(57)【要約】      （修正有）【課題】摩擦撹拌溶接システムを改良する。【解決手段】組み立てられるべき少なくとも２部品２２、２４を溶接するための摩擦撹拌溶接システム４６において、回転ピン６６を設けた少なくとも１つの溶接ヘッド５４を備えた溶接装置を含む溶接ユニットと、溶接ヘッドの夫々によって加えられた圧力に対して、組み立てられるべき部品を支持するように設計された支持面を提供する１つの対抗支持ユニット５０とを有し、溶接ヘッドは夫々、溶接ヘッドの回転ピンの回転軸６８に平行な方向に、対抗支持ユニットの支持面に対して移動でき、溶接ヘッドは夫々、溶接ヘッドの回転ピンの回転軸に直交する第２の方向に移動できような摩擦撹拌溶接システムを提供する。【選択図】図６
2014050884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組み立てられるべき少なくとも２部品（２２、２４）を溶接するための摩擦撹拌溶接システム（４６）において、
回転ピン（６６ａ、６６ｂ）を設けた少なくとも１つの溶接ヘッド（５４ａ、５４ｂ）を備えた溶接装置（５４）を含む溶接ユニット（４８）、
前記溶接ヘッド（５４ａ、５４ｂ）の夫々によって加えられた圧力に対して、組み立てられるべき部品（２２、２４）を支持するように設計された支持面（８０）を提供する対抗支持ユニット（５０）、を有し、
前記溶接ヘッド（５４ａ、５４ｂ）は、前記溶接ヘッドの夫々の前記回転ピン（６６ａ、６６ｂ）の回転軸（６８ａ、６８ｂ）に平行な第１の方向（５７）に、前記対抗支持ユニット（５０）の前記支持面（８０）に対して移動でき、
前記溶接ヘッド（５４ａ、５４ｂ）の夫々は、前記溶接ヘッドの前記回転ピン（６６ａ、６６ｂ）の前記回転軸（６８ａ、６８ｂ）に直交する第２の方向（５６）に移動でき、
前記対抗支持ユニット（５０）は前記支持面（８０）を前記第２の方向（５６）に沿って移動する手段を備え、
前記対抗支持ユニット（５０）は、互いから離れて設置されかつ前記第１の方向（５７）と前記第２の方向（５６）とに実質上直交する共通の回転軸（７６）を有する２つのクランプローラ（６２）を備え、前記クランプローラ（６２）の夫々は前記支持面の少なくとも一部分を形成する主円周トラック（８０）を有することを特徴とする溶接システム。
【請求項２】
前記対抗支持ユニット（５０）は前記クランプローラ（６２）を互いに向けて移動する手段（５８、６０）を備えることを特徴とする請求項１に記載の溶接システム。
【請求項３】
前記クランプローラ（６２）の夫々は、外側に向かって半径方向に突出し他方のクランプローラの向かい側において前記クランプローラの前記主円周トラック（８０）の肩峰端の境界を定める周状肩部（８０）を有することを特徴とする請求項２に記載の溶接システム。
【請求項４】
前記クランプローラ（６２）の夫々は、前記クランプローラの前記周状肩部（８０）を介して前記クランプローラの前記主円周トラック（８０）に接続された第２の円周トラック（８４）を有することを特徴とする請求項３に記載の溶接システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の溶接システム（４６）を用いた透過溶接による２部品（２２、２４）の線形溶接のための摩擦撹拌溶接（ＦＳＷ）方法において、
前記部品（２２、２６、２４）が重ね合わされ、
前記溶接装置（５４）の各溶接ヘッド（５４ａ、５４ｂ）の回転ピン（６６ａ、６６ｂ）が前記部品の内の第２の部品（２４）には完全に通される一方で第１の部品（２２、２６）の中には少なくとも部分的に押し込まれ、次いで前記回転ピンは前記第１の部品と前記第２の部品の間の接触界面に沿って前記第２の方向に動かされ、以て前記回転ピンの摩擦によって生じた熱により前記部品を成す材料を局部軟化することで溶接ビード（９０）を成し、
前記対抗支持ユニット（５０）の前記支持面（８０）は前記第１の部品（２２、２６）に対して押圧されると共に、前記第２の方向に沿う回転ピンの移動中では、前記溶接装置（５４）の各溶接ヘッド（５４ａ、５４ｂ）の回転ピン（６６ａ、６６ｂ）によって加えられた圧力に対抗するように、前記支持面は前記接触界面（１８）に沿って前記第１の部品上を動かされることを特徴とする摩擦撹拌溶接（ＦＳＷ）方法。
【請求項６】
前記支持面の前記移動は、前記第１の部品（２２、２６）上で前記主円周トラック（８０）を転動させて前記クランプローラ（６２）をその回転軸（７６）周りで回転させることによる、前記接触界面（１８）に沿う前記クランプローラ（６２）の移動によって達成されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記クランプローラ（６２）は夫々、前記第１の部品（２２、２６）の端縁部上に押圧される周状肩部（８２）を有し、
前記クランプローラ（６２）は夫々、クランプローラの前記周状肩部（８２）によってクランプローラ（６２）の前記主円周トラック（８０）に接続された第２の円周トラック（８４）を有し、
各クランプローラ（６２）の前記第２の円周トラック（８４）は前記第２の部品（２４）に対して押圧され、クランプローラ（６２）が前記接触界面（１８）に沿って移動するに伴い第２の部品上を転動することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記クランプローラ（６２）は互いに向かって移動するように作られ、以て前記クランプローラ（６２）の２つの各側壁（７８）が前記第１の部品（２２）の一部分（３０）を間に挟むことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記溶接システム（４６）は、前記溶接ユニット（４８）によって支持される非破壊検査装置（９２）、及び／又は前記対抗支持ユニット（５０）によって支持される非破壊検査装置を備え、
各非破壊検査装置（９２）は前記溶接装置（５４）に同期した状態で移動されると共に、その各溶接ヘッド（５４ａ、５４ｂ）からは遅延した状態で移動され、以て前記溶接ビード（９０）を非破壊検査することを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記非破壊検査装置（９２）は、前記溶接装置（５４）と、前記溶接ユニット（４８）によって支持される第２の溶接装置（１００）との間に配置され、
前記第２の溶接装置（１００）は前記非破壊検査装置（９２）が前記溶接ビード（９０）内に欠陥を見出さない限り不作動状態に保持され、
前記非破壊検査装置（９２）が前記溶接ビード（９０）の欠陥を検出した際には、前記第２の溶接装置（１００）は作動されて、前記部品（２２、２４）の溶接を局部的に再溶接することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記溶接システム（４６）は、前記溶接ユニット（４８）によって支持される防食処理装置（９４）、及び／又は前記対抗支持ユニット（５０）によって支持される防食処理装置を備え、
