(57)【要約】【課題】１本（１個）当たりの処理時間(加工時間)の短縮を図ることができて、生産性（生産能力）に優れた溶接装置および溶接方法を提供する。【解決手段】真空雰囲気の第１ポジションで、第１部材の接合面と第２部材の接合面との突き合わせ部に予熱用ビームを照射して予熱を付与する。真空雰囲気の第２ポジションで、第１ポジションにて予熱が付与された第１部材と第２部材の突き合わせ部に溶接用ビームを照射して接合する。真空雰囲気の第２ポジションで、溶接用ビームを照射する溶接工程終了後の第１部材と第２部材の接合部に後熱用ビームを照射してその接合部に後熱を付与する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中炭素鋼からなる第１部材と中炭素鋼からなる第２部材とを、各接合面同士をビーム溶接にて接合する溶接装置であって、
第１部材の接合面と第２部材の接合面とを突き合わせた状態で、その突き合わせ部に予熱用ビームを照射して予熱を付与する第１ポジションと、
第１ポジションにて予熱が付与された第１部材と第２部材の突き合わせ部に溶接用ビームを照射して接合し、かつ、その接合部に後熱用ビームを照射してその接合部に後熱を付与する第２ポジションとを設けたことを特徴とする溶接装置。
【請求項２】
第１ポジション及び第２ポジションは真空室に設けられ、各ポジションにはそれぞれ電子ビームを照射する電子銃が配置されることを特徴とする請求項１に記載の溶接装置。
【請求項３】
中炭素鋼からなる第１部材と中炭素鋼からなる第２部材とを、各接合面同士をビーム溶接にて接合する溶接方法であって、
真空雰囲気の第１ポジションで、第１部材の接合面と第２部材の接合面とを突き合わせ、その突き合わせ部に予熱用ビームを照射して予熱を付与する予熱工程と、
真空雰囲気の第２ポジションで、第１ポジションにて予熱が付与された第１部材と第２部材の突き合わせ部に溶接用ビームを照射して接合する溶接工程と、
真空雰囲気の第２ポジションで、溶接用ビームを照射する溶接工程終了後の第１部材と第２部材の接合部に後熱用ビームを照射してその接合部に後熱を付与する後熱工程とを備えたことを特徴とする溶接方法。
【請求項４】
予熱工程にて予熱された第１部材と第２部材とを第２ポジションへ移送する間に、他の第１部材及び他の第２部材が真空雰囲気の第１ポジションに搬入され、前記溶接工程及び後熱工程中に、前記他の第１部材及び他の第２部材が第１ポジションにて予熱を付与されることを特徴とする請求項３に記載の溶接方法。
【請求項５】
予熱工程前、前記第１ポジション及び第２ポジションを真空雰囲気とする真空引き工程を備えることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の溶接方法。
【請求項６】
後熱工程後に、接合部を徐冷する徐冷工程を備えることを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の溶接方法。
【請求項７】
徐冷工程中に、他の第１部材及び他の第２部材に対して、溶接工程及び後熱工程を行うことを特徴とする請求項６に記載の溶接方法。
【請求項８】
前記第１部材が、トルク伝達要素が転動するトラック溝を内周に有するカップ部を形成するカップ部材であり、前記第２部材が、前記カップ部の底部に連設される軸部を形成する軸部材であり、カップ部材と軸部材とが接合一体化されて等速自在継手の外側継手部材を形成することを特徴することを特徴とする請求項３〜請求項７のいずれか１項に記載の溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接装置および溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
部材を接合する場合、例えば、電子ビーム溶接等の接合手段を用いる場合がある。電子ビーム溶接は、真空中でフィラメント（陰極）を加熱して、放出した電子を高電圧で加速し、電磁コイル（集束コイル等）で集束し、被溶接部に衝突させ、電子ビームの運動エネルギーを熱エネルギーに変換して溶接する方法である。
【０００３】
すなわち、電子ビーム溶接は、真空中で行うため、ブローホール等の溶接欠陥の発生を抑制することができ、レーザ溶接に比べ、高品質な溶接が可能である。またレーザに比べ、電力を電子ビームに変換する際の効率が高く、被溶接物に照射した際に、エネルギーを熱変換する効率も非常に高いという特徴を有している。
