９Ｂを参照しつつ引き続き図８Ａ〜図８Ｂを参照して、１つの好ましい非限定的な実施形態または実施例では、いったん第１の伝導溶接３１２が形成され、次に継ぎ目３０４の第２の側面３１０をレーザ溶接することにより第２のキーホール溶接３１８が形成され、そしてより具体的には、継ぎ目３０４に近接する第１および第２の物体３００、３０２の第２の側面３１０をレーザキーホール溶接する。第２のキーホール溶接３１８は、比較的多孔質の露出された表面３１６と、表面３１６と伝導溶接３１２の表面３１４との間に延びる比較的多孔質の本体３２２とを有することができる。一例では、本体３２２は、第２の側面３１０から第１の側面３０８までの距離の７５％を超えて延びることができる。図に示されている第２のキーホール溶接３１８の形状は、例示目的のためだけのものであり、限定的な意味で解釈されるべきではない。
【００５９】
１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、最初に伝導溶接３１２が、次にキーホール溶接３１８がそれぞれ対向する側面に形成されると、継ぎ目３０４は更に、または代替的に、溶接継ぎ目３０４とも呼ばれることができる。
【００６０】
１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、当技術分野で知られているように、レーザ伝導モード溶接では、出力密度は、第１および第２の物体３００、３０２の材料、たとえばニオブの溶融を引き起こすほどに十分大きい。溶接溶け込みは、側面３０８から材料内に伝導するレーザの熱によって達成される。一例では、レーザ伝導溶接は、ミリ秒のパルス持続時間範囲のパルスレーザ溶接により達成される。溶接溶け込み深さは、部分的に、パルスの持続時間によって制御される。パルスが長ければ長いほど、第１および第２の物体３００、３０２を形成している材料に熱が「伝導」する時間も長くなる。レーザ伝導溶接では、伝導溶接３１２は、例えば図８Ａに示すように、典型的には深さより幅が広い。
【００６１】
１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、当技術分野で知られているように、レーザキーホール溶接では、伝導溶接とは異なる方法で加熱による溶接溶け込みを達成する。具体的には、レーザキーホール溶接の間、出力密度は金属をその融点を超えるものであり、金属を気化させるほどに十分大きい。気化した金属は膨張ガスを生成し、該ガスが外側に押し出すことにより、側面３１０から溶接の深さへとキーホールまたはトンネルを形成する。レーザ光のビームが継ぎ目３０４の側面３１０に沿って移動すると、たとえば、レーザビームは図９Ａのページに対して垂直に移動し、図９Ｂにおいて水平に右から左、またはその逆へも移動すると、キーホールは追従し深くて狭い溶接を形成する。レーザ出力が十分に大きく、継ぎ目３０４の側面３１０上のレーザの移動速度が過度ではない限り、キーホールはレーザビームに近接して開いたままであろう。キーホール溶接は、強力で深い溶接を形成するが、その代償として、気孔率、スパッタリング、深さの変化が伝導溶接と比較して大きくなる。深さ変動の非限定的な例は、図９Ｂ、図１０Ｂ、および図１１Ｂの波線３２４によって示される。
【００６２】
１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、第１および第２の物体３００、３０２のそれぞれは、ＳＲＦセルの一部であり、たとえばパイプセクション、部分セル、ハーフセルであり、側面３０８は、レーザ溶接されて伝導溶接３１２を形成し、一例では、完成したＳＲＦセルの内表面（この内表面は、望ましくは、連続的または実質的に連続的な、滑らかで、途切れがない）であり得、側面３１０は、キーホール溶接３１８を形成するためにレーザキーホール溶接され、一例では、完成したＳＲＦセルの外表面であり得る。しかしながら、これは限定的な意味で解釈されるべきではない。
【００６３】
