(57)【要約】  高圧容器の構成要素部品の内側部分に対しての金属被覆が示される。構成要素の内部幾何形状の少なくとも一部分に適合する裏当て材料が構成要素の内側部分の中に配置される（３０３）。次いで、裏当て材料が裏当て材料の降伏強度を超えるように構成要素へ押圧される（３０４）。次いで、裏当て材料が構成要素に融着される（３０５）。【選択図】図３、図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧容器の構成要素部品の内側部分に金属被覆を施す方法であって、前記方法が：
前記構成要素部品を入手するステップと；
前記内側部分の幾何形状の少なくとも一部分に適合する、前記構成要素部品のための裏当て材料を入手するステップと；
前記構成要素部品の内側部分の中に前記裏当て材料を配置するステップと；
前記裏当て材料を前記裏当て材料の降伏強度を超えるように前記構成要素部品へ押圧するステップと；
前記裏当て材料を前記構成要素部品に融着させるステップと
を含む、
方法。
【請求項２】
複数の裏当て材料が入手され、配置され、押圧され、前記構成要素部品の内側部分に融着される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記構成要素部品が：
高圧容器の円筒形本体；
高圧容器のヘッド；
高圧容器の半球形の半体
のうちの１つである、
請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記構成要素部品が高圧容器の円筒形本体であり、前記裏当て材料が：
中空円筒；
中空角柱
のうちの一方である、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記裏当て材料が：
シームレスチューブ；
螺旋形のストリップ；
１つまたは複数の弓形の押し出し成形品
のうちの１つから形成される中空円筒である、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記構成要素部品が高圧容器のヘッドであり、前記裏当て材料が：
平坦；
半球形；
トーラス球面形；
円錐台形
うちの１つである、
請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記押圧するステップが、前記裏当て材料を押圧して前記裏当て材料を焼きなますことを複数回繰り返すことを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記融着させるステップが、前記裏当て材料を前記構成要素部品に溶接することを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記融着させるステップがレーザ溶接プロセスによって実施される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記裏当て材料が：
ステンレス鋼；
ニッケル系合金
のうちの一方である、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
裏当て材料を高圧容器の構成要素部品の内側部分に融着させ、それによって前記内側部分に金属被覆を施すための装置であって、前記装置が：
前記裏当て材料の降伏強度を超えるように前記裏当て材料を前記構成要素部品へ押圧するように構成される１つまたは複数のローラを備える押圧システムと；
前記裏当て材料を前記構成要素部品の内側部分に融着させるように構成される融着システムと
を備える、
装置。
【請求項１２】
前記押圧システムが、前記裏当て材料を局所的に焼きなますように構成される熱源をさらに備える、
請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記押圧システムが、前記裏当て材料を前記裏当て材料の降伏強度を超えるように押圧する前に、前記裏当て材料の押圧およびその後の局所的な焼きなましを複数回繰り返し実施するように構成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記融着システムが、溶接により前記裏当て材料を前記構成要素部品の内側部分に融着させるように構成される、請求項１１から１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記融着システムがレーザを含む、請求項１１から１４のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高圧容器の構成要素部品の内側部分に金属被覆を施すことに関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧容器は、大気圧を超える圧力または大気圧未満の圧力で気体または液体を収容するための、原子炉を含めた、多数の工業用途で使用される。高圧容器の内側部分は、高い頻度で、金属被覆材（換言すれば、クラッディング）と通常称される耐食層で裏当てされ、それにより、例えば、活動停止に繋がり得るような、応力腐食割れ、点食、またはデブリの形成の危険を低減する。
【０００３】