【０００４】
ところで、自動車や各種産業機械の動力伝達系を構成する等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸をトルク伝達可能に連結すると共に、前記二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達することができる。等速自在継手は、角度変位のみを許容する固定式等速自在継手と、角度変位および軸方向変位の両方を許容する摺動式等速自在継手とに大別され、例えば、自動車のエンジンから駆動車輪に動力を伝達するドライブシャフトにおいては、デフ側（インボード側）に摺動式等速自在継手が使用され、駆動車輪側（アウトボード側）には固定式等速自在継手が使用される。
【０００５】
摺動式又は固定式を問わず、等速自在継手は主要な構成部材として、一般的には、内周面にトルク伝達要素が係合するトラック溝を形成したカップ部と、このカップ部の底部から軸方向に延びた軸部とを有する外側継手部材を備えている。
【０００６】
そこで、近年では、この種の外側継手部材において、カップ部と軸部とを電子ビーム溶接にて接合するものがある（特許文献１）。しかしながら、等速自在継手の外側継手部材は一般的には中炭素鋼が用いられ、外側継手部材に用いられる中炭素鋼では、炭素量が多いため、そのまま溶接すると溶接金属、熱影響部が著しく硬化し割れやすいことから、一般に予熱を行い、溶接後の冷却速度を遅くなるようにしている。
【０００７】
予熱の方法として、例えばレーザ溶接では高周波による短時間加熱を用いて予熱をしているが、真空中で行う電子ビーム溶接では、高周波加熱装置の設置が困難な為、電子ビームでの予熱を行う必要があり、レーザに比べ、溶接に時間がかかるため、生産能力が低い。
【０００８】
また、従来には、予熱をすることによって接合部に入熱し、溶接後に、後熱する方法が提案されている。このように、予熱に加えて後熱を採用することにより、後熱では、溶接時の入熱を活用することができ、少ない予熱時間でも、所要の入熱量を確保することができ、予熱のみの場合に比べて全体として溶接サイクルタイムを短縮できるというものである。
【０００９】
すなわち、電子ビーム溶接を行う溶接装置では、図７と図８に示すように、加工室１内にワークＷ（外側継手部材のカップ部を構成するカップ部材２と、この部材に接合される軸部材３とからなるワーク）を２個投入（搬入）し、順次これらのワークＷに溶接を行うことになる。このため、加工室１には、電子ビーム溶接を行うための電子銃５が付設されている。
【００１０】
このような溶接装置では、図９に示すように、１本目と２本目のワークＷを加工室１内
に投入し、この加工室１を真空状態とする。すなわち、この加工室１には図示省略の真空装置が付設されている。このため、真空装置の真空ポンプの駆動によって、この加工室１が真空引きされ、加工室１を真空状態（真空雰囲気）とする。
【００１１】
また、加工室１には、溶接ポジションと待機ポジションとがあり、まず、溶接ポジションに配置される１本目のワークＷに対して、予熱→溶接（接合）→後熱の溶接工程が行われる。この溶接工程中においては、２本目のワークＷは、待機ポジションで待機している。そして、溶接工程の終了後は、ワークＷのポジションの入れ替えを行う。すなわち、溶接工程を終了した１本目のワークＷを待機ポジションに配置するとともに、溶接工程を終了していない２本目のワークＷを溶接ポジションに配置する。
【００１２】
その後は、２本目のワークＷに対して、予熱→溶接→後熱の溶接工程が行われる。この溶接工程中においては、１本目のワークＷは、待機ポジションで待機している。これによって、加工室１へ投入された２本のワークＷの溶接作業が終了し、加工室１から２本のワークＷの搬出作業を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１５−１９４２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
図９に示すような溶接方法（接合方法）では、一方のワークＷに対して溶接工程を行っている間、他方のワークＷは待機する状態となる。このため、無駄な作業時間が生じることになり、レーザ溶接に比べて全体の作業時間が大となり、生産性に優れているとは言えない。
【００１５】