各防食処理装置（９４）は前記溶接ユニット（４８）に同期した状態でかつその各溶接装置（５４、１００）に対して遅延した状態で移動し、さらに適切な場合として、溶接ユニット（４８）であれ対抗支持ユニット（５０）であれ、同じ構成要素の一部を成す非破壊検査装置（９２）に対して遅延した状態で移動し、以て溶接ビード（９０）に防食処理を施すことを特徴とする請求項５〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の部品は補強材（２２）であり、前記第２の部品は飛行機用パネル（２４）であることを特徴とする請求項５〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦撹拌溶接（ＦＳＷ）技術により２部品を組み立てるためのシステム及びその方法に関する。
【０００２】
本発明は、飛行機パネル、特にエアロプレインのパネルに対して補強材を固定する際に特に応用される。
【０００３】
本発明に関係するパネルとしては、胴体パネル、翼面パネル、尾翼パネル、さらに貯蔵タンクや着陸装置コンパートメントの一部を形成するパネル、或いはその他のタイプのパネルであっても良い。
【０００４】
これらのパネルに固定される補強材は、特に胴体周りのフレーム、胴体縦通材や補強材、翼又は尾翼スパー又はリブ、床の横材や床レール等であるかもしれない。
【背景技術】
【０００５】
一般に、従来のリベット式結合部で達成されるのと少なくとも同等な効率をもって組み立て部品間に力を通す、迅速かつ耐久性のある機械的結合部を作るにあたり、摩擦撹拌溶接（ＦＳＷ）と呼ばれる技術は既知のものである。
【０００６】
図１に概略的に示すこの技術は少なくとも１つの溶接ヘッド１０を備えた溶接装置を使用するものであり、溶接ヘッドは、回転ピン１２と、回転ピン１２の基部に延びかつ通常、この回転ピン１２の平均径の２〜２．５倍に等しい直径を持つ肩部１４とを備えている。
【０００７】
２つの部品１６ａ、１６ｂの摩擦撹拌溶接は、肩部１４が部品１６ａ、１６ｂ夫々の面に接触するまで部品間の接合界面において２部品内へと回転ピン１２を導入することを含んでいる。この部品１６ａ、１６ｂの形成材料への回転ピン１２の導入は、２部品１６ａ、１６ｂに対する回転ピン１２の摩擦で生じた熱によりこの材料を局部軟化することで可能となる。この際、部品１６ａ、１６ｂの材料が回転ピン１２の周囲で練り生地のような状態になることでこの回転ピンは接合界面１８に沿って移動可能となる。回転ピン１２の回転や適切な場合の肩部１４の回転も、また、練り生地状態の材料を混合させる。
【０００８】
このため、回転ピン１２によって発生した押し出しと肩部によって生じた鍛造効果は、次第に溶接ビードの形成をもたらす。この溶接ビードは、回復−再結晶化の結果として形成され、冷却後において２部品１６ａ、１６ｂの良好な結束性を保証する、２材料に共通な新しい冶金学的構造の形となって現れる。
【０００９】
図２に概略的に示すように、回転ピン１２によって加えられた圧力に対抗するため、カウンターフォーム２０を使うことで対抗圧力が溶接ビード１０とは反対側の各部品１６ａ、１６ｂの面に加えられる。そのようなカウンターフォームは時々、摩擦によって生じた熱の一部を除去する冷却装置を組み込んでいる。これにより、一般に溶接後部品の機械的特性が向上する。そのような冷却装置は、例えばカウンターフォーム２０に組み込まれてその内部を熱伝導流体が流れるような流路２１の形をとる。
【００１０】
その摩擦撹拌溶接技術により、図１及び図２に示すように、回転ピン１２の軸が組み立てられるべき部品間の接合界面に局所的に平行になる、所謂“突き合わせ”溶接が可能となる。
【００１１】
この摩擦撹拌溶接技術は、回転ピン１２の軸が組み立てられるべき部品間の接合界面に局所的に直交する、所謂“透過”溶接を可能にする。この場合、組み立てられるべき部品の一方は、溶接ビードと組み立てられるべき他方の部品との間に置かれる。
【００１２】
特に、摩擦撹拌溶接技術には、組み立てられるべき部品の構成材料の融点以下で溶接が実行できるという利点があり、通常は他の溶接技術と共に生じる再凝固関連問題を特に回避する。
【００１３】
更に、その技術は如何なる充填材を必要とせず、汚染した噴煙が出ないという利点がある。
【００１４】
更に組み立てられるべき部品の接合界面に沿って移動する溶接装置の速度は、この溶接技術によって部品が迅速かつ安価に組み付けられるように１分当たり２メートルに達するものでも良い。
【００１５】
加えて、この溶接技術は高いレベルの自動化の可能性を提供する。
【００１６】
それでもなお既知の摩擦撹拌溶接方法は欠点を抱えている。
【００１７】
使用されるカウンターフォームは、突き合わせ溶接の場合には組み立て対象となる面に対して出来るだけ密接に適合させるために、或いは透過溶接の場合には組み立てられるべき部品の一方に対して適合させるために、厳しい寸法公差で製造されなければならない。
【００１８】
そうでない場合、組み立てられるべき部品の寸法は、それらがカウンターフォームの形状と出来るだけ密に整合するように、例えば機械加工により予め調整されなければならない。
【００１９】
更に、特に組み立てられるべき部品が湾曲した形の場合、例えば図３の縦断面に示すように飛行機胴体パネル２４への周状フレーム２２のアセンブリの場合には、溶接ヘッドによって課せられる力のレベルは数トンに達する場合があり、通常、カウンターフォームは大質量とならざるを得なくなる。そのような周状フレーム２２は、胴体パネル２４上に当てられる実質上円筒形のフランジ２６と、そのベース板２６に対し実質上直角に延びるウエブ３０を備える。
【００２０】
また、かなりの量の熱を抽出できなければならない冷却装置をカウンターフォームが備えた場合、その質量はより大きくなるであろうし、製造がより複雑化することにもなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の一目的は、特にこれら諸問題に対してシンプルで経済的、効果的な解決策を提供することで、上述したような不都合な点の少なくとも幾つかを回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この目的を達成するため、本発明は、組み立てられるべき少なくとも２部品を溶接するための摩擦撹拌溶接システムにおいて、
回転ピンを設けた少なくとも１つの溶接ヘッドを備えた溶接装置を含む溶接ユニットと、
前記溶接ヘッドの夫々によって加えられた圧力に対して、組み立てられるべき部品を支持するように設計された支持面を提供する１つの対抗支持ユニットとを有し、
