(57)【要約】【課題】複数の溶接線を適切かつ効率的に溶接する溶接方法を提供する。【解決手段】溶接方法は、複数の溶接線をレーザ溶接する方法に関する。実施形態の溶接方法は、レーザ光を溶接方向に対して垂直な方向に揺動させて、各溶接線にレーザ光を順に照射するとともに、各溶接線にレーザ光を繰り返して照射する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の溶接線をレーザ溶接する方法において、
レーザ光を溶接方向に対して垂直な方向に揺動させて、各溶接線に前記レーザ光を順に照射するとともに、各溶接線に前記レーザ光を繰り返して照射する溶接方法。
【請求項２】
前記レーザ光が各溶接線を照射するときにレーザ出力を増加させる請求項１記載の溶接方法。
【請求項３】
前記溶接線の幅に応じて、溶接ワイヤの供給の有無および供給速度を調整する請求項１または２記載の溶接方法。
【請求項４】
冷却対象物が収納される複数の溝部を有する板体と、前記溝部を覆う複数の蓋体とを有する冷却構造体における前記板体と前記蓋体との溶接に適用される請求項１乃至３のいずれか１項記載の溶接方法。
【請求項５】
レーザ光を出力する出力手段と、
前記レーザ光を複数の溶接線の溶接方向に移動させる移動手段と、
各溶接線を順に照射するように、前記レーザ光を溶接方向に対して垂直な方向に揺動させる揺動手段と
を有する溶接装置。
【請求項６】
前記レーザ光が各溶接線を照射するときにレーザ出力を増加させる制御手段を有する請求項５記載の溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、溶接方法および溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーザ溶接では、開先の間隔が０．２ｍｍ以下の場合に安定した溶接が行われる。開先の間隔が０．２ｍｍを超える場合、例えば、溶接ワイヤの供給、アーク溶接との複合化等の必要性が生じる。溶接ワイヤを供給して、厚めの継手形成を行うことが知られている（例えば、非特許文献１参照）。また、アーク溶接として、ＭＩＧ（metal inert gas）溶接、ＴＩＧ（tungsten inert gas）溶接等が知られている。
【０００３】
レーザ溶接は、レーザ光のエネルギー密度が高いことから、溶接対象を瞬時に溶融させて高速溶接できる。また、レーザ溶接は、レーザ光のエネルギー密度が高いことから、入熱が少なく、周辺部への熱影響および溶接歪みが少ない。しかし、レーザ溶接の場合でも、溶接線の近くに別の溶接線が存在する場合、前者の溶接線の溶接時に後者の溶接線の開先の形状が熱により変形することがある。このような問題は、例えば、超伝導線を収容して超伝導コイルとなる冷却構造体において発生する。
【０００４】
図１０は、溶接前の冷却構造体の一例を示す断面図である。
冷却構造体１００は、例えば、板体１１１と、複数の蓋体１１２とを有する。板体１１１は、複数の平行に配置された溝部１１３と、これらの溝部１１３の間に配置された壁部１１４とを有する。超伝導線等は、溝部１１３に収納される。壁部１１４は、上部に配置された厚さの薄い突部１１５と、この突部１１５の両側に設けられた平坦部１１６とを有する。蓋体１１２は、両端部が平坦部１１６に支持されて、溝部１１３を覆うように配置される。突部１１５と蓋体１１２との間に、溶接が行われる溶接線１１７が配置される。突部１１５の両側に配置される２本の溶接線１１７の間隔は、例えば、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。
【０００５】
冷却構造体１００の溶接は、例えば、以下のように行われる。まず、図１１に示されるように、突部１１５の一方の側面側に配置される溶接線１１７について、溶接方向の一方の端部から他方の端部にかけての全体にレーザ光の照射が行われて、溶接部１１８が形成される。その後、図示しないが、突部１１５の他方の側面側に配置される溶接線１１７についても、溶接方向の一方の端部から他方の端部にかけての全体にレーザ光の照射が行われて、溶接部１１８が形成される。