そこで、本発明では、１本（１個）当たりの処理時間（加工時間）の短縮を図ることができて、生産性（生産能力）に優れた溶接装置および溶接方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の溶接装置は、中炭素鋼からなる第１部材と中炭素鋼からなる第２部材とを、各接合面同士をビーム溶接にて接合する溶接装置であって、第１部材の接合面と第２部材の接合面とを突き合わせた状態で、その突き合わせ部に予熱用ビームを照射して予熱を付与する第１ポジションと、第１ポジションにて予熱が付与された第１部材と第２部材の突き合わせ部に溶接用ビームを照射して接合し、かつ、その接合部に後熱用ビームを照射してその接合部に後熱を付与する第２ポジションとを設けたものである。
【００１７】
本発明の溶接装置によれば、一つのワーク（第１部材と第２部材）に対しては、第１ポジションで予熱を付与した後、第２ポジションで溶接された後、後熱を付与することができ、このワークに対する待機する工程を有さない。また、一つのワーク（第１部材と第２部材）に対しては、第１ポジションで予熱を付与した後は、このワークが第２ポジションで、溶接用ビームを照射して接合し、かつ、その接合部に後熱用ビームを照射する後熱を付することができるので、一つのワークが第２ポジションへ移送した状態では、第１ポジションは空の状態となる。このため、他のワークをこの第１ポジションへ搬入することができる。このように、他のワークを第１ポジションへ搬入すれば、このワークに対して、予熱→溶接→後熱工程を施すことができる。すなわち、各ポジションでの各工程を待機工程を設けることなく、順次行うことができる。
【００１８】
第１ポジション及び第２ポジションは真空室に設けられ、各ポジションにはそれぞれ電子ビームを照射する電子銃が配置されるようにするのが好ましい。このように設定することによって、第１ポジションでの予熱付与を、この第１ポジションの電子銃を介して行うことができる。第２ポジションでの溶接及び後熱の付与を、第２ポジションの電子銃を介して行うことができる。
【００１９】
本発明の溶接方法は、中炭素鋼からなる第１部材と中炭素鋼からなる第２部材とを、各接合面同士をビーム溶接にて接合する溶接方法であって、真空雰囲気の第１ポジションで、第１部材の接合面と第２部材の接合面とを突き合わせ、その突き合わせ部に予熱用ビームを照射して予熱を付与する予熱工程と、真空雰囲気の第２ポジションで、第１ポジションにて予熱が付与された第１部材と第２部材の突き合わせ部に溶接用ビームを照射して接合する溶接工程と、真空雰囲気の第２ポジションで、溶接用ビームを照射する溶接工程終了後の第１部材と第２部材の接合部に後熱用ビームを照射してその接合部に後熱を付与する後熱工程とを備えたものである。
【００２０】
本発明の溶接方法によれば、ワーク（第１部材と第２部材）を第１ポジションで突き合わせ部に予熱用ビームを照射して予熱を付与する予熱工程を施すことができる。また、この第１ポジションから予熱が付与されたワークを第２ポジションへ移送することができる。第２ポジションでは、予熱が付与されたワークに対して溶接用ビームを照射する溶接工程と、溶接工程終了後のワークに後熱用ビームを照射して後熱を付与する後熱工程を施すことができる。
【００２１】
予熱工程にて予熱が付与された第１部材と第２部材とを第２ポジションへ移送する間に、他の第１部材及び第２部材が真空雰囲気の第１ポジションに搬入され、前記溶接工程及び後熱工程中に、前記他の第１部材及び第２部材が第１ポジションにて予熱を付与されるようにできる。
【００２２】
予熱工程前、前記第１ポジション及び第２ポジションを真空雰囲気とする真空引き工程を備えるのが好ましい。予熱工程前に真空引き工程を有するものでは、各ポジションで、真空雰囲気で各工程行うことができる。
【００２３】
後熱工程後に、接合部を徐冷する徐冷工程を備えるものであってもよい。徐冷すれば結晶化度が高くなる利点がある。
【００２４】
徐冷工程中に、他の第１部材及び第２部材に対して、溶接工程及び後熱工程を行うように設定できる。このように設定することによって、一のワーク（第１部材及び第２部材）を予熱→溶接→後熱→徐冷工程を順次行う間に、他のワーク（第１部材及び第２部材）に対して、搬入→予熱→溶接→後熱工程を順次行うことができる。
【００２５】