金属被覆層は通常、可能性として適切な溶接プロセスを使用して、通常は低合金鋼である高圧容器の母材に融着される。したがって、実際では、ステンレス鋼またはニッケル系合金であってよい金属被覆材料が、ワイヤ、ストリップ、または粉末の形態で提供される。次いで金属被覆材料が加熱され、それにより金属被覆材料が融解して高圧容器の母材に融着する。したがって、高圧容器の内側部分に対して金属被覆を施すことが可能である速度に関しての制限ファクタは、溶接プロセス中における溶融池への金属被覆材料の溶着速度である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、高圧容器の構成要素部品の内側部分に金属被覆を施すための方法および装置を対象とする。
構成要素を入手した後、内部幾何形状の少なくとも一部分に適合する、構成要素のための裏当て材料が入手される。裏当て材料が構成要素の内側部分に接触するように配置される。次いで、裏当て材料が裏当て材料の降伏強度を超えるように構成要素へ押圧される。次いで、裏当て材料が構成要素に融着される。
【０００５】
１つまたは複数のローラを備える押圧デバイスが、裏当て材料の降伏強度を超えるように裏当て材料を構成要素へ押圧するのに使用される。融着デバイスが裏当て材料を構成要素の内側部分に融着させるのに使用され得る。
【０００６】
次に、単に例として、単に概略的であり正確な縮尺ではない添付図面を参照して本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】図１Ａは高圧容器を示す斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは高圧容器を示す分解図である。
【図２Ａ】図２Ａは図１Ａの高圧容器の本体を示す切断図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは図１Ａの高圧容器のヘッドを示す切断図である。
【図３】図１の高圧容器の構成要素部品の内側部分に金属被覆を施すための本発明の態様による方法を示す。
【図４Ａ】図４Ａは図１の高圧容器の本体の外側シェルのための第１の裏当て材料を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは図１の高圧容器の本体の外側シェルのための第１の裏当て材料を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは図１の高圧容器の本体の外側シェルのための第１の裏当て材料を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは第２の裏当て材料を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは第２の裏当て材料を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは第２の裏当て材料を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは第３の裏当て材料を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは第３の裏当て材料を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは第３の裏当て材料を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは第４の裏当て材料を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは第４の裏当て材料を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは第４の裏当て材料を示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは第５の裏当て材料を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは第５の裏当て材料を示す図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは第５の裏当て材料を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは第６の裏当て材料を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは第６の裏当て材料を示す図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは第６の裏当て材料を示す図である。
【図１０】裏当て材料を押圧して図１Ａの高圧容器の本体の外側シェルに融着させるための装置を示す図である。