前記溶接ヘッドは夫々、溶接ヘッドの前記回転ピンの回転軸に平行な方向に、前記対抗支持ユニットの前記支持面に対して移動でき、前記溶接ヘッドは夫々、前記溶接ヘッドの回転ピンの回転軸に直交する第２の方向に移動できような摩擦撹拌溶接システムを提案する。
【００２３】
更に、対抗支持ユニットは前記支持面を前記第２の方向に沿って移動させる手段を備える。
【００２４】
そのような移動手段は、前記第２の方向に支持面が変位している間、支持面を溶接ヘッドに実質上対面した状態に保持させる。
【００２５】
実際、この第２の方向は、本システムを使用する溶接方法の実行時、前記溶接ヘッドによって追随される軌跡全体の接線方向であるかもしれない。このため、前記第２の方法はこれ以降において“溶接方向”と呼ぶことにする。
【００２６】
初めは組み立てられるべき部品の外側にある前記溶接ヘッドが組み立てられるべき部品に向かって前記第１の方向に沿って移動すると、以下の説明でより明らかになるように、この溶接ヘッドの回転ピンは前記部品を構成する材料の中に入り込むことができる。このため、前記第１の方向は本記述の残りの部分においては、往々にして“侵入方向”と呼ばれることになる。
【００２７】
溶接方向に沿って移動可能な支持面の使用を提案することで、本発明は通常使用されているタイプの大規模なカウンターフォームへの依存を回避し、それは湾曲した部品の溶接に特に好都合なことである。
【００２８】
更に、前記第１方向に沿って支持面と溶接ヘッドが相対的に移動できることにより、溶接ヘッドによって加えられた圧力に対する対抗圧力を最適化することができる一方で、更に支持面の寸法精度の必要性と、組み立てられるべき部品の事前調整の必要性を減じることが可能である。
【００２９】
尚、本発明による溶接システムは通常、突き合わせ溶接や透過溶接を実行するために使用されるかもしれない。
【００３０】
対抗支持ユニットは、組み付けられるべき部品の一方の上を前記支持面が転動できるように設計されることが好ましい。そのような転動は、実質上、溶接方向に沿う支持面の全変位として表現されるかもしれない。
【００３１】
本発明によれば、対抗支持ユニットは、互いから離れて設置されかつ前記第１の方向と前記第２の方向とに実質上直交する共通の回転軸を有する２つのクランプローラを備え、前記クランプローラの夫々は前記支持面の少なくとも一部分を形成する主円周トラックを有している。
【００３２】
この形態は、組み立てられるべき部品の一方がフランジとウエブを有する補強材であって、例えばパネルの形をとるような別の部品に補強材のフランジを透過溶接するために溶接システムが使用されるような場合、特に好ましいものとなる。
【００３３】
実際には、クランプローラは、そのような補強材のウエブをクランプローラ間に通させつつ前記溶接ヘッドにより加えられた圧力に対する支持面の機能を果たしている。
【００３４】
従ってこの形態は、含まれる補強材のウエブが補強材のフランジに対し実質上中央にある時、特に好ましいものとなる。
【００３５】
一般に、そのようなクランプローラは特に、シンプルな設計の低コストな熱交換装置を組み込むことができ溶接の間、部品を効果的に冷却できるという利点がある。
【００３６】
これとは別にそのような冷却は、例えばこの目的のために提供された追加ロボットを使って溶接領域に冷却剤を噴霧したり、或いは本発明の範囲から全く逸脱することなく熱交換流体で満たされたタンクに溶接設備全体を浸漬することにより実行されるかもしれない。
【００３７】
尚、前記支持面はその全部が前記クランプローラの夫々の主円周トラックから形成されることが好ましい。
【００３８】
更に、クランプローラはそれらの共通回転軸周りに有利な状態で回転することができる。
【００３９】
従って、前記支持面全体を前記溶接方向に沿って変位させるために、クランプローラは組み立てられるべき部品の一方の上を転動することができる。
【００４０】
この場合、クランプローラの回転軸はクランプローラのための回転軸を成す。
【００４１】
本発明の好ましい実施形態では、対抗支持ユニットは一方のクランプローラを他方のクランプローラに向けて移動させる手段を備える。
【００４２】
従ってこの形態は特に、各クランプローラの各主円周トラックが補強材の１つのフランジに対して押圧されつつ、クランプローラが補強材のウエブを挟むのを可能にする。
【００４３】
これは特に、そのような補強材が別の部品に溶接される際の補強材の心出し作業を容易にする。
【００４４】
１個のクランプローラを他の方向に移動させる前記手段は、例えば前記クランプローラを夫々支持する２本の支持アームを備える。
【００４５】
この場合、クランプローラが互いに対して移動できるように形成するために、対抗支持ユニットは前記支持アームの一方を他方の方向に移動させる手段を備えることが好ましい。
【００４６】
これら支持アームを移動する手段は例えばロボットアームに組み込まれるかもしれない。
【００４７】
更に、各クランプローラは対応する支持アーム上で回転するように据え付けられることが好ましい。
【００４８】
本発明の好ましい実施形態では、クランプローラの夫々は半径方向外側に突出する周状肩部を有し、それは他方のクランプローラに面する側でクランプローラの前記主円筒トラックの側方端部を定めている。
【００４９】
組み立てられるべき２つの部品を透過溶接する場合、そのような周状肩部は前記部品の内の第１の部品を形成する材料の閉じ込めと形成に貢献することができ、その第１の部品に対して押圧されるのがクランプローラの各主円周トラックによって合同で形成される支持面である。
【００５０】
各クランプローラを他方のクランプローラの方向に移動させると、事実上クランプローラの肩部を第１の部品の端縁部に押圧させることになるかもしれない。
【００５１】
本発明の好ましい実施形態では、前記クランプローラは夫々、クランプローラの前記周状肩部を介して前記クランプローラの前記前記主円周トラックに接続された第２の円周トラックを有する。
【００５２】
組み立てられるべき２つの部品を透過溶接する場合、各クランプローラの第２円周トラックは、前記部品の内の第２の部品上に有利に押圧可能であり、それは溶接ユニットの溶接装置側に見られる部品に対応する。
【００５３】
以下により明確になるように、この形態は各クランプローラによって提供される材料の閉じ込め効果を強化する。
【００５４】
一般に、本発明による溶接システムは更に、溶接ユニットによって支持される非破壊検査装置、及び／又は対抗支持部によって支持される非破壊検査装置を備えることが好ましい。
【００５５】
そのような非破壊検査装置はライン上において、溶接ビードの品質を迅速かつ自動的に管理する。
【００５６】
この場合、溶接システムは更に、溶接ユニットによって支持される補修装置を備えることが好ましい。
【００５７】