１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、キーホール溶接３１８の深さは、必要に応じて調整または選択することができる。たとえば、図９Ａ〜図９Ｂに示されるように、キーホール溶接３１８は、第１の側面３０８と第２の側面３１０との間で伝導溶接３１２の本体部分３１６と交差することができる。図１０Ａ〜図１０Ｂに示される他の例を参照すると、キーホール溶接３１８の一部または全部は、伝導溶接３１２の表面３１４と第１の側面３０８との間で伝導溶接３１２の本体部分３１６と交差することができる。図１０Ｂの線３２４によって示されるように、１つの好ましい非限定的な実施形態または例において、キーホール溶接３１８の一部または全部は、伝導溶接３１２の表面３１４まで延びることができる。さらなる別の例として図１１Ａ〜図１１Ｂを参照すると、キーホール溶接３１８の全ては、第１および第２の物体３００、３０２の少なくとも一方を形成する材料である間隙３２６により、伝導溶接３１２から離間することができる。１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、単一の連続キーホール溶接３１８は、図９Ｂ、図１０Ｂ、および図１１Ｂの３２４にて示されるいくつか、あるいは全てのバリエーションのキーホール溶接３１８の深さを有することができる。
【００６４】
図１２Ａ〜図１２Ｂを参照して、１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、第１の伝導溶接３１２が形成される前または後に、継ぎ目３０４の第２の側面３１０をレーザ溶接することにより導電溶接３２８が形成され得、より詳細には、継ぎ目３０４に近接する第１および第２の物体３００、３０２の第２の側面３１０がレーザ伝導溶接される。第１の導電溶接３１２および第２の導電溶接３２８を形成する順序は、限定的な意味で解釈されるべきではない。
【００６５】
第１の導電溶接３１２と同様に、第２の導電溶接３２８は、継ぎ目３０４の面３１０の上方に立ち上がる比較的滑らかな露出された面３３０と、面３３０と第１の面３０８との間に延びる本体３３２とを有することができる。第１の伝導溶接３１２および第２の伝導溶接３２８は、第１および第２の物体３００、３０２のうちの少なくとも一方を形成する材料で形成される間隙３３４によって離間することができる。図に示されている第２の伝導溶接３１８の形状は例示目的のためだけのものであり、限定的な意味で解釈されるべきではない。
【００６６】
図１３Ａ〜図１３Ｂを参照して、１つの好ましい非限定的な実施形態または例において、第１の伝導溶接３１２が形成される前後に、第２の遷移溶接３３８が継ぎ目３０４の第２の側面３１０をレーザ溶接することにより、より具体的には、継ぎ目３０４に近接した第１および第２の物体３００、３０２の第２の側面３１０をレーザ遷移溶接することにより形成され得る。第１の伝導溶接３１２および第２の遷移溶接３３８を形成する順序は、限定的な意味で解釈されるべきではない。
【００６７】
当該技術分野において知られているように、遷移溶接３３８のような遷移溶接は、伝導溶接を形成するレーザビームの電力密度とキーホール溶接を形成するレーザビームの電力密度との間、たとえば中間のレーザビームの出力密度で形成される。遷移溶接を形成するレーザビームは、伝導溶接を形成するレーザビームよりも多く浸透し、浅い浸透を有するキーホールを形成する。一例では、典型的な遷移溶接は約１のアスペクト比（深さ／幅）を有する。しかしながら、これは限定的な意味で解釈されるべきではない。伝導溶接、キーホール溶接、および遷移溶接は、それぞれ当技術分野において公知である。
【００６８】
遷移溶接３３８は、継ぎ目３０４の面３１０の上方に立ち上がる露出された面３３０と、面３３０と第１面３０８との間に延びる本体３４２とを有することができる。遷移溶接３３８の表面は、遷移溶接３３８を形成するのに使用される出力密度に応じて、比較的滑らかであるか、または多孔質であり得る。伝導溶接３１２および遷移溶接３３８は、第１および第２の物体３００、３０２のうちの少なくとも一方を形成する材料で形成される間隙３４４によって離間することができる。図に示されている遷移溶接３３８の形状は、例示目的のためだけであり、限定的な意味で解釈されるべきではない。
【００６９】
図１４を参照して、１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、第１および第２の物体３００、３０２を共々にレーザ溶接する方法は、開始ステップ３３０からステップ３３２に進むことを含み、第１および第２の物体３００、３０２は、継ぎ目３０４を画定するために互いに当接される。方法は次にステップ３３４へと進み、継ぎ目３０４の第１の側面３０８がレーザ伝導溶接され、伝導溶接３１２を形成する。方法は次にステップ３３６に進み、そこで継ぎ目３０４の第２の側面３１０がレーザ溶接されて伝導溶接３２８、キーホール溶接３１８、または遷移溶接３３８が形成される。方法は次に停止ステップ３３８へ進むことができる。