【図１１】裏当て材料を押圧して図１Ａの高圧容器の本体の外側シェルに融着させるための装置を示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、図１Ａの高圧容器のヘッドのうちの１つのヘッドの外側シェルのための第１の裏当て材料を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１Ａの高圧容器のヘッドのうちの１つのヘッドの外側シェルのための第１の裏当て材料を示す図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、ヘッドの外側シェル内に配置される第１の裏当て材料を示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、第１の裏当て材料を押圧してヘッドの外側シェルに融着させるための装置を示す図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、ヘッドの外側シェルのための第２のヘッドを示す図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、ヘッドの外側シェルのための第３のヘッドを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１Ａおよび図１Ｂ
高圧容器１０１が図１Ａに示され、図１Ｂでは構成要素部品を示す分解図が提示される。分かり易いように、ノズルならびに他の固定具および付属部品が省略されている。
【０００９】
この実施例では、高圧容器１０１が円筒形本体１０２を備え、加えてトーラス球面形(torispherical)（凹形としても知られる）ヘッド１０３および１０４を備える。本発明による方法および装置が、半球形の、楕円形の、またはさらには平坦なヘッドを備える円筒形容器などの、代替の形状を有する高圧容器、あるいは２つの半球形の半体で作られる真に球形の容器に適用され得ることが認識されよう。
図２Ａおよび図２Ｂ
高圧容器１０１の本体１０２の切断図が図２Ａに示され、ヘッド１０４の切断図が図２Ｂに示される。
【００１０】
本体１０２およびヘッド１０４（この実施例ではヘッド１０３も等しい）の各々が、２０１および２０２としてそれぞれ示される低合金鋼の外側シェルを備える。この実施例では、シェル材料がＡ５１７鋼である。高圧容器１０１の意図される使用に応じて他の材料が使用されてもよい。
【００１１】
本体１０２およびヘッド１０４が、２０３および２０４としてそれぞれ示される金属被覆材料(cladding)をさらに備える。この実施例の金属被覆材料は３１６Ｌステンレス鋼である。また、意図される使用およびひいては高圧容器１０１のための必要とされる耐食性に応じて、金属被覆材にニッケル系合金などの他の材料が使用されてもよいことが認識されよう。
【００１２】
上で説明したように、金属被覆材料が、通常、溶接プロセスにより高圧容器の外側シェルに融着される。例えば原子炉の高圧容器の場合には２５０平方メートルを超える可能性がある広い面積に金属被覆を施す場合、高圧容器の内側部分に金属被覆を施すプロセスが非常に長い時間を要する可能性があり、１０００時間を超えるようなプロセス時間も珍しくはない。
図３
本発明による高圧容器の構成要素部品の内側部分に金属被覆を施す方法が図３に示される。この方法は高圧容器の内側部分に金属被覆を施すのに要する時間を短縮することを目的とするものである。
【００１３】
ステップ３０１で、金属被覆を施されるべき構成要素が入手される。ステップ３０２で、構成要素の内部幾何形状の少なくとも一部分に適合するような、構成要素のための裏当て材料が入手される。したがって、一実施例では、構成要素が本体１０２の外側シェル２０１であり、裏当て材料が、構成要素の内部幾何形状全体に適合する円筒形スリーブである。別法として、裏当て材料が、円筒形本体ほどの高さを有さない円筒形スリーブであってもよい。したがって、複数のこのような裏当て材料が入手されてよい。実施例では、高圧容器１０１の構成要素部品が気体または液体のためのノズルまたは他のアパーチャ（換言すれば、開口部）を有する場合、裏当て材料も対応するアパーチャを有するように形成されてよい。
【００１４】
ステップ３０３で、裏当て材料が構成要素の内側部分に配置され、ステップ３０４で、裏当て材料が構成要素へ押圧される。ステップ３０４が、裏当て材料の降伏強度を超えるように裏当て材料を押圧することになる大きさの圧縮力を裏当て材料に受けさせることを含む。この場合、裏当て材料が弾性的にその元の形状に戻らず、構成要素の内側部分に対して押圧された状態を維持する。特定の実施形態では、ステップ３０４が、裏当て材料がその降伏強度を超えるまで裏当て材料を押圧して裏当て材料を焼きなますのを複数回繰り返すことを含む。一実施形態では、焼きなましが構成要素の面(level)で実施され得るか、または裏当て材料の一部分に隣接する熱源により局所的に実施され得る。
【００１５】
裏当て材料の降伏強度を超えるように裏当て材料を押圧することにより、ステップ３０５で、構成要素に金属被覆を施すことを目的として裏当て材料が構成要素に融着されることが可能となる。実施形態では、融着プロセスが、裏当て材料を構成要素に溶接することを含む。特定の実施形態では、融着プロセスが、構成要素に対しての裏当て材料のレーザ溶接を含む。
【００１６】