その際、非破壊検査装置は溶接方向を考慮し、上述した溶接装置と補修装置の間に配置される。
【００５８】
そのような補修装置は、非破壊検査装置によって先に作られた溶接ビードの中に欠陥が検出された場合、組み立てられるべき構成部品の溶接部の局部的再溶接を行うように設計された第２の溶接装置を備える。
【００５９】
以下により明確に示されることになるが、補修装置は欠陥検出時、溶接装置の後進の必要性を回避する。
【００６０】
加えて、溶接システムは溶接ユニットによって支持される防食処理装置、及び／又は対抗支持ユニットによって支持される防食処理装置を備えることが好ましい。
【００６１】
そのような防食処理装置は、必要に応じて溶接ビードの検査後と同ビードに対して何らかの補修をした後において、溶接ビードに防食処理を施すために使用される。
【００６２】
本発明は、上述したタイプの溶接システムを用いた透過溶接による２部品の線形溶接のための摩擦撹拌溶接（ＦＳＷ）方法に関係しており、
前記部品が重ね合わされ、
対抗支持ユニットは、互いから離れて設置されかつ前記第１の方向（又は“侵入方向”）と前記第２の方向（又は“溶接方向”）とに直交する共通の回転軸を有する２つのクランプローラを備え、前記クランプローラの夫々は前記支持面の少なくとも一部分を形成する主円周トラックを有し、
前記溶接装置の各溶接ヘッドの回転ピンは、前記部品の内の第２の部品を完全通過することにより第１の部品の中に少なくとも部分的に押し込まれ、次いで前記回転ピンは前記部品間の接触界面に沿って前記第２の方向に動かされ、以て前記回転ピンの摩擦によって生じた熱により前記部品を成す材料を局部軟化することで溶接ビードを成し、
前記対抗支持ユニットの支持面は前記第１の部品に対して押圧されると共に、前記第２方向に沿って回転ピンが移動している間は、前記溶接装置の各溶接ヘッドの回転ピンによって加えられた圧力に対抗するように前記支持面は前記接触界面に沿って前記第１の部品上を動かされる。
【００６３】
当然ながらこの方法は、上述した支持面の可動性という点と、支持面の寸法精度や組み立てられるべき部品の事前調整に求められる要件が少ないという点で、上述したシステムの長所を表している。
【００６４】
各溶接ヘッドの回転ピンは、組み立てられるべき部品間の接触界面に対し局部的に直交する回転軸を有する。
【００６５】
例えば前述した第１の部品は補強材のフランジであり、片や前述の第２の部品は例えばパネルであって、特に飛行機においては胴体パネルのようなパネルである。
【００６６】
以上説明したように、前記支持面は、その全体がクランプローラの夫々の主円周トラックによって形成されることが好ましい。
【００６７】
更に、前記支持面の前記移動は、前記第１の部品上で前記主円周トラックを転動させて各クランプローラをその回転軸周りで回転させることで実現される前記接触界面に沿う前記クランプローラの移動によって達成されることが好ましい。
【００６８】
好ましくは、クランプローラは、これらクランプローラの２つの各側壁が前記第１の部品の一部分を挟むように互いに向かって移動するように形成される。
【００６９】
従って、各クランプローラは特に、このフランジをパネルに溶接する間、夫々の主円周トラックによって補強材のフランジに支持力を加えつつ各ローラの２つの各側壁を用いて補強材のウエブを挟み込むことができる。
【００７０】
好ましくは、各クランプローラは、前記第１の部品の端縁部に対して押圧される周状肩部を有する。
【００７１】
これにより前記第１の部品を成す軟化材料が閉じ込められ、以て各溶接ヘッドや前記支持面から加えられた圧力によってこの部品が変形するのを防止することができる。
【００７２】
好ましい実施形態では、前記クランプローラは夫々、このクランプローラの前記周状肩部を介してクランプローラの前記円周トラックに接続された第２の円周トラックを有する。
【００７３】
各クランプローラの第２の円周トラックは前記第２の部品に対して押圧され、クランプローラの前記接触界面に沿った移動に伴って第２部品上を転動する。
【００７４】
これは各クランプローラの肩部によってなされる材料の閉じ込め状態の完全性を最適化する。
【００７５】
本発明の好ましい実施形態において、前記溶接システムは、溶接ユニットによって支持される非破壊検査装置、及び／又は対抗支持ユニットによって支持される非破壊検査装置を備え、各非破壊検査装置は前記溶接装置に同期した状態で移動されると共に、その各溶接ヘッドからは遅延した状態で移動され、以て前記溶接ビードを非破壊検査する。
【００７６】
従って溶接ビードの品質検査は本溶接方法それ自体に組み込まれるようにしても良く、以て自動的かつ迅速に実行されるようにしても良い。
【００７７】
非破壊検査装置は、前出の所謂“主”溶接装置と、溶接ユニットに支持された第２の所謂“補修”装置との間に配置されることが好ましい。
【００７８】
この場合、前記第２の溶接装置は前記非破壊検査装置が溶接ビード内に欠陥を見出さない限りにおいては不作動状態に保持され、非破壊検査装置が溶接ビード内欠陥を検出した時には前記第２の溶接装置は作動され、前記部品の溶接部分の局部的補修を請け負う。
【００７９】
従って、第２の溶接装置があることにより、溶接ビードを作った主溶接装置を逆方向に戻させる必要なく、溶接ビードの欠陥領域の補修が実行可能になる。
【００８０】
前記溶接システムは、溶接ユニットによって支持される防食処理装置、及び／又は対抗支持ユニットによって支持される防食処理装置を備えることが好ましい。
【００８１】
この場合、各防食処理装置は溶接ユニットに同期した状態でかつその各溶接装置に対して遅延した状態で移動し、さらに適切な場合として、溶接ユニットであれ対抗支持ユニットであれ、同じ構成要素の一部を成す非破壊検査装置に対して遅延した状態で移動し、以て溶接ビードに防食処理を施すことが好ましい。
【００８２】
適切な場合、従ってこの防食処理装は溶接ビードに対する検査や補修の後に適用される。
【００８３】
概括的に言えば、本発明による方法において注目すべきことは、突き合わせ溶接と透過溶接を同時に実行できることにある。言い換えれば、この方法は２つの隣接した部品の突き合わせ溶接を可能にする一方で、隣接した上記２部品の夫々隣り合った端部に対して第３の部品を同時溶接することができる。
【００８４】
本発明による方法の特に好ましい１つの適用例では、前記第１の部品は飛行機用補強材であり、前記第２の部品は飛行機用パネルか、或いは前記補強材が透過溶接された２つの隣接パネルからなるアセンブリである。
【００８５】
そのようなパネルは胴体パネルであっても良く、また前記補強材は周状フレームやそのような周状フレームの角張った部分であっても良い。
【００８６】
この場合、前記支持面の移動はその全体が湾曲した軌道に沿って達成される。
【００８７】