【００７０】
１つの好ましい非限定的な実施形態または例において、溶接継ぎ目３０４は第１の側面３０８上に第１の伝導溶接３１２を含み、更に第２の側面３１０上に第２の溶接３１８、３２８、または３３８のいずれかを含み、上記図１〜７および図１３〜１５のいずれの溶接継ぎ目としても用い得る。
【００７１】
以上のように、ここで開示されるのは、本体の軸３４に沿って互いに離間した第１および第２の絞り３２−１および３２−２を有する中空状の本体と、第１の絞り３２−１と第２の絞り３２−２との間の本体の緯度座標が０°であるセル赤道３０と、によって画定される超伝導無線周波数（ＳＲＦ）セル２２、を製造する方法である。この方法は、第１のセル溶接縁部３６と、その反対側に第１の絞り３２−１とを備える、第１の部分セル２４を設けること、および、第２のセル溶接縁部３８と、その反対側に第２の絞り３２−２とを備える、第２の部分セル２６を設けること、を含む。第１および第２の部分セル２４、２６は、第１および第２のセル溶接縁部３６、３８が互いに向き合うように配置される。第１および第２の部分セル２４、２６は共々に溶接され、それにより赤道３０以外の緯度で溶接継ぎ目２８、３０４を形成する。溶接のステップは、セル溶接縁部３６、３８の少なくとも一方において、第１および対向する第２の側面３０８、３１０の各々に、第１の溶接３１２を形成すること、および第２の溶接３１８、３２８、または３３８を形成すること、を含むことができる。
【００７２】
第１の溶接３１２は、伝導溶接であり得る。第２の溶接３１８、３２８、または３３８は、伝導溶接、キーホール溶接、または遷移溶接であり得る。
【００７３】
溶接継ぎ目２８、３０４は、赤道３０から軸３４に沿って第１の絞り３２−１または第２の絞り３２−２の方向に５ｍｍ以上離れて配置することができる。
【００７４】
溶接継ぎ目２８、３０４は、第１および第２のセル溶接縁部３６、３８を共々に溶接することによって形成することができる。
【００７５】
この方法はさらに、第１および第２の部分セル２４、２６の間に、第１および第２のセル溶接縁部３６、３８にそれぞれ面した第１および第２のパイプ溶接縁部４２、４４を含む、パイプセクション４０を配置することを含み得る。第１および第２のパイプ溶接縁部４２、４４は、それぞれの第１および第２のセル溶接縁部３６、３８と溶接することができる。溶接継ぎ目２８、４６、３０４は、第１のパイプ溶接縁部４２および第１のセル溶接縁部３６を溶接することにより形成することができる。第２溶接継ぎ目４８、３０４は、第２のパイプ溶接縁部４４および第２のセル溶接縁部３８を溶接することによって形成することができる。少なくともパイプ溶接縁部４２、４４のいずれかの第１の側面３０８および第２の側面３１０において、第１の溶接３１２、および第２の溶接３１８、３２８、または３３８により、各溶接継ぎ目２８、４６、４８はそれぞれ形成され得る。
【００７６】
第２の溶接継ぎ目４８、３０４は、赤道３０上に配置することができる。
【００７７】
溶接継ぎ目５６、３０４、および第２の溶接継ぎ目５８、３０４は、赤道３０の両側に対向するように配置することができる。
【００７８】
この方法は、第１および第２のパイプセクション７２、７４を互いに溶接して第３の溶接継ぎ目７６、３０４を含むパイプセクション７０を形成し、続くステップ（ｄ）において、赤道３０上またはその近傍にパイプセクション７０を配置することを含むことができる。
【００７９】
各第１の溶接継ぎ目４６、５６、３０４は伝導溶接で形成され得、各第２の溶接継ぎ目４８、５８、３０４は伝導溶接、キーホール溶接、または遷移溶接で形成され得る。
【００８０】
第１の側面３０８は、少なくとも１つの部分セルの内表面であり得る。第２の側面３１０は、少なくとも１つの部分セルの外表面であり得る。溶接ステップは、レーザ溶接を含むことができる。
【００８１】
同様に開示されているのは、第１および第２の対向する端部を有する中空キャビティを画定する本体を備える、超伝導無線周波数（ＳＲＦ）セル２２である。第１の絞り３２−１は本体の第１の端部にあり、第２の絞り３２−２は本体の第２の端部にある。本体は、第１の絞り３２−１と第２の絞り３２−２との間に延びる軸３４と、第１の絞りと第２の絞りとの間の軸３４の周囲の赤道３０とを画定する。本体は、赤道３０から離間した本体上の位置で、軸３４の周りに少なくとも第１の溶接継ぎ目２８、４６、５６、３０４を含む。各溶接継ぎ目は本体を貫通して延在することができ、加えて本体の内側と外側の近傍で終端する、対向する両側を有することもできる。各溶接継ぎ目は、第１の溶接と第２の溶接とを、対向するように溶接継ぎ目に備えることができる。