【０００６】
このとき、両者の溶接線１１７の距離が近いと、前者の溶接線１１７の溶接時、後者の溶接線１１７における開先の間隔が広がるように変形する。開先の間隔が広がると、レーザ光の照射だけでは溶接が困難となるために、溶接ワイヤ等が必要となる。また、開先の間隔が広がると、この開先を有する側面に対して反対側の側面が持ち上がるようにして、蓋体１１２が傾斜して溶接される。蓋体１１２が傾斜した場合、気密性が低下して、冷却効率が低くなるおそれがある。
【０００７】
また、複数の溶接線１１７がある場合、溶接線１１７を個別に溶接すると多くの時間が必要となることから、効率的に溶接できる方法が求められている。また、溶接装置の構造が複雑にならず、溶接装置の価格が高価にならないことも求められている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】第６３回レーザ加工学会講演論文集（２００５年５月）  「重工分野における高出力固体レーザ加工の適用」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、複数の溶接線を適切かつ効率的に溶接する溶接方法および溶接装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の溶接方法は、複数の溶接線をレーザ溶接する方法において、レーザ光を溶接方向に対して垂直な方向に揺動させて、各溶接線にレーザ光を順に照射するとともに、各溶接線にレーザ光を繰り返して照射する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の溶接対象である冷却構造体を示す断面図である。
【図２】実施形態の溶接方法を説明するための図である。
【図３】実施形態の溶接方法を説明するための図である。
【図４】実施形態のレーザ光の照射パターンを示す模式的平面図である。
【図５】実施形態の時間とレーザ出力との関係を示す図である。
【図６】実施形態の溶接線の幅と溶接ワイヤの供給速度との関係を示す図である。
【図７】実施形態の溶接装置を示す外観図である。
【図８】実施形態の制御システムを示すブロック図である。
【図９】実施形態の溶接ベローズの溶接方法を説明するための図である。
【図１０】冷却構造体の一例を示す断面図である。
【図１１】従来の溶接方法により溶接された冷却構造体の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について説明する。
実施形態の溶接方法は、複数の溶接線をレーザ溶接する方法に関する。実施形態の溶接方法では、レーザ光を溶接方向に対して垂直な方向に揺動させて、各溶接線にレーザ光を順に照射するとともに、各溶接線にレーザ光を繰り返して照射する。
【００１３】
レーザ光を揺動させることにより、複数の溶接線を１つのレーザ光により溶接でき、溶接の効率を向上できるとともに、溶接装置の構造も簡素化できる。また、各溶接線にレーザ光を順に照射するとともに、各溶接線にレーザ光を繰り返して照射することにより、各溶接線を溶接方向に同時に溶接でき、溶接線の間の間隔が小さい場合でも開先の変形を抑制できる。これにより、例えば、複数の蓋体を有するような冷却構造体を溶接した場合、蓋体の傾斜等を抑制でき、気密性、冷却性を良好にできる。
【００１４】
図１は、溶接対象の一例である冷却構造体を示す断面図である。
冷却構造体１０は、例えば、超伝導線を収容することにより超伝導コイルの製造に用いられる。冷却構造体１０は、板体１１と、複数の蓋体１２とを有する。板体１１、蓋体１２は、例えば、ステンレス鋼からなる。
【００１５】