代替的実施形態では、溶接プロセスをアーク溶接プロセスにすることも可能である。別の代替的実施形態では、溶接プロセスが電子ビーム溶接プロセスであってよい。爆発成形または磁気的に推進される高歪速度成形（ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ−ｉｍｐｅｌｌｅｄ  ｈｉｇｈ  ｓｔｒａｉｎ  ｒａｔｅ  ｆｏｒｍｉｎｇ）などの他の融着テクニックが使用されてもよいと考えられる。
【００１７】
特定の実施形態では、ステップ３０５が第１の溶接ステージを含み、第１の溶接ステージでは裏当て材料が構成要素に仮付け溶接される。この後に完全な溶接ステージが行われ、完全な溶接ステージでは裏当て材料の全体に溶接が施され、それにより構成要素に対しての完全な融着が達成される。
【００１８】
図４Ａから図１１を参照して、図３に記載される方法の本体１０２に対しての適用をさらに説明し、図１２から図１４Ｂを参照して、図３に記載される方法のヘッド１０３および１０４に対しての適用をさらに説明する。
図４Ａ，図４Ｂ、および図４Ｃ
高圧容器１０１の本体１０２の金属被覆材２０３を形成するための第１の裏当て材料４０１が図４Ａに示される。この実施形態では、裏当て材料４０１が中空で円筒形であり、外側シェル２０１の内径と実質的に等しいが裏当て材料４０１を本体１０２の中に挿入するのを可能にするためにわずかに小さい外径を有する。この特定の実施形態では、裏当て材料がシームレスチューブである。したがって、図４Ｂに示されるように、裏当て材料が定位置まで摺動させられ得る。裏当て材料４０１が外側シェル２０１内の定位置にある状態の本体１０２の断面が図４Ｃに示される。
【００１９】
第１の裏当て材料４０１は、すべての本体が等しい寸法であるような製造環境に適し得、したがって作られるすべての本体に対して同じ仕様の裏当て材料が使用され得る。
代替的実施形態では、裏当て材料４０１がより高い可撓性を有するように薄型である。したがって、裏当て材料４０１は例えば取り扱いを補助するために直径をより小さくするように作られ得る。可撓性が向上することにより、裏当て材料がやはり裏当て材料の降伏強度を超えるように本体１０２の中へ押圧され得る。
図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃ
高圧容器１０１の本体１０２の金属被覆材２０３を形成するための第２の裏当て材料５０１が図５Ａに示される。この実施形態では、裏当て材料４０１がやはり中空で円筒形であり、外側シェル２０１の内側部分の直径に実質的に等しい外径を有する。しかし、その高さは外側シェル２０１の高さより小さい。したがって、図５Ｂに示されるように、複数の裏当て材料５０１が外側シェル２０１の内側部分の中へ摺動させられ得る。裏当て材料５０１が外側シェル２０１内の定位置にある状態の本体１０２の断面が図５Ｃに示される。
【００２０】
第２の裏当て材料５０１は、高圧容器の本体が等しい寸法ではないような製造環境に適し得、したがって本体の外側シェル２０１の内部表面全体を覆うのに多様な裏当て材料のスタックが使用され得る。実際には、裏当て材料５０１の間のいかなる隙間も、外側シェル２０１に対しての融着中に塞がれる。
図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃ
高圧容器１０１の本体１０２の金属被覆材２０３を形成するための第３の裏当て材料６０１が図６Ａに示される。この実施形態では、裏当て材料６０１が弓形の押し出し成形品であり、外側シェル２０１の内部幾何形状に実質的に等しい外側曲率を有する。本実施例では、裏当て材料６０１が外側シェル２０１と等しい高さを有するが、代替的実施形態では異なる高さを有してもよい。したがって、図６Ｂに示されるように、裏当て材料６０１が、外側シェル２０１の内側部分を覆うために複数の他の裏当て材料６０１と共に定位置まで摺動させられ得る。裏当て材料６０１が定位置にある状態の本体１０２の断面が図６Ｃに示される。
図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃ
高圧容器１０１の本体１０２の金属被覆材２０３を形成するための第４の裏当て材料７０１が図７Ａに示される。この実施形態では、裏当て材料７０１が中空であり、角柱の形態である。この特定の実施形態では、角柱が八角形の角柱である。この角柱を形成する多角形の最大直径（つまり、この特定の事例では、八角形の直径）が、外側シェル２０１の内径に実質的に等しい。
【００２１】
本実施例では、裏当て材料７０１が外側シェル２０１と等しい高さを有するが、代替的実施形態では複数の裏当て材料７０１が提供される場合に異なる高さを有してもよい。図７Ｂに示されるように、裏当て材料７０１が外側シェル２０１の内側部分を覆うために定位置まで摺動させられ得る。裏当て材料７０１が外側シェル２０１内の定位置にある状態の本体１０２の断面が図７Ｃに示される。
図８Ａ、図８Ｂ、および図８Ｃ
高圧容器１０１の本体１０２の金属被覆材２０３を形成するための第５の裏当て材料８０１が図８Ａに示される。この実施形態では、裏当て材料８０１が台形の押し出し成形品である。この実施形態では、外側シェル２０１の内側部分を覆うために複数の裏当て材料８０１が提供され、図８Ｂに示されるように複数の裏当て材料８０１が定位置まで摺動させられる。裏当て材料８０１が多角形の１つの縁部を効果的に形成し、この多角形は、図８Ｃを参照する場合、裏当て材料８０１のためのベースとなる台形の内角を固有に選択することで、八角形となる。裏当て材料８０１の台形の底辺の角度を調整することにより他の多角形も形成され得る。