【００８２】
第１の溶接は伝導溶接であり得る。第２の溶接は、伝導溶接、キーホール溶接、または遷移溶接であり得る。
【００８３】
本体は、軸３４の周りに第２の溶接継ぎ目５８を含むことができる。第１および第２の溶接継ぎ目５６および５８は、赤道を介して両側に対向するように配置することができる。
【００８４】
第１の溶接は、本体の内側にあり得る。第２の溶接は本体の外側にあり得る。
【００８５】
本体は、異なる形状を有する第１および第２の部分セル２４、２６を含むことができる。
【００８６】
本体は、第１の部分セルと第２の部分セルとの間に、パイプセクション４０を含むことができる。
【００８７】
本体は、パイプセクションを第１および第２の部分セルに接合する、第２および第３の溶接継ぎ目５６、５８を含むことができる。
【００８８】
第１および第３の溶接継ぎ目９２、９４は、第１および第２の絞り３２−１および３２−２に近接していてもよい。第１の溶接継ぎ目９２は、第１の絞り３２−１から５ｍｍ以上の位置に配置され得る。第３の溶接継ぎ目９４は、第２の絞り３２−２から５ｍｍ以上の位置に配置され得る。
【００８９】
同様に開示されているのは、第１および第２の物体を互いに当接させることにより、第１の側面およびその反対側に第２の側面を有する物体において、継ぎ目を画定すること、継ぎ目の第１の側から継ぎ目に沿って、第１および第２の物体に対してレーザ溶接および伝導溶接を施すこと、継ぎ目の第２の側から継ぎ目に沿って、第１および第２の両方に対して伝導溶接、キーホール溶接、または遷移溶接により、レーザ溶接を施すこと、を含む方法である。
【００９０】
各物体は、超伝導無線周波数セルの本体の一部であり得る。継ぎ目の第１の側面は、本体の内側に形成することができる。継ぎ目の第２の側面は、本体の外側に形成することができる。
【００９１】
以上の通り、本発明は、変動に対して最大の感度を有するセル（溶接継ぎ目）の領域上において、最大の変動を有する電界または磁界を有するという問題を少なくとも部分的に克服する。セルの異なる領域に１つ以上の溶接継ぎ目を移動させることはコストおよび製造の複雑さを増大させるものの、１つ以上の溶接継ぎ目によるセルの性能に対する悪影響を減少させる。一例では、セルの性能に対する溶接継ぎ目の影響は、溶接継ぎ目を電界および磁界の合計最小値に配置することによって最小化することができ、溶接継ぎ目がセル性能の限界に与える影響を加味する。
【００９２】
セル性能の上限を上げることに加えて、セルの赤道から１つ以上の溶接継ぎ目を移動させることは、赤道上またはその近傍のセルの中心へのアクセシビリティを利用するための、いくつかの処理オプションを広げる。たとえば、図１−図６に示される各例示的セル２２の溶接継ぎ目のいずれか、または全てを完成／形成する前に、第１および第２の部分セル２４、２６の１つまたは複数の内表面、任意の管、任意のパイプセクション、および／またはそれらの任意の組み合わせを、電解研磨、および／または溶接後加工、および／またはたとえばこれに限定されないが、ニオブの物理的蒸着することができ、部分セル２４、２６、任意の管、任意のパイプセクション、および／またはそれらの任意の組み合わせは、ニオブ以外の材料で形成される。
【００９３】
さらに、セルの内表面（または第１の側面）上の第１の伝導溶接は、滑らかな溶接面を有し、空隙はほとんど無いか、あるいは存在しない。セルの外表面（第２の面）上の第２の溶接、たとえば伝導溶接、キーホール溶接、または遷移溶接は、強力で深い溶接、および全体的に強力な溶接継ぎ目を形成することができ、これによりセルはＳＲＦキャビティでの過酷な使用に耐え得る。第２の溶接がキーホール溶接である場合、最初に内表面上に伝導溶接を形成することによって、溶接継ぎ目をキーホール溶接のスパッタに対してシールすることができる。次いで、キーホール溶接を外表面上に作製することができ、その後、キーホール溶接の深さは、一例では、セルの内面（または第１の側面）と交差することなく、伝導溶接の後部または内部深さに近づくことができる。一例では、キーホール溶接は、伝導溶接と完全に重なるか、伝導溶接と部分的に重なるか、または伝導溶接から離間することができる。