板体１１は、複数の平行に配置された溝部１３と、これらの溝部１３の間に配置された壁部１４とを有する。壁部１４は、上部に配置された厚さが小さい突部１５と、この突部１５の両側に設けられた平坦部１６とを有する。蓋体１２は、両端部が平坦部１６に支持されて、溝部１３を覆うように配置される。突部１５と蓋体１２との間に、溶接が行われる溶接線１７が配置される。突部１５の両側に配置される２本の溶接線１７の間隔は、例えば、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。
【００１６】
図２、図３は、実施形態の溶接方法を説明するための図である。
【００１７】
実施形態の溶接方法では、例えば、図２、図３に示されるように、冷却構造体１０の中央に配置された突部１５の両側の溶接線１７が同時に溶接される。以下、突部１５の左側に配置された溶接線１７を左側の溶接線１７と記し、突部１５の右側に配置された溶接線１７を右側の溶接線１７と記して説明する。
【００１８】
実施形態の溶接方法では、まず、溶接方向にレーザ光２１が移動される。レーザ光２１の移動速度は、溶接時間の短縮化の観点から、０．５ｍ／分以上が好ましい。また、レーザ光２１の移動速度は、各溶接線１７における溶接部１８が不連続になることを抑制する観点から、５ｍ／分以下が好ましい。
【００１９】
レーザ光２１が溶接方向に移動された状態で、例えば、図２に示されるように、レーザ光２１が左側の溶接線１７に揺動され、左側の溶接線１７にレーザ光２１が照射されて溶接部１８が形成される。その後、図３に示されるように、レーザ光２１が右側の溶接線１７に揺動され、右側の溶接線１７にレーザ光２１が照射されて溶接部１８が形成される。レーザ光２１の照射は、例えば、溶け込み深さが１ｍｍ以上５ｍｍ以下となるように行われる。
【００２０】
右側の溶接線１７にレーザ光２１が照射された後、再びレーザ光２１が左側の溶接線１７に揺動され、左側の溶接線１７にレーザ光２１が照射されて溶接部１８が形成される。このようにして、左右の溶接線１７の溶接方向の一方の端部から他方の端部にかけて、レーザ光２１を周期的に揺動させて、左右の溶接線１７に交互に繰り返して照射することにより、左右の溶接線１７を溶接方向に同時に溶接できる。これにより、左右の溶接線１７の間の間隔が小さい場合でも、これらの開先の変形を抑制できる。これにより、蓋体１２の傾斜等を抑制でき、気密性、冷却性を良好にできる。
【００２１】
なお、実施形態の溶接方法により溶接が行われた溶接対象には、通常、各溶接部１８の片側または両側にレーザ光２１が照射されたことによる筋状等の痕跡が残る。すなわち、レーザ光２１が揺動された場合、溶接線１７だけでなく、その片側または両側の近辺にもレーザ光２１が照射されやすく、これが痕跡として残りやすい。このため、各溶接部１８の片側または両側に筋状等の痕跡がある場合、実施形態の溶接方法により溶接が行われたと考えることができる。
【００２２】
図４は、レーザ光２１の照射パターンの一例を示す模式的平面図である。
なお、図中、実線で示される矢印は、レーザ光２１が照射される部分である。また、破線で示される矢印は、実質的にレーザ光２１が照射されない部分である。
【００２３】
例えば、レーザ光２１は、まず左側の溶接線１７に沿って照射される。次に、レーザ光２１は、右側の溶接線１７に沿って照射される。その後、再び、左側の溶接線１７に沿って照射される。このように、レーザ光２１は、左右の溶接線１７に順に照射されるとともに、繰り返して照射される。なお、レーザ光２１の照射は、図示されるように各溶接線１７の溶接方向に不連続に行われる。しかし、レーザ光２１が照射された部分の熱が溶接方向の前後にも伝わることから、溶接部１８は各溶接線１７の溶接方向に連続したものとなる。溶接部１８が連続することにより、気密性、冷却性が良好な冷却構造体１０が得られる。
【００２４】