前記第１部材が、トルク伝達要素が転動するトラック溝を内周に有するカップ部を形成するカップ部材であり、前記第２部材が、前記カップ部の底部に連設される軸部を形成する軸部材であり、カップ部材と軸部材とが接合一体化されて等速自在継手の外側継手部材を構成することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明では、第１ポジションに順次ワークを搬入すれば、このワークに対して順次予熱→溶接→後熱を行うことができ、各ポジションでの各工程に待機工程を設けることなく、生産性の向上を図ることができる。しかも、電子ビーム溶接の特有の利点を生かすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の溶接装置の簡略図である。
【図２】本発明の溶接方法の簡略工程図である。
【図３】図１の溶接装置を用いた溶接方法の工程図である。
【図４】本発明に係る溶接方法で溶接一体化された等速自在継手の外側継手部材の要部断面で示す側面図である。
【図５】図４に示す等速自在継手のカップ部を形成するカップ部材の断面図である。
【図６】図４に示す等速自在継手の軸部を形成する軸部材の一部断面で示す側面図である。
【図７】従来の溶接装置の簡略断面平面図である。
【図８】従来の溶接装置の簡略断面側面図である。
【図９】従来の溶接方法の工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１は本発明に係る溶接装置を示している。この溶接装置は、加工室１０と、この加工室１０の上流側に配置される第１予備室１１と、この加工室１０の下流側に配置される第２予備室１２とを備える。また、加工室１０には、第１電子銃１３と第２電子銃１４とが付設される。第１予備室１１と加工室１０と第２予備室１２とで処理室が形成され、この処理室には、図示省略の真空装置が付設される。
【００２９】
加工室１０は、第１ポジション（予熱ポジション）１６と、第２ポジション（溶接・後熱ポジション）１７と、徐冷ポジション１８とを備える。第１予備室１１には、その上流側に投入扉２０が配置され、その下流側に上流側加工室扉２１が配置されている。また、第２予備室１２には、その上流側に下流側加工室扉２２が配置され、下流側に排出扉２３が配置されている。このため、加工室１０と第１予備室１１とが上流側加工室扉２１にて仕切られ、加工室１０と第２予備室１２とが下流側加工室扉２２にて仕切られる。
【００３０】
第１電子銃１３は予熱ポジション１６に付設され、第２電子銃１４は溶接・後熱ポジション１７に付設されている。各電子銃１３，１４は、カソード（陰極）、ウェーネルト電極（グリッド）、及びアノード（陽極）等を備える電子が電子銃内のカソードから熱電子として取り出され，筒状のアノードで加速される。ビーム電流はフィラメントとアノードの中間に設けられたウェーネルト電極の電圧によって制御される。すなわち、電子銃の中で電子が加速され、電子ビーム溶接では、この電子が母材に照射されると表面のごく短い距離を透過した後結晶格子電子や電子に衝突してエネルギーを失い、この課程で、電子銃から出た電子のエネルギーは母材中の電子に伝えられ、最終的に格子電子の振動を増すため母材は加熱される。
【００３１】
ところで、この図１に示す溶接装置にて溶接(接合)されるワークＷは、中炭素鋼からなる第１部材２４と中炭素鋼からなる第２部材２５とであり、第１部材２４が、図４と図５に示すように、トルク伝達要素が転動するトラック溝２６を内周に有するカップ部２７を形成するカップ部材２８であり、前記第２部材２５が、図４と図６に示すように、前記カップ部２７の底部に連設される軸部２９を形成する軸部材３０である。すなわち、カップ部材２８と軸部材３０とが接合一体化されて等速自在継手の外側継手部材４０となる。この図例の外側継手部材４０はダブルオフセットタイプの摺動式等速自在継手に用いられる。なお、図４において、４１が後述するように、接合部（溶接部）を示している。
【００３２】
カップ部材２８の底壁２９ａには短軸部３１が形成され、この短軸部３１の端面には、凹窪部３２が設けられ、この短軸部３１の端面に円環状の接合面Ｓ１が形成される。なお、カップ部材２８の底壁２９ａには通気孔３４が設けられている。また、軸部材３０のカップ部材２８側の端面には、凹窪部３３が設けられ、この軸部材３０の端面に円環状の接合面Ｓ２が形成される。なお、接合面Ｓ１の外径寸法Ａと接合面Ｓ２の外径寸法Ｃとが同一に設定されるが、接合面Ｓ１の内径寸法Ｂと接合面Ｓ２の内径寸法Ｄとは同一であっても、相違するものであってもよい。すなわち、接合面Ｓ１の内径寸法Ｂと接合面Ｓ２の内径寸法Ｄが相違する場合、接合面Ｓ１の内径寸法Ｂが接合面Ｓ２の内径寸法Ｄよりも大きいものであっても、逆に接合面Ｓ２の内径寸法Ｄが接合面Ｓ１の内径寸法Ｂよりも大きいものであってもよい。