図９Ａ、図９Ｂ、および図９Ｃ
高圧容器１０１の本体１０２の金属被覆材２０３を形成するための第６の裏当て材料９０１が図９Ａに示される。この実施形態では、裏当て材料９０１が螺旋形のストリップである。実際では、裏当て材料９０１は、単一ストリップの裏当て材の材料から巻かれ得る。図９Ｂおよび図９Ｃを参照すると、裏当て材料９０１が外側シェル２０１の内部で巻かれ得、それにより外側シェル２０１の内側部分を覆う。次いで、機械工作により余分な裏当て材の材料を取り除くことができる。
図１０および図１１
この実施例では裏当て材料４０１である、裏当て材料を定位置へ押圧して裏当て材料を外側シェル２０１に融着させるための装置１００１が、図１０では垂直方向の断面で示されており、図１１では平行方向の断面で示されている。
【００２２】
裏当て材料４０１が外側シェル２０１の内側部分の中に配置されると、装置１００１が挿入される。装置１００１が、裏当て材料４０１を外側シェル２０１へ押圧するように動作可能である押圧システム１００２と、裏当て材料４０１を外側シェル２０１に融着させるように動作可能である融着システム１００３とを備える。押圧システム１００２および融着システム１００３の両方が回転可能シャフト１００４の上に並進可能に設置され、回転可能シャフト１００４がこの実施例では外側シェル２０１と同心である。
【００２３】
本実施形態では、押圧システム１００２が、電動式前進システム１００８の周りに等角に設置される３つのローラ１００５、１００６、および１００７を備える。代替的実施形態では、例えば１つまたは２つの、より少ないローラが提供される。別の代替的実施形態では、例えば４つの、より多くのローラが提供される。前進システム１００８が、シャフト１００４に沿って矢印Ｓの方向に押圧システム１００２を進ませるための駆動機構（図示せず）を有する。ローラ１００５、１００６、および１００７が、裏当て材料４０１を押し込む径方向外向きの力Ｆを提供する。実施形態では、加えられる力Ｆの大きさを制御するのを可能にすることができる液圧ピストンより、ローラが前進システム１００８に接続され得る。
【００２４】
実施形態では、押圧システム１００２が、裏当て材料４０１を焼きなますことを目的として裏当て材料４０１を加熱するための１つまたは複数の熱源（図示せず）をさらに備える。１つの動作モードでは、裏当て材料４０１を押圧した後で焼きなましが行われ得る。別の動作モードでは、押圧および焼きなましが複数回繰り返され得る。他の実施形態では、他の熱処理も、１回、または繰り返しの形で、実行され得る。
【００２５】
融着システム１００３が、この実施形態では、前進システム１００８上に設置される溶接システム１００９を備える。この実施例の溶接システムは、裏当て材料４０１を外側シェル２０１に溶接するように動作可能であるレーザ溶接システムである。上述したように、他の種類の溶接装置が使用されてもよい。さらに、他の融着テクニックが採用されてもよい。
【００２６】
他の実施形態では、融着システム１００２が、前進システム１００８上に設置される複数の溶接システムを備えることができる。溶接システムが前進システム１００８の周りに等角に設置され得る。このような構成が、温度勾配を低減すること、ならびにひいては裏当て材料４０１の円周周りの熱膨張および熱収縮を低減すること、を補助することができる。
【００２７】
動作中、シャフト１００４が矢印Ｒの方向に回転させられ、同時に押圧システム１００２および融着システム１００３がシャフト１００４に沿って矢印Ｓの方向に沿って前進する。押圧システム１００２により力Ｆを加えることにより、裏当て材料の降伏強度を超えるように裏当て材料４０１が外側シェル２０１へ押圧される。次いで、融着システム１００３が裏当て材料４０１を外側シェル２０１に融着させ、それにより高圧容器１０１のための金属被覆本体１０２を作る。実施例では、金属被覆材２０３の最終厚さが６ミリメートルであってよい。しかし、高圧容器１０１の意図される使用に応じて、他の厚さが選択されてもよい。
【００２８】
代替的実施形態では、シャフトが固定されてもよく、代わりに本体が回転させられる。別の実施形態では、押圧システム１００２および融着システム１００２が等しいシャフト上に装着されず、代わりに裏当て材料４０１の全体を押圧することが実施され、その後、裏当て材料４０１の全体を融着させる。
図１２Ａおよび図１２Ｂ
ヘッド１０３および１０４の金属被覆材２０４を形成するための裏当て材料１２０１が図１２Ａに示される。本実施例では、裏当て材料１２０１が、外側シェル２０２の内部幾何形状に実質的に適合するように実質的にトーラス球面形状である。図１４Ａおよび図１４Ｂを参照して説明されるように、他の裏当て材料の構成が使用されてもよい。裏当て材料１２０１が、フローフォーミング、剪断成形、またはハイドロフォーミング、あるいは任意の他の成形プロセスなどにより、製造され得る。例えば幾何学的複雑さにより正当化される場合、追加の製造法が使用されてもよい。
【００２９】