このような照射パターンは、既に説明したように、レーザ光２１を溶接方向に一定の速度で移動させるとともに、レーザ光２１を溶接方向に対して垂直な方向に周期的に揺動させて得られる。揺動は、必要に応じて、一時的に停止させてもよい。例えば、レーザ光２１が各溶接線１７を照射するときに揺動を一時的に停止させることにより、レーザ光２１が各溶接線１７を照射する時間を長くできる。
【００２５】
揺動の振幅ｗは、各溶接線１７の中心（開先の中心）１７ａを基準にすることが好ましい。ここで、中心１７ａは、溶接方向に垂直な方向における中心である。中心１７ａを基準にすることにより、溶接線１７の幅（開先の間隔）Ｇが溶接方向において変化する場合でも、レーザ光２１を溶接線１７に適切に照射できる。
【００２６】
中心１７ａを基準にして揺動の振幅ｗを調整する方法としては、例えば、レーザ光２１が照射される位置よりも溶接方向の前方において中心１７ａの位置を計測して、この計測結果に基づいてレーザ光２１の揺動の振幅ｗを調整する方法が挙げられる。この場合、溶接開始から溶接終了まで、常時計測を行い、この計測結果に基づいてレーザ光２１の揺動の振幅ｗを常時調整することが好ましい。
【００２７】
振幅ｗは、例えば、各溶接線１７の中心１７ａがレーザ光２１に照射されるように調整される。なお、溶接ビード幅等を考慮して、中心１７ａの外側または内側にレーザ光２１が照射されるように振幅ｗが調整されてもよい。この場合、中心１７ａの両側のそれぞれ１ｍｍ以内の範囲にレーザ光２１が照射されるように振幅ｗが調整されることが好ましい。
【００２８】
揺動の周波数は、２０Ｈｚ以上が好ましい。ここで、揺動の周波数は、１秒間あたりの１往復の揺動が行われる回数を意味する。周波数が２０Ｈｚ以上の場合、各溶接線１７における先の照射と後の照射との間の照射されない時間が短縮され、各溶接線１７の溶接方向に溶接部１８が連続しやすい。また、周波数が２０Ｈｚ以上の場合、レーザ光２１の溶接方向における移動速度が速くなったとしても、各溶接線１７の溶接方向に溶接部１８が連続しやすい。特に、レーザ光２１の溶接方向の移動速度が１．２ｍ／分程度の場合には、揺動の周波数は２０Ｈｚ以上が好ましい。
【００２９】
図５は、時間とレーザ出力との関係を示す図である。
レーザ出力は、レーザ光２１の揺動に合わせて、周期的に増減されることが好ましい。具体的には、レーザ光２１が溶接線１７を照射するときに、レーザ出力がピークとなるように増減されることが好ましい。レーザ出力の増減は、例えば、図示されるような矩形波となるように行われる。以下、ピークにおけるレーザ出力をレーザ出力の最大値と記し、ピーク間における最小のレーザ出力をレーザ出力の最小値と記す。
【００３０】
レーザ出力の最大値は、溶接部１８の溶け込み深さを１ｍｍ以上５ｍｍ以下とし、また各溶接線１７の溶接方向に溶接部１８を連続させる観点から、１ｋＷ以上が好ましい。また、レーザ出力の最大値は、開先の変形等を抑制する観点から、１０ｋＷ以下が好ましい。
【００３１】
レーザ出力の最小値は、レーザ出力の最大値よりも小さければよいが、２ｋＷ以下とする。レーザ出力の最小値は小さいほど好ましいが、発振器の応答性によっては、図示されるような矩形波とならない場合がある。このような場合には、レーザ出力の最小値は必ずしも０ｋＷとならなくてもよく、２ｋＷ以下となればよい。
【００３２】
レーザ出力のパルス幅は、揺動の周波数等に応じて適宜選択できる。パルス幅は、各溶接線１７の一方の側端部から他方の側端部にかけてレーザ光２１が照射されるように設定されることが好ましい。ここで、レーザ出力の増減を表すパルス形状が図示されるような矩形状の場合、パルス幅はパルスの立ち上がりから立ち下がりまでの時間間隔となる。パルス幅は、０．０５秒以上が好ましい。パルス幅が０．０５秒以上場合、各溶接線１７にレーザ光２１が十分に照射されるために好ましい。通常、パルス幅は、１秒以下が好ましい。なお、パルス形状は、矩形状に限られない。パルス形状が矩形状以外の場合、パルス幅は、パルスの立ち上がりの半値点と立ち下がりの半値点との時間間隔となる。