【００９４】
第２の溶接が伝導溶接または遷移溶接である場合、第１および第２の溶接は任意の望ましい順序で形成することができる。
【００９５】
１つの好ましい非限定的な実施形態または例では、２つの物体を当接させることにより形成された継ぎ目の一方の側面部に伝導溶接を、他方の側面部に伝導溶接、キーホール溶接、または遷移溶接を形成する組み合わせは、本明細書に記載の部分セル、パイプ、またはパイプセクション以外の任意のあらゆる適切なおよび／または望ましい物体に対して使用することができる。
【００９６】
最も実用的で好ましい実施形態であると現在考えられているものに基づき、本発明を詳細に説明したが、それらはあくまでその目的のためであり、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、むしろその逆であり、特許請求の範囲の趣旨および範囲内にある修正および等価な構成を網羅することを意図している。たとえば、本発明は、可能な範囲で、任意の実施形態の１つまたは複数の特徴を、任意の他の実施形態の１つまたは複数の特徴と組み合わせることができることを企図することを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【外国語明細書】
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【Ｆｉｇ１】
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【Ｆｉｇ２】
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【Ｆｉｇ３】
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【Ｆｉｇ４】
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【Ｆｉｇ５】
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【Ｆｉｇ６】
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【Ｆｉｇ７】
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【Ｆｉｇ８Ａ】
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【Ｆｉｇ８Ｂ】
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【Ｆｉｇ９Ａ】
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【Ｆｉｇ９Ｂ】
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【Ｆｉｇ１０Ａ】
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【Ｆｉｇ１０Ｂ】
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【Ｆｉｇ１１Ａ】
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【Ｆｉｇ１１Ｂ】
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【Ｆｉｇ１２Ａ】
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【Ｆｉｇ１２Ｂ】
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【Ｆｉｇ１３Ａ】
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【Ｆｉｇ１３Ｂ】
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【Ｆｉｇ１４】
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【Ｆｉｇ１６】
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【Ｆｉｇ１７】
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