【００３３】
図１に示すように、このワークＷ（第１部材２４であるカップ部材２８及び第２部材２５である軸部材３０）は、図示省略の搬送手段にて第１予備室１１へ搬入される。搬送手段としては、コンベア機構やリニアガイド機構等の公知公用の機構を用いることができる。第１予備室１１は大気圧状態にあるワークＷを搬送後に真空引きする部屋であり、常時真空状態である加工室１０へワークＷを搬送する際に加工室１０内の真空度を保つために備えられている。
【００３４】
第１予備室１１から前記ワークＷが予熱ポジション１６へ図示省略の搬送手段にて搬送される。搬送手段としては、リニアガイド機構等の公知公用の機構を用いることができる。この場合、図示省略するが、予熱ポジション１６では、第１部材２４と第２部材２５とを受ける受け台が設けられ、センタにより第１部材２４をセンタリングした状態で、チャックにより第１部材２４をつかみ、回転装置によって回転運動を与えることができる。また、第１部材２４と第２部材２５は、軸方向に沿って相対的に接近・離間する。
【００３５】
また、予熱ポジション１６から溶接・後熱ポジション１７へ図示省略の搬送手段にてワークＷ（第１部材２４と第２部材２５）が搬送される。搬送手段としては、リニアガイド機構等の公知公用の機構を用いることができる。この溶接・後熱ポジション１７においても、第１部材２４と第２部材２５とを受ける受け台が設けられ、センタにより第１部材２４をセンタリングした状態で、チャックにより第１部材２４をつかみ、回転装置によって回転運動を与えることができる。また、第１部材２４（カップ部材２８）と第２部材２５(軸部材３０)は、軸方向に沿って相対的に接近・離間する。
【００３６】
溶接・後熱ポジション１７から徐冷ポジション１８へも図示省略の搬送手段にてワークＷ（第１部材２４と第２部材２５）が搬送される。この搬送手段としても、リニアガイド機構等の公知公用の機構を用いることができる。徐冷ポジション１８においても第１部材２４と第２部材２５とを受ける受け台が設けられる。そして、この徐冷としては、例えば、空冷を用いることができる。
【００３７】
徐冷ポジション１８から第２予備室１２へは、図示省略の搬送手段にてワークＷ（第１部材２４と第２部材２５）が搬送される。この搬送手段としても、リニアガイド機構等の公知公用の機構を用いることができる。また、第２予備室１２から処理室外へも、リニアガイド機構等の公知公用の機構の搬送手段にて搬出することができる。第２予備室１２はワークＷを真空状態から大気圧環境下に戻す部屋であり、常時真空状態である加工室１０からワークＷを搬送する際に加工室１０内の真空度を保つために備えられている。
【００３８】
投入扉２０、上流側加工室扉２１、下流側加工室扉２２、及び排出扉２３はそれぞれ自動又は外部からのスイッチ操作で開閉する扉であり、閉状態においては密封機能が発揮され、少なくとも、加工室１０での加工中においては真空状態が維持されればよい。
【００３９】
次に前記のように構成された溶接装置を用いる溶接方法は、図２に示す工程を備える。すなわち、真空雰囲気の第１ポジション（予熱ポジション１６）で、第１部材２４の接合面Ｓ１と第２部材２５の接合面Ｓ２とを突き合わせ、その突き合わせ部に予熱用ビームを照射して予熱を付与する予熱工程５０と、真空雰囲気の第２ポジション(前記溶接・後熱ポジション１７)で、第１ポジション１６にて予熱が付与された第１部材２４と第２部材２５の突き合わせ部に溶接用ビームを照射して接合する溶接工程５１と、真空雰囲気の第２ポジション(前記溶接・後熱ポジション１７)で、溶接用ビームを照射する溶接工程終了後の第１部材２４と第２部材２５の接合部に後熱用ビームを照射してその接合部に後熱を付与する後熱工程５２とを備える。
【００４０】
さらには、予熱工程５０前、第１ポジション１６及び第２ポジション１７を真空雰囲気とする真空引き工程４９を備え、後熱工程５２後に、第３ポジション（徐冷ポジション１８）で接合部を徐冷する徐冷工程５３を備える。この実施形態のワークＷとして等速自在継手における外側継手部材４０のトルク伝達要素が転動するトラック溝２６を内周に有するカップ部２７を形成するカップ部材２８と、前記カップ部２７の底部に連設される軸部２９を形成する軸部材３０である。