【００３３】
実施形態の溶接方法においては、各溶接線１７の幅Ｇが広い場合等、必要に応じて、溶接ワイヤが供給されることが好ましい。この場合、溶接線１７の幅Ｇに合わせて、溶接ワイヤの供給の有無および供給速度が調整されることが好ましい。溶接ワイヤの供給の有無および供給速度を調整する方法としては、例えば、レーザ光２１が照射される位置よりも溶接方向の前方において幅Ｇを計測して、この計測結果に基づいて溶接ワイヤの供給の有無および供給速度を調整する方法が挙げられる。この場合、溶接開始から溶接終了まで、常時計測を行い、この計測結果に基づいて溶接ワイヤの供給の有無および供給速度を常時調整する。
【００３４】
図６は、溶接線１７の幅Ｇと溶接ワイヤ３５の供給速度との関係を示す図である。供給速度は、例えば、図示されるような枠内の範囲に調整することが好ましい。すなわち、幅Ｇが所定の大きさに満たない場合には溶接ワイヤ３５の供給を行わず、幅Ｇが所定の大きさに達した場合に溶接ワイヤ３５の供給を開始することが好ましい。溶接ワイヤ３５の供給を開始する幅Ｇとしては、例えば、０．２ｍｍが挙げられる。また、供給速度は、幅Ｇが大きくなるにつれて大きくすることが好ましい。供給速度としては、例えば、１ｍ／分以上１０ｍ／分以下が挙げられる。供給速度が１ｍ／分未満の場合、供給量が不足するおそれがある。供給速度が１０ｍ／分を超える場合、供給量が過剰となるおそれがある。
【００３５】
図７は、実施形態の溶接装置の一例を示す外観図である。
溶接装置３０は、出力手段３１、移動手段３２、および揺動手段３３を有する。出力手段３１は、レーザ光２１を出力する。移動手段３２は、レーザ光２１を各溶接線１７の溶接方向に移動させる。揺動手段３３は、各溶接線１７を順に照射するように、レーザ光２１を溶接方向に対して垂直な方向に揺動させる。
【００３６】
出力手段３１は、例えば、レーザ光２１を発振させる発振器、この発振器から発振されたレーザ光２１を集光する集光レンズ等を有する。レーザ光２１としては、固体レーザ、ガスレーザ等が挙げられる。具体的には、波長１０３０ｎｍのディスクレーザ、波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザ、波長１０７０ｎｍのファイバーレーザ等が好適に用いられる。
【００３７】
移動手段３２は、レーザ光２１を各溶接線１７の溶接方向に移動できるものであればよい。レーザ光２１の移動は、溶接方向の位置が固定された冷却構造体１０に対してレーザ光２１を移動させてもよいし、反対に溶接方向の位置が固定されたレーザ光２１に対して冷却構造体１０を移動させてもよい。溶接装置３０の構造の簡素化から、冷却構造体１０に対してレーザ光２１を移動させることが好ましい。移動手段３２としては、各種のロボット、ＮＣ工作機械等が挙げられる。
【００３８】
揺動手段３３は、機械的に揺動させるもの、光学的に揺動させるもののいずれでもよい。機械的に揺動させるものとしては、例えば、図示されるように出力手段３１の全体を外部から揺動させることによりレーザ光２１を揺動させるものが挙げられる。光学的に揺動させるものとしては、例えば、出力手段３１の内部に設けられるものであって、レーザ光２１の進行方向を変更するミラーを有し、このミラーの角度を変更することによりレーザ光２１を揺動させるものが挙げられる。
【００３９】
揺動手段３３としては、構造の簡便化の観点から、レーザ光２１を出射する位置（溶接方向に垂直な方向の位置）は実質的に変化させないで、レーザ光２１の出射角度のみを変化させるものが好ましい。例えば、溶接線１７と平行な軸を中心に出力手段３１を回転させるようなもの、またはレーザ光２１の進行方向を変更するミラーの角度を変更するようなものが好ましい。また、揺動手段３３としては、揺動の振幅ｗを調整できるものが好ましい。
【００４０】