そのような周状フレームのフランジは、例えば円筒状の回転形又は回転円筒形の一部分となる。
【００８８】
この場合、前記支持面の移動は全体が、前記胴体パネルによって規定された胴体軸を中心とした円又は円弧である軌跡に沿って達成される。
【００８９】
飛行機用胴体パネルは、飛行機の外側に位置するように設計されると共に飛行中において胴体に沿って流れる相対気流によって洗浄されるべき表面として定義される外面と、その反対側に位置する内面とを提示する。上述した周状フレームは当然ながら胴体パネルの内面上に溶接される。
【００９０】
本方法が２枚の隣接した胴体パネルに周状フレームのようなものを溶接することを含むような場合、方法の終了時点で得られる結合部は“オービタル結合”として広く知られたタイプのものである。
【００９１】
或いはまた、前記補強材は“ストリンガー”として知られる縦補剛材であるかもしれない。
【００９２】
この場合、前記支持面の移動は、特に胴体パネルが飛行機のノーズコーンとテールコーンの間に位置する胴体部分の長さを対象とする場合、実質上、直線軌道に沿って行われるかもしれない。
【００９３】
更に別の代替例では、パネルは例えば飛行機の翼や尾翼のような飛行機翼面要素の空力パネルであるかもしれない。
【００９４】
この場合、関連する補強材は例えば飛行機の要素のスパーやリブであるかもしれない。
【００９５】
更に別の代替例では、パネルは飛行機のフロア部分を形成するパネルであるかもしれないし、そのような場合、補強材はそのようなフロアを支持する横材やそのようなフロアに取り付けられた座席をガイドするレールであるかもしれない。
【００９６】
更に別の代替例として、パネルは飛行機の脚エンクロージャーの一部を成すものでも良く、或いは飛行機の格納タンクの基部を成すものでも良い。
【００９７】
飛行機のための補強材とパネルを含んだこれら適用例の全てにおいて、前記溶接ビードの断面が前記補強材フランジの第１の側端縁部から反対側の第２の側端縁部へと延びることは特に好適なことであるかもしれない。
【００９８】
これにより、その溶接方法によって補強材フランジとパネルとの間に微笑空洞が生じるのを防止でき、以て方法の終わりに得られるアセンブリの最善なる結束性を確実にしつつ、これら部品の腐食のリスクを低減することできる。
【００９９】
この場合、その溶接方法は好ましくは、複数の溶接ヘッドを備えた溶接システムを使用することを含んでおり、更にこれら溶接ヘッドの夫々は回転ピンと、該回転ピンの基部へと延びる肩部とを備える。
【０１００】
好ましくは、前記溶接ヘッドの各回転ピンの全てによって形成されるフットプリントの断面は実質上、補強材のフランジの第１の側端縁部から第２の側端縁部へと延びる。
【０１０１】
“実質上”という用語は、本明細書においては、フットプリントが補強材フランジの各側端縁部から０．２ｍｍ以下の距離まで延びることを意味するものと理解されたい。
【０１０２】
“フットプリント”という用語は、前記回転ピンの回転によって生じるどんな撹拌現象とは関係なく回転ピンをこの材料の中に挿入することによって材料中に生じるであろうマークを意味するものと理解されたい。
【０１０３】
好ましくは、各回転ピンは補強材のフランジに対して、溶接ビードから遠い側のフランジ面から０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの深さまで突入する。
【０１０４】
これにより、回転ピンが対抗支持ユニットの前記支持面に接触してしまうリスクが低減する。
【０１０５】
前記複数の溶接ヘッドは、三角形に配置された３つの溶接ヘッドであることが好ましい。
【０１０６】
そのような溶接ヘッドの形態は、飛行機の補強材フランジの全幅をカバーする溶接ビードの形成に特に適している。
【０１０７】
この場合、前記複数の溶接ヘッドは、前記第２の方向又は溶接方向に直交する所定平面に関して中心を置いた２つの側方溶接ヘッドと、前記側方溶接ヘッドの夫々に対して溶接方向にオフセットされた中央溶接ヘッドを備えることが好ましい。
【０１０８】
溶接方向における中央溶接ヘッドの回転ピンの突き出しは側方溶接ヘッドの各回転ピンを遮ることが好ましい。
【０１０９】
この特徴は、一方における中央溶接ヘッドの回転ピンのフットプリントと、他方における側方溶接ヘッドの各回転ピンの各フットプリントとの間におけるある程度のオーバーラップを保証する。これは特に溶接ビードの均質性を最適化する。
【０１１０】
好ましくは、前記溶接ヘッドの内の１番目は補強材のウエブに面して位置決めされ、他の２つの溶接ヘッドは前記補強材のウエブに対してオフセットされ、前記第１の溶接ヘッドの回転ピンは他の２つの溶接ヘッドの各回転ピンほど深く前記補強材フランジに入り込まない。
【０１１１】
この形態は、補強材ウエブ近くに位置する補強材の重要構造部分へのダメージを軽減する。
【０１１２】
特に前記第１の溶接ヘッドは前記中央溶接ヘッドであるかもしれない。
【０１１３】
この形態は補強材のウエブがこの補強材のフランジに対し実質上中央にある場合、特に適合する。
【０１１４】
更に前記溶接ヘッドは、前記中央溶接ヘッドが前記側方溶接ヘッドの後方に位置するような方向で移動することが好ましい。
【０１１５】
本発明は、添付された図面を参照しながら非制限的な例の記載でしかない以下の説明を読むことにより一層容易に理解され、その詳細、利点及び特徴も明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】既に記述されたものであって、摩擦撹拌溶接技術によって突き合わせ溶接された２部品の部分的斜視図である。
【図２】既に記述されたものであって、摩擦撹拌溶接技術によって突き合わせ溶接された２部品の斜視図であり、また両部品を支持するカウンターフォームを示した図である。
【図３】既に記述されたものであって、従来の摩擦撹拌溶接技術を使って航空機胴体に固定された周状フレームの縦断面図である。
【図４】飛行機周状フレームと胴体パネルからなるアセンブリのため、本発明の好ましい実施形態による幾つかの溶接システムを備えた溶接設備の側方図である。
【図５】図４の溶接設備において、図４のＶ−Ｖ面に沿った横断面図であって、この溶接設備に属する溶接システムを示した図である。
【図６】図５の溶接システムにおいて、図５のVI−VI面に沿った部分的拡大縦断面図である。
【図７】図５のVII −VII 面に沿い、図５の部分を更に拡大した断面図である。
【図８】飛行機胴体パネルと、それに固定された２本の周状フレームの部分的斜視図であって、このパネル上での溶接ヘッドの軌道を示した図である。
【図９】本発明の別実施形態による溶接システムを備えた溶接設備の部分的側方図である。
【図１０】本発明の更なる別実施形態による溶接システムを備えた溶接設備の部分的側方図である。
【発明を実施するための形態】