裏当て材料１２０１が外側シェル２０２の内側部分の中に配置され得る。本実施例では、裏当て材料１２０１が、円周状に分布する複数のアパーチャ１２０３を備える径方向外向きフランジ１２０２を有する。フランジ１２０２が外側シェル２０２を基準として裏当て材料１２０１を配置して支持し、同時にアパーチャ１２０２がボルト１２０４を外側シェル２０２のリム内のねじ部１２０５の中まで通過させるのを可能にする。
図１３Ａおよび図１３Ｂ
中に裏当て材料１２０１が固定された状態の外側シェル２０２の切断図が図１３Ａに示される。この特定の実施形態では、裏当て材料１２０１の厚さが、その中心部よりもリム領域のところで大きくなっている。したがって、裏当て材料１２０１がリムから中心部に向かって漸進的に押圧される場合、すべての材料クリープが中心部の厚さを増大させることになり、それにより押圧後に一様な厚さを与えることになる。実施例では、最終厚さが６ミリメートルであってよい。しかし、高圧容器１０１の意図される使用に応じて、他の厚さが選択されてもよい。
【００３０】
図１３Ｂを参照すると、裏当て材料１２０１を押圧して融着させるための装置１３０１が示されており、回転可能シャフト１３０４に枢動可能に設置される押圧システム１３０２および融着システム１３０３を備える。この実施例の押圧システム１３０２は単一のローラ１３０５を備える。代替的実施例では、２つ以上のローラが使用されてもよい。
【００３１】
動作中、シャフト１３０４が回転し、同時にローラ１０３５が裏当て材料の降伏強度を超えるように裏当て材料１２０１を外側シェル２０２の中へ押圧し、ここでは、最初にリム領域において裏当て材料１２０１を押圧してその中心部においてプロセスを終了させるような形で、枢動する。融着システム１３０３が、融着システム１００３と同様に、この実施例ではレーザ溶接システムを備え、押圧された裏当て材料を外側シェル２０２に溶接するためにさらに回転する。
【００３２】
代替的実施形態では、押圧システム１３０２および融着システム１３０３が静止状態を維持し、裏当て材料１２０１を備える外側シェル２０２が回転チャック内に設置される。やはり、裏当て材料４０１と同様に、押圧プロセスおよび融着プロセスが図１３Ｂに示されるように同時に実行され得るか、あるいは代わりに、押圧システム１３０２および融着システム１３０３を同じシャフト上に設置せずに例えば異なる可動アームまたはロボットアーム上に設置する場合には、別個に実行され得る。さらに、例えば押圧システム１３０２内の熱源（図示せず）により、裏当て材料１２０１の押圧の後でまたは押圧の間において、局所的な焼きなましが実施され得る。別法として、別個のプロセスにおいて、裏当て材料の全体の焼きなましが実施され得る。
【００３３】
裏当て材料１２０１を外側シェル２０２に融着させた後、ボルト１２０４が取り外され得、フランジ１２０２を取り外すための機械工作が実施される。
図１４Ａおよび図１４Ｂ
ヘッド１０３および１０４の金属被覆材２０４を形成するのに使用され得る第２の裏当て材料１４０１が図１４Ａに示される。この実施例では、裏当て材料１４０１が、外側シェル２０２に固定されるディスクの形態である。ディスク形状の裏当て材料１４０１の厚さは、その延性と相まって、外側シェル２０２の内側部分の形状となるように加工され得ることを意味する。代替的実施形態では、裏当て材料１４０１がその半径に応じて変化する厚さを有することができ、その結果、中心部のところではその円周部分のところより厚くなくなる。こうすることにより、裏当て材料を変形させることになる押圧プロセスの後、外側シェル２０２の中へ押圧された裏当て材料の厚さが一様となり、可能性として６ミリメートルの厚さまたは任意の他の厚さとなる。
【００３４】
ヘッド１０３および１０４の金属被覆材２０４を形成するのに使用され得る第３の裏当て材料１４０２が図１４Ｂに示される。この実施例では、裏当て材料１４０２が円錐台形である。図に示される特定の実施例では、裏当て材料がリム領域からその頂点領域までテーパ部分を有する。こうすることにより、外側シェル２０２の内側部分の中へ押圧されるとき、裏当て材料１４０２が変形し、その結果、孔が塞がれ、外側シェル２０２の内側部分の全体にわたっての裏当て材料の厚さが一様となる。上で説明したように、この厚さは、実施例では、６ミリメートルとなるように選択され得る。
【００３５】
裏当て材料１２０１、１４０１、および１４０２などの裏当て材料が、半球形、楕円形、平坦、などの他のヘッド形状と共に使用されるように適切に適合され得ることが認識されよう。
【図１Ａ】
2020536807.tif 000003
【図１Ｂ】
2020536807.tif 000004
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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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１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【国際調査報告】
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