溶接装置３０には、計測手段３４が設けられる。計測対象としては、各溶接線１７の中心１７ａ、幅Ｇ、ルート間隔等が挙げられる。中心１７ａは、例えば、計測手段３４に設けられた中心計測センサにより計測される。幅Ｇは、例えば、計測手段３４に設けられた幅計測センサにより計測される。ルート間隔は、例えば、計測手段３４に設けられたルート間隔計測センサにより計測される。
【００４１】
計測手段３４は、出力手段３１に対して溶接方向の前方に配置される。また、計測手段３４は、出力手段３１とともに溶接方向に移動されることが好ましい。計測手段３４が、出力手段３１の前方に配置され、かつ出力手段３１とともに移動することにより、レーザ光２１の照射に先立って、中心１７ａ、幅Ｇ、ルート間隔等を常時計測できる。計測手段３４としては、レーザ変位計等が挙げられる。
【００４２】
また、溶接装置３０には、溶接ワイヤ３５を供給する供給手段３６が設けられることが好ましい。溶接ワイヤ３５は、各溶接線１７におけるレーザ光２１が照射される位置に供給される。供給手段３６は、溶接ワイヤ３５の供給の有無および供給速度を調整できるものが好ましい。冷却構造体１０の構成材料がステンレス鋼の場合、溶接ワイヤ３５の構成材料はステンレス鋼を用いる。また、溶接ワイヤ３５の直径は、０．８ｍｍ以上１．６ｍｍ以下が好ましい。
【００４３】
次に、溶接装置の制御方法について説明する。
図８は、制御システムの一例を示すブロック図である。
【００４４】
出力手段３１、移動手段３２、揺動手段３３、供給手段３６は、制御手段３７により制御されることが好ましい。また、制御手段３７は、計測手段３４により計測された計測結果に基づいて、出力手段３１、揺動手段３３、移動手段３２、供給手段３６を制御することが好ましい。
【００４５】
出力手段３１においては、レーザ出力が増減される時期、増減時のレーザ出力が制御手段３７により制御される。レーザ出力が増減される時期は、レーザ光２１が溶接線１７を照射するときにレーザ出力が増加し、レーザ光２１が溶接線１７を照射しないときにレーザ出力が低下するように制御される。レーザ出力が増減される時期は、基本的には予め設定された周波数に基づいて制御され、計測手段３４により計測された計測結果、例えば、各溶接線１７の中心１７ａの位置により調整される。増減時のレーザ出力は、例えば、予め設定されたレーザ出力の最大値、最小値に基づいて制御される。レーザ出力が増減される時期、増減時のレーザ出力の制御は、例えば、出力手段３１に設けられたレーザ光２１を発振する発振器を制御手段３７により制御して行う。
【００４６】
移動手段３２においては、レーザ光２１の溶接方向の移動速度が予め設定された移動速度となるように制御手段３７により制御される。移動速度は、一定の速度に制御される。移動速度としては、０．５ｍ／分以上が好ましく、０．６ｍ／分以上がより好ましい。また、移動速度としては、５ｍ／分以下が好ましく、２ｍ／分以下がより好ましく、１．８ｍ／分以下がさらに好ましい。
【００４７】
揺動手段３３においては、揺動の振幅ｗ、周波数が制御手段３７により制御されることが好ましい。振幅ｗは、例えば、レーザ光２１が各溶接線１７の中心１７ａを照射するように制御される。振幅ｗは、基本的には予め設定された振幅に基づいて制御され、計測手段３４により計測された計測結果、例えば、各溶接線１７の中心１７ａの位置により調整される。周波数についても、基本的には予め設定された周波数に基づいて制御され、計測手段３４により計測された計測結果、例えば、各溶接線１７の中心１７ａの位置により調整される。
【００４８】
供給手段３６においては、溶接ワイヤ３５の供給の有無、供給速度が制御手段３７により制御される。供給の有無は、計測手段３４により計測された計測結果、例えば、溶接線１７の幅Ｇ、ルート間隔により調整される。供給速度についても、計測手段３４により計測された計測結果、例えば、溶接線１７の幅Ｇ、ルート間隔により調整される。溶接線１７の幅Ｇ、ルート間隔等の計測結果に基づいて、供給の有無、供給速度を調整することにより、さらに適切に溶接できる。