【０１１７】
以上の全図面において、同じ参照番号は同一要素又は類似の要素を示している。
【０１１８】
図４は、本発明の好適実施形態に沿って飛行機胴体パネルに周状パネルを組み付けるための透過タイプの摩擦撹拌溶接方法を実施するように設計された摩擦撹拌溶接設備４０を示した概略図である。
【０１１９】
特に、この図４は５本の周状フレーム２２を示しており、各フレームは周状フレーム２２にある２つの心出し孔を通る２個の心出しピン４４によって支持部４２に固定されるが同フレームは例えば心出しピン４４と併せて作用するピンによって保持されるようにしても良い。
【０１２０】
飛行機胴体パネル２４によって形成された表皮は、各周状フレーム２２のフランジ２６の外面に当てられる。
【０１２１】
更に、４台の溶接システム４６が周状フレーム２２と胴体パネル２４を保持する支持部４２に対向するように並設される。見やすくするため、４台の溶接システム４６は周状フレーム２２に対して長手方向オフセットされた状態で示しているが、溶接設備４０の作動中は各溶接システム４６は夫々対応する周状フレーム２２に実質上対面した形で配置される。
【０１２２】
図５は図４のＶ−Ｖ面に沿った溶接設備４０断面を示しており、側方から見たこれら溶接システム４６の１つを示している。
【０１２３】
この溶接システム４６全体は溶接ユニット４８と対抗支持ユニット５０を備えており、それらは周状フレーム２２と胴体パネル２４を支持する支持部４２の両側で互いに向かい合って配置されている。
【０１２４】
溶接装置ユニット４８は、以下の説明で一層明確になるが、複数の溶接ヘッドを設けた溶接装置５４をロボットアーム５２の一端に備えたロボットの形態をとる。
【０１２５】
溶接ユニット４８は特に、溶接装置５４が周状フレーム２２に沿って図５の面内で、胴体パネル２４の接線方向である局部溶接方向５６に沿って移動できるように設計されている。
【０１２６】
溶接ユニット４８は更に、以下の説明で明確となるように、この溶接装置の溶接ヘッドの各回転ピンが胴体パネル２４と周状フレーム２２を成す材料に侵入する方向に溶接装置５４を動かせるように設計される。この侵入方向は矢印５７で示され、図５の平面と図５のVI−VI面の交点を成す線に平行である。その名が示す通り、この侵入方向５７は胴体パネル２４の外面に垂直であり、従って上述した溶接方向５６に対し直交する。
【０１２７】
対抗支持ユニット５０もまた、ロボットアーム５８を装備したロボットの形態をとる。このロボットアームの先端には、周状フレーム２２のウエブ３０の両側に２本の支持アーム６０が装着されるが、図５ではこれら支持アーム６０の内の一方だけを見ることができる。これら支持アーム６０は夫々、クランプローラ６２とガイドローラ６４を保持するが、それらは以下の説明でより明確となる。
【０１２８】
図６は、溶接設備４０を使用する摩擦撹拌溶接方法を実施するのに使われる主要な要素をより詳細に示している。
【０１２９】
図６に示すように、溶接装置５４は三角形（図６）に配置された３つの溶接ヘッドを備える。これらの溶接ヘッドは、２つの側方溶接ヘッド５４ａと中央溶接ヘッド５４ｂとして配分され、この内中央溶接ヘッドは、図７に明確に示すように、側方溶接ヘッド５４ａに対して後方（溶接方向５６に沿って定義された後方）に向けてオフセットされる。
【０１３０】
上述した３つの溶接ヘッド５４ａ、５４ｂの夫々は、溶接方向に実質上直交し、かつ胴体パネル２４の外・内面７０、７２に実質上垂直になる回転軸６８ａ、６８ｂの周りで回転する回転ピン６６ａ、６６ｂ（図６及び図７）を備える。３つの溶接ヘッド５４ａ、５４ｂは更に、対応する回転ピン６６ａ、６６ｂの基部に肩部７４ａ、７４ｂを備える。この肩部７４ａ、７４ｂは、それ自体既知の方法により、対応する回転ピン６６ａ、６６ｂの回転方向と同じ方向又は逆の方向に回転可能であるか固定された状態にある。各回転ピン６６ａ、６６ｂは、各回転ピンの断面が回転ピンの自由端への方向に、言い換えれば対応肩部７４ａ、７４ｂとは反対側に向かって減少するように、全体的に先細の形状を有する。各回転ピンについて最大径Ｄmax（図７）は、ピン断面が最も広くなる所でのピン断面径として定義され、それは対応する肩部７４ａ、７４ｂと隣接する回転ピン基部に位置する。
【０１３１】
当然ながら溶接ユニット４８は回転ピン６６ａ、６６ｂを回転させる駆動モータ手段であって、場合によっては肩部７４ａ、７４ｂを回転させる駆動モータ手段を備える。
【０１３２】
上述した溶接ヘッドの各肩部７４ａ、７４ｂは同じ平面内に延びる。従って、これらの肩部７４ａ、７４ｂは、図６及び図７に示すように、胴体パネル２４の外面７０に同時に押されるかもしれない。
【０１３３】
側方の溶接ヘッド５４ａの各回転ピン６６ａは、胴体パネル２４と周状フレーム２２のフランジ２６の累計厚さよりも僅かに小さい高さを持つ。これらの回転ピン６６ａの高さと胴体パネル２４とフランジ２６の累計厚さとの差は通常、１０分の何ミリのオーダであって、好ましくは０．２〜０．５ｍｍの範囲にある。回転ピンの“高さ”という用語は当然ながら回転軸に沿ったピンの長さを指している。
【０１３４】
更に、中央の溶接ヘッド５４ｂの回転ピン６６ｂは側方溶接ヘッド５４ａの各回転ピン６６ａのそれよりも高さが小さいが、その高さは胴体パネル２４の厚さよりも大きい。片や回転ピン６６ｂの高さと他方、回転ピン６６ａの高さの差は通常、１０分の何ミリのオーダであって、好ましくは０．２〜０．５ｍｍの範囲にある。
【０１３５】
大まかに言えば、３本の回転ピン６６ａ、６６ｂは、中央溶接ヘッド５４ｂの回転ピン６６ｂの突出が側方溶接ヘッド５４ａの前記各回転ピン６６ａの各回転軸６８ａを後者の方向に通る平面Ｐ（図７）に垂直であって、これら後者の回転ピン６６ａを遮るように配置される（図６）。更に、３本の回転ピン６６ａ、６６ｂによって形成されるアセンブリの幅は周状フレーム２２のフランジ２６の幅と実質上等しい。これにより、以下の説明でより明らかになるように、溶接ユニットを用いて得られる溶接ビードが上述したフランジ２６の全幅を確実にカバーすることができる。
【０１３６】
図６は更に、支持アーム６０によって支持されるクランプローラ６２とガイドローラ６４を備える支持アーム６０の端部分を示している。
【０１３７】
各クランプローラ６２は、ローラの幾何学的回転用軸でもある回転軸７６の周りで対応支持アーム６０上で回転するように取り付けられる。
【０１３８】
クランプローラ６２は周状フレーム２２のウエブ３０の２側部に対して夫々当てられるように設計された夫々の側壁７８を有する。このようにして周状フレーム２２のウエブ３０は、図６に示すようにクランプローラ６２の夫々の側壁７８の間に差し挟まれるかもしれない。この目的達成のため、対抗支持ユニット５０のロボットアーム５８は、各支持アーム６０を他方の支持アーム６０に向かって動かし、以て前記クランプローラ６２を互いに対して動かすことができる支持アーム６０作動手段を備える。