【００４１】
具体的には、まず、投入扉２０を開状態として、１本目のワークＷ（カップ部材２８と軸部材３０）とを、図１および図３に示すように、予備室１１に投入する。その後、処理室を真空状態とする前記真空引き工程４９（図２参照）を行う。そして、上流側加工室扉２１を開状態とし、１本目のワークＷを加工室１０の予備ポジション１６に搬入（投入）する。
【００４２】
この予備ポジション１６において、図５および図６も参照しながら、１本目のワークＷであるカップ部材２８と軸部材３０とを接近させて、カップ部材２８の接合面Ｓ１と軸部材３０の接合面Ｓ２とを突き合わせる。その後、第１電子銃１３をこのカップ部材２８の接合面Ｓ１と軸部材３０の接合面Ｓ２とに、所定寸となるまで接近させ、この状態でワークＷ（カップ部材２８と軸部材３０）をその軸心廻りに回転させて、接合面Ｓ１、Ｓ１に対して前記第１電子銃１３で加熱する予熱を行う。すなわち、前記予熱工程５０（図２参照）を行う。
【００４３】
予熱条件は溶接条件とは異なり、電子銃１３をワークＷの接合面Ｓ１、Ｓ１に接近させてスポット径が大きな状態で電子ビームを照射するなどにより、溶接温度よりも低い温度とする。予熱により入熱量が増え、後述する後熱と相俟って、溶接後の溶接部の冷却速度が遅くなり、その結果、焼割れを防止することができる。
【００４４】
また、このように１本目のワークＷに対して、予熱工程を行っている間に、２本目のワークＷであるカップ部材２８と軸部材３０を予備室１１に投入する。投入後は、予備室１１に対して再度真空引きを行うことになる。
【００４５】
その後、１本目のワークＷに対しては、溶接・後熱ポジション１７へ移動させて、この溶接・後熱ポジション１７で、溶接及び後熱を行う。すなわち、予熱が付与された１本目のワークを、溶接・後熱ポジション１７の受け台にて受けられた状態として、第１電子銃１４を所定寸となるまで接近させ、この状態でワークＷ（カップ部材２８と軸部材３０）をその軸心廻りに回転させて、接合面Ｓ１、Ｓ１に対して前記第２電子銃１４で加熱する溶接を行う。この場合、第２電子銃１４のスポット径を第１電子銃１３のスポット径よりも小さくして行われる。これによって、接合面Ｓ１、Ｓ１の全周にわたって溶接が行われ、環状の溶接部が形成される。すなわち、前記溶接工程５１（図２参照）を行う。その後、溶接部の冷却速度を遅くして焼が入るのを防止する後熱を実施する前記後熱工程５２（図２参照）を行う。
【００４６】
１本目のワークは溶接・後熱ポジション１７で、行っている際には、２本目のワークＷに対して予熱ポジション１６で予熱が付与される。また、この間において、３本目のワークＷであるカップ部材２８と軸部材３０を予備室１１に投入する。投入後は、予備室１１に対して再度真空引きを行うことになる。
【００４７】
溶接及び後熱が終了後の１本目のワークＷは、徐冷ポジション１８へ移動させ、その間に、予熱が終了した２本目のワークＷを溶接・後熱ポジション１７へ移動させるとともに、予備室１１に投入された３本目のワークＷを予熱ポジション１６で移動させる。
【００４８】
その後は、１本目のワークＷは徐冷ポジション１８で徐冷される徐冷工程５３（図２参照）を行い、２本目のワークＷは溶接・後熱ポジション１７で溶接工程５１及び後熱工程５２を行い、３本目ワークＷは予熱ポジション１６で予熱工程５０により予熱が付与される。
【００４９】
徐冷ポジション１８で徐冷された１本目のワークＷは第２予備室１２を介してこの処理室から搬出されて、図１に示すように、この１本目のワークＷにて、カップ部材２８と軸部材３０とが一体してなる外側継手部材４０が形成される。
【００５０】
この際、２本目のワークＷを徐冷ポジション１８へ移動させ、３本目のワークＷを溶接・後熱ポジション１７へ移動させる。その後は、２本目のワークＷは徐冷ポジション１８で徐冷され、３本目のワークＷは溶接・後熱ポジション１７で溶接及び後熱を行うことになる。また、２本目のワークＷは徐冷ポジション１８で徐冷された後、第２予備室１２を介してこの処理室から搬出されて、図１に示すように、この１本目のワークＷにて、カップ部材２８と軸部材３０とが一体してなる外側継手部材４０が形成される。この際、３本目のワークＷを徐冷ポジション１８へ移動させて、徐冷ポジション１８で徐冷されて、第２予備室１２を介してこの処理室から搬出される。
【００５１】