【００４９】
上記したように、レーザ出力が増減される時期、増減時のレーザ出力、揺動の振幅ｗおよび周波数、溶接ワイヤ３５の供給時期および供給速度等を計測手段３４の測定結果に基づいて制御することにより、各溶接線１７の中心１７ａ、幅Ｇ等が溶接方向において変化する場合でも適切に溶接できる。
【００５０】
次に、他の溶接対象について説明する。
図９は、他の溶接対象の一例である溶接ベローズの溶接方法を示す断面図である。
【００５１】
溶接ベローズ４０は、複数の環状の金属板４１を有する。複数の金属板４１は、内周部どうしおよび外周部どうしが溶接されて繋ぎ合わされる。複数の金属板４１が繋ぎ合わされて蛇腹状になることにより、内部の気密性を保った状態で、軸方向における伸縮、および折り曲げができる。実施形態の溶接方法は、このような溶接ベローズ４０の溶接にも好適に用いられる。
【００５２】
図示されるように、溶接ベローズ４０では、例えば、２つの金属板４１の外周部が溶接される。このような２つの金属板４１の外周部に配置される溶接線４２は、複数が平行に配置される。このような溶接ベローズ４０においては、実施形態の溶接方法を適用することにより、適切かつ効率的に溶接できる。
【００５３】
溶接ベローズ４０は、例えば、図示されるように、一方の端部に配置された３つの溶接線４２が同時にレーザ溶接される。具体的には、レーザ光２１を溶接方向に対して垂直な方向に揺動させて、各溶接線４２にレーザ光２１を順に照射するとともに、各溶接線４２にレーザ光４２を繰り返して照射する。
【００５４】
溶接ベローズ４０の場合についても、レーザ光２１が溶接方向に一定の速度で移動される。レーザ光２１の溶接方向への移動は、位置が固定された溶接ベローズ４０に対してレーザ光２１が周方向に移動されてもよいし、反対に位置が固定されたレーザ光２１に対して溶接ベローズ４０が回転されてもよい。
【００５５】
溶接線４２が３つの場合、例えば、一方の側に配置される溶接線４２から順に照射されて、他方の側に配置される溶接線４２まで照射された後、再び一方の側に配置される溶接線４２に戻って同様に照射される。すなわち、一方の側から順に、第１の溶接線４２、第２の溶接線４２、第３の溶接線４２とした場合、レーザ光２１は、第１の溶接線４２、第２の溶接線４２、第３の溶接線４２、第１の溶接線４２、第２の溶接線４２、第３の溶接線４２の順に繰り返して照射される。
【００５６】
なお、レーザ光２１は、一方の側に配置される溶接線４２から順に照射されて、他方の側に配置される溶接線４２まで照射された後、折り返すように照射されてもよい。例えば、第１の溶接線４２、第２の溶接線４２、第３の溶接線４２、第２の溶接線４２、第１の溶接線４２の順に繰り返して照射されてもよい。
【００５７】
以上説明した実施形態によれば、複数の溶接線を適切かつ効率的に溶接できる。
【００５８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５９】
１０…冷却構造体、１１…板体、１２…蓋体、１３…溝部、１４…壁部、１５…突部、１６…平坦部、１７…溶接線、１７ａ…中心、２１…レーザ光、３０…溶接装置、３１…出力手段、３２…移動手段、３３…揺動手段、３４…計測手段、３５…溶接ワイヤ、３６…供給手段、３７…制御手段、４０…溶接ベローズ、４１…金属板、４２…溶接線。
【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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【図１０】
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【図１１】
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