【０１３９】
図６に示すように、各クランプローラ６２は更に回転軸７６の周りを周回する円筒形の主円周トラック８０を有し、その軌道はクランプローラ６２の側壁７８から延びかつ周状フレーム２２のフランジ２６の内面に対して押圧されるように設計される。
【０１４０】
各クランプローラ６２の側壁７８は、周状フレーム２２のウエブ３０の対応側部を同フレームのフランジ２６に接続する湾曲面に対し適合するように設計された湾曲円周部分８１によって対応する主円周トラック８０に接続される。
【０１４１】
２つのクランプローラ６２の各主円周トラック８０は組み合わされた状態で、本発明に属する専門用語において、周状フレーム２２のフランジ２６の支持面を形成する。
【０１４２】
更に各クランプローラ６２は、同ローラの側壁７８に対向する側でクランプローラの主円周トラック８０の一端を成す周状肩部８２を有する。この周状肩部８２はローラの側壁７８に対向する側にあるクランプローラ６２の端面８５へと延びるクランプローラの第２の円周トラック８４に接続される。第２円周トラック８４は、図６に示すように胴体パネル２４の内面７２に実質上接触することを目的としている。この目的を達成するため、各クランプローラ６２の周状肩部８２は、周状フレーム２２のフランジ２６の厚さに実質上等しい幅を有する。
【０１４３】
尚、各クランプローラの主円周トラック８０と第２円周トラック８４は円筒形状でも先細形状でも良い。
【０１４４】
加えてクランプローラ６２は冷却装置を備える。即ち、これらのクランプローラの夫々はクランプローラ７６の軸線７６を中心とした実質的に環状の流路Ｃ１を備え、入口流路Ｃ２に接続された端部と出口流路（図示せず）に接続された反対側の端部とを有する。前記入口流路と出口流路は、クランプローラの端面８５上で開口し、対応支持アーム６０内に配されると共に、熱伝導流体を冷却するために使用される熱交換器に接続された供給パイプＣ３と出口パイプ（図示せず）に夫々接続される。
【０１４５】
更に、対応クランプローラ６２の回転軸７６に直交する各回転軸８６の周りで回転可能なように各ガイドローラ６４が取り付けられる。
【０１４６】
各ガイドローラ６４は、円筒形でかつガイドローラ６４の回転軸８６の周りで旋回する円周ガイドトラック８８を有し、同ガイドトラックは周状フレーム２２のフランジ３０の対応面に対して押圧されるように設計される。
【０１４７】
溶接設備４０の溶接システム４６の一つを用いて周状フレーム２２を胴体パネル２４に溶接するために用いられる摩擦撹拌溶接方法について、図５〜図８を参照して以下更に詳細に説明することにする。
【０１４８】
この方法は、まず第１に溶接システム４６の溶接ユニット４８と対抗支持ユニット５０を周状フレーム２２に対面するように予め位置決めすることを含んでいる。必要ならばこの予備位置決めは溶接設備４０の溶接システム４６を移動すること、及び／又は周状フレーム２２と胴体パネル２４を支持する支持部４２を移動することによって達成されるかもしれない。
【０１４９】
その方法は次に、周状フレーム２２のフランジ２６に垂直に３個の溶接ヘッド５４ａ、５４ｂの各回転ピン６６ａ、６６ｂを位置決めすることを含む。３個の回転ピン６６ａ、６６ｂのレイアウトのせいで、これら３個の回転ピン６６ａ、６６ｂから成るアセンブリの侵入方向５７への突き出しは実質上、前記フランジ２６の全幅を封じる。この位置決めは溶接ユニット４８のロボットアーム５２の作動によってなされるようにしても良い。
【０１５０】
その方法は、次いで、回転ピン６６ａ、６６ｂの自由端を胴体パネル２４の外面に接触させるように溶接ユニット４８、とりわけロボットアーム５２を作動することを含む。
【０１５１】
その方法は、また、各クランプローラ６２の側壁７８が周状フレーム２２のウエブ３０に対して押圧されかつ各クランプローラ６２の主円周トラック８０が周状フレーム２２のフランジ２６に対して押圧されるように対抗支持ユニット５０の各クランプローラ６２を位置決めすることを含む。特に、各クランプローラ６２は、その回転軸７６が局部的に胴体パネル２４と平行であってかつ溶接方向５６と侵入方向５７に直交するように位置決めされる。クランプローラ６２の位置決めは、対抗支持ユニット５０、とりわけロボットアーム５８を作動することによってなされるようにしても良い。
【０１５２】
図６に示したクランプローラ６２のこの位置において、各クランプローラ６２の回転軸７６は周状フレーム２２のウエブ３０に対して直交する一方、各ガイドローラ６４の回転軸８６は上述したウエブ３０に平行である。更に、各クランプローラ６２の周状肩部８２は周状フレーム２２のフランジ２６の側縁に対して押圧され（図６）、各ガイドローラ６４の円周トラック８８は周状フレーム２２のウエブ３０に対して押圧される。
【０１５３】
大まかに言えば、クランプローラ６２は更に溶接装置５４に対面配置される。図示された例では、クランプローラ６２の位置決めは、各クランプローラ６２が側方の溶接ヘッド５４ａ（図６及び図７）の一方の回転ピン６６ａの回転軸６８ａによって遮られるようになされる。より詳しく言えば、各クランプローラ６２の回転軸７６は対応する回転ピン６６ａの回転軸６８ａに対して僅かに前方にオフセットされることで、前記クランプローラの回転軸６８ａに平行な各クランプローラ６２の回転軸７６の突き出しはそれでもなお前記クランプローラを遮る。
【０１５４】
その方法は、回転ピン６６ａ、６６ｂを回転させることと、適切な場合、連携する肩部７４ａ、７４ｂを回転させること、次いで回転ピンを胴体パネル２４を成す材料の中に挿入すると共に周状フレーム２２のフランジ２６を成す材料へ挿入することを含んでいる。この挿入は、既知の摩擦撹拌溶接原理に従い、材料を局部的に軟化することにより可能となり、回転ピンの摩擦によって起こる。
【０１５５】
次いでその方法は、溶接ユニット４８、とりわけロボットアーム５２を作動させて、溶接ヘッド５４ａ、５４ｂが周状フレーム２２に沿って移動し、好ましくは回転ピン６６ａ、６６ｂが周状フレーム２２のフランジ２６全体を覆うようにする。
【０１５６】
溶接ヘッド５４ａ、５４ｂの移動時、回転ピン６６ａ、６６ｂの急速回転は、これら回転ピン夫々の周りに、胴体パネル２４やフランジ２６を成す局部的軟化材料の撹拌を生み出す。３本の回転ピン６６ａ、６６ｂのレイアウトにより、撹拌された材料領域は一方の側縁３２ａから前記フランジ２６の他方３２ｂへと延びる。図示された例では、これら全ての回転ピン６８ａ、６８ｂのフットプリントは、断面において、溶接ヘッド５４ａ、５４ｂの移動の際の上述したフランジ２６全体をカバーする。これは、そのフットプリントがフランジ２６の一方の側縁３２ａから他方３２ｂへと延びていること意味している。ここで“フットプリント”という用語は、前記ピンの回転によって生じる如何なる撹拌現象とは無関係に、回転ピン６６ａ、６６ｂをこの材料の中に挿入することで材料に生じる痕跡を意味するものと理解されたい。