このように、１本目のワークが予熱ポジション１６に搬入されれば、２本目のワークＷを第１予備室１１に投入することができる。また、２本目のワークＷが予熱ポジション１６に搬入されれば、３本目のワークＷを第１予備室１１に投入することができる。すなわち、１つのワークＷが予熱ポジション１６へ搬入されて空きになった第１予備室１１に次のワークＷを投入でき、また、第１予備室１１に投入されたワークＷを順次予熱ポジション１６に搬入されていく。このため、図３に示す投入・真空・搬入のタイムラグでもって、順次、ワークＷを投入していくことができ、順次、カップ部材２８と軸部３０とが一体化してなる外側継手部材４０が形成されていくことができる。
【００５２】
すなわち、本発明の溶接装置によれば、一つのワークＷ（第１部材２４と第２部材２５）に対しては、第１ポジション１６で予熱を付与した後、第２ポジション１７で溶接された後、後熱を付与することができ、このワークＷが待機する工程を有さない。また、一つのワークＷが第２ポジション１７へ移送した状態では、第１ポジション１６は空の状態となる。このため、他のワークＷをこの第１ポジション１６へ搬入することができる。このように、他のワークＷを第１ポジション１６へ搬入すれば、このワークＷに対して、予熱→溶接→後熱工程を施すことができる。すなわち、各ポジション１６、１７での各工程を待機工程を設けることなく、順次行うことができる。
【００５３】
このように、、第１ポジション１６に順次ワークＷを搬入すれば、このワークＷに対して順次予熱→溶接→後熱を行うことができ、各ポジション１６，１７での各工程を待機工程を設けることなく、生産性の向上を図ることができる。しかも、電子ビーム溶接の特有の利点を生かすことができる。
【００５４】
また、実施形態では、第１ポジション１６及び第２ポジション１７は真空室に設けられ、各ポジション１６，１７にはそれぞれ電子ビームを照射する電子銃１３，１４が配置されるように設定しているので、第１ポジション１６での予熱付与を、この第１ポジション１６の電子銃１３を介して行うことができる。第２ポジション１７での溶接及び後熱の付与を、第２ポジション１７の電子銃１４を介して行うことができる。
【００５５】
予熱工程５０前、前記第１ポジション１６及び第２ポジション１７を真空雰囲気とする真空引き工程４９を有することによって、各ポジションで、真空雰囲気で各工程安定して行うことができる。
【００５６】
後熱工程５２後に、接合部を徐冷する徐冷工程５３を備えるものであってもよい。徐冷すれば結晶化度が高くなる利点がある。
【００５７】
徐冷工程５３中に、他の第１部材２４及び他の第２部材２５に対して、溶接工程５１及び後熱工程５２を行うように設定できる。このように設定することによって、一のワークＷ（第１部材２４及び第２部材２５）を予熱→溶接→後熱→徐冷を順次行う間に、他のワークＷ（第１部材２４及び第２部材２５）に対して、搬入→予熱→溶接→後熱を順次行うことができる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、前記実施形態では、ワークＷが、図２に示すような、ダブルオフセットタイプの等速自在継手の外側継手部材を形成するものであったが、等速自在継手として、トリポードタイプの摺動式等速自在継手であっても、クロスグルーブタイプの摺動式等速自在継手であってもよい。また、バーフィールド式やアンダーカットフリー式等の固定式等速自在継手であってもよい。各工程４９、５０，５１，５２での温度としては、中炭素鋼に対する電子ビーム溶接での一般的な温度に設定できる。
【符号の説明】
【００５９】
１３   第１電子銃
１４   第２電子銃
１６   第１ポジション（予熱ポジション）
１７   第２ポジション（溶接・後熱ポジション）
２４   第１部材
２５   第２部材
２６   トラック溝
２７   カップ部
２８   カップ部材
２９   軸部
３０   軸部材
４９   真空引き工程
５０   予熱工程
５１   溶接工程
５２   後熱工程
５３   徐冷工程
Ｓ１   接合面
Ｓ２   接合面
【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８】
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【図９】
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