【０１５７】
加えて、更に溶接ヘッド５４ａ、５４ｂの移動時は、上述したように中央溶接ヘッド５４ｂの回転ピン６６ｂの制限された高さのせいで、この後者の回転ピン６６ｂは、クランプローラ６２の夫々湾曲した周状部分８１と夫々接触状態にあってかつ周状フレーム２２のウエブ３０の面をフレームのフランジ２６に接続する周状フレーム２２の湾曲面に到達しない。従って、周状フレーム２２のこれら湾曲面の完全性は保持することができる。
【０１５８】
更に、上述したようにこれら回転ピン６６ａの制限された高さのせいで、側方の溶接ヘッド５４ａの各回転ピン６６ａはクランプローラ６２の夫々の主円周トラック８０に到達しない。
【０１５９】
それと同時に、対抗支持ユニット５０は、周状フレーム２２のフランジ２６の内面上、及び胴体パネル２４の内面７２上でクランプローラ６２が転動を達成するように作動されると共に、溶接装置５４の動作に同期した状態では、図７に示すようにクランプローラ６２が溶接ヘッド５４ａ、５４ｂの各回転ピン６６ａ、６６ｂのアセンブリによって与えられた圧力に実質上対抗する支持部を連続して発揮するように作動される。
【０１６０】
更にクランプローラ６２は、周状フレーム２２のフランジ２６の一部に対して適合することで軟化した材料の閉じ込めと確認に一役買っている。各クランプローラ６２の周状肩部８２は、特に、前記フランジ２６の夫々の側で材料を保持するのに使われる。
【０１６１】
クランプローラ６２の運動と相まって、ガイドローラ６４は夫々、周状フレーム２２のウエブ３０の両面上を転動し、以て胴体パネル２４に対する周状フレーム２２の心出しに寄与する。
【０１６２】
溶接方法の終わりに、冷却後、先に撹拌された材料はその剛性を取り戻し、周状フレーム２２のフランジ２６と胴体パネル２４を完全結束状態にする溶接ビード９０（図８）を形成する。この溶接ビード９０は先に撹拌された材料の領域に対応しており、従って周状フレーム２２のフランジ２６の全体幅をカバーする。
【０１６３】
上述した方法は装備４０における１つの溶接システム４６の仕事に対応している。当然ながら他の溶接システム４６も同じ処理を並行して実施可能である。
【０１６４】
上述した方法は隣接した２枚の胴体パネルへの周状フレームの同時溶接にも適用することを留意されたい。この場合、方法は、２枚の隣接パネルの突き合わせ溶接と前記パネルの隣接した端部への周状フレームの透過溶接とを合同で実行する。
【０１６５】
図９は本発明の別実施形態による溶接システム４６を示しており、溶接ユニット４８は更に、非破壊検査装置９２と防食処理装置９４を備え、それらはロボットアーム５２によって支持され、各々が従来型であり得る上記システムを示している。非破壊検査装置９２は例えば超音波検査装置である。
【０１６６】
本溶接法を実行している間では、溶接装置は、非破壊検査装置９２が溶接装置５４に対して遅延するような状態、即ち溶接装置の後方に配置され、防食処理装置９４が非破壊検査装置９２に対して遅延するような状態、即ち非破壊検査装置の後方に配置され、以て溶接方向５６が可能になるように位置決めされる。
【０１６７】
このようにして非破壊検査装置９２は溶接ビード９０が形成された直後において、その品質を自動的に検査するために使用される。
【０１６８】
欠陥が検出された場合、溶接法はその際に溶接装置５４の逆動作を含み、その後溶接のやり直しが溶接ビード９０の欠陥域からスタートする。
【０１６９】
更に防食処理装置９４は、後者による品質検査直後において欠陥が無かった場合、溶接ヘッド９０において胴体パネル２４の外面上に防食処理を施すために使用することができる。
【０１７０】
これに代わるか、或いは補足的な形で非破壊検査装置及び／又は防食処理装置を対抗支持ユニット５０のロボットアーム５８に取り付け、周状フレーム２２のフランジ２６に作用するようにしても良い。
【０１７１】
加えて、図９の例はクランプローラとガイドローラのもう１つの形態を示している。
【０１７２】
実際において、図９の対抗支持ユニット５０は上述した２個のクランプローラ６２だけでなくクランプローラ６２の後方に配置された２個の追加クランプローラ９６をも備え、後者と同様に溶接方向５６を可能としている。これらの追加クランプローラ９６もまた、周状フレーム２２のフランジ２６の内面に対して押圧される。
【０１７３】
対抗支持ユニット５０は２個のガイドローラ６４’を備え、その回転軸８６’はクランプローラ６２、９６の各回転軸７６、７６’に平行になっている。これらのガイドローラ６４’は周状フレーム２２のランナ９８の内面に対して押圧される。尚、このランナ９８は図６及び図８でより明確に見ることができる。
【０１７４】
更に、図１０に示した本発明の別実施形態では、溶接ユニット４８は、好ましくは上述した溶接装置５４と同様でありながらも非破壊検査装置９２と防食処理装置９４との間に配置される第２の溶接装置１００によって形成される修復装置を更に備える。
【０１７５】
この第２溶接装置１００は非破壊検査装置９２が何らかの欠陥を検出しない限りにおいては不作動状態に保持され、欠陥検出を受けて作動状態となる。この場合、方法はその際、第２溶接装置１００による溶接ビード９０の欠陥領域における溶接の再処理を含む。欠陥領域のこの再処理の終わったところで、方法は普通に溶接装置５４を使用し続ける。
【０１７６】
従って第２溶接装置１００は、非破壊検査装置９２によって欠陥が溶接ビード９０内に検出された場合、溶接装置５４のどんな逆動作も回避する。このことは溶接処理をさらに迅速なものにする。
【０１７７】
前述の説明では、本発明による溶接方法と本方法を実行可能にする設備の例が、飛行機胴体パネルへの周状フレームの溶接に関係するものことに限って説明された。
【０１７８】
本発明は他の部品の溶接に対しても、特に縦補剛材やスパーや横材の溶接に対しても適用できることに留意されたい。
【図１】
2014050884.tif 000003
【図２】
2014050884.tif 000004
【図３】
2014050884.tif 000005
【図４】
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【図５】
2014050884.tif 000007
【図６】
2014050884.tif 000008
【図７】
2014050884.tif 000009
【図８】
2014050884.tif 000010
【図９】
2014050884.tif 000011
【図１０】
2014050884.tif 000012
【外国語明細書】
2014050884000001.pdf