JPH0363476B2 - - Google Patents
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- JPH0363476B2 JPH0363476B2 JP59251425A JP25142584A JPH0363476B2 JP H0363476 B2 JPH0363476 B2 JP H0363476B2 JP 59251425 A JP59251425 A JP 59251425A JP 25142584 A JP25142584 A JP 25142584A JP H0363476 B2 JPH0363476 B2 JP H0363476B2
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- Japan
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- welding
- energy density
- pulsed
- laser
- high energy
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
- B23K15/0046—Welding
- B23K15/0053—Seam welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/26—Seam welding of rectilinear seams
- B23K26/262—Seam welding of rectilinear seams of longitudinal seams of tubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/04—Tubular or hollow articles
- B23K2101/06—Tubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/04—Tubular or hollow articles
- B23K2101/12—Vessels
- B23K2101/125—Cans
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、レーザーなどの高エネルギー密度の
溶接の溶接速度と比較して高速で移動する部材
に、溶接部を形成するための方法および装置に関
する。さらに詳しくは、パルスレーザー溶接手段
などのパルス高エネルギー密度溶接手段に対して
高速で移動する部材の長さに沿つて、連続的な溶
接部を形成するための方法および装置に関する。
パルスレーザー溶接手段を用いれば、連続した溶
接部を少なくとも155000.31W／cm2（106W／in2）
の平均的なエネルギー密度を有するエネルギーの
パルスによつて形成された多数のオーバーラツプ
スポツト溶接部から形成される。本発明の方法お
よび装置は、カン体などを製造するための薄いシ
ート材料などに、少なくとも他の結合方法に匹敵
しうる速度で、高品質の溶接部を形成するのに有
用である。
溶接の溶接速度と比較して高速で移動する部材
に、溶接部を形成するための方法および装置に関
する。さらに詳しくは、パルスレーザー溶接手段
などのパルス高エネルギー密度溶接手段に対して
高速で移動する部材の長さに沿つて、連続的な溶
接部を形成するための方法および装置に関する。
パルスレーザー溶接手段を用いれば、連続した溶
接部を少なくとも155000.31W／cm2（106W／in2）
の平均的なエネルギー密度を有するエネルギーの
パルスによつて形成された多数のオーバーラツプ
スポツト溶接部から形成される。本発明の方法お
よび装置は、カン体などを製造するための薄いシ
ート材料などに、少なくとも他の結合方法に匹敵
しうる速度で、高品質の溶接部を形成するのに有
用である。
高パワーのレーザーを用いてつくられうる高品
質の溶接部を形成するための溶接速度は、最近非
常に興味のある主題となつている。とくに、それ
は薄いシート材料の溶接に関するものである。ジ
エイ・マズームダー（J.Mazumder）およびダブ
リユー・エム・ステイーン（W.M.Steen）の
「カン製造に用いられるスチールのレーザー溶接」
［ウエルデイング・ジヤーナル（Welding
journal）、1981年６月］という研究論文におい
て、カンの製造に用いられる材料を溶接するため
のレーザーの能力を確立されたものにするための
企てが報告されている。2kWのCW CO2溶接に
よつて0.2mm（0.008in）の厚さのブリキ、ならび
にスズを含まない0.4mmの厚さのスチールをレー
ザー溶接した操作結果および治金学的な結果が、
その研究論文に記載されている。
質の溶接部を形成するための溶接速度は、最近非
常に興味のある主題となつている。とくに、それ
は薄いシート材料の溶接に関するものである。ジ
エイ・マズームダー（J.Mazumder）およびダブ
リユー・エム・ステイーン（W.M.Steen）の
「カン製造に用いられるスチールのレーザー溶接」
［ウエルデイング・ジヤーナル（Welding
journal）、1981年６月］という研究論文におい
て、カンの製造に用いられる材料を溶接するため
のレーザーの能力を確立されたものにするための
企てが報告されている。2kWのCW CO2溶接に
よつて0.2mm（0.008in）の厚さのブリキ、ならび
にスズを含まない0.4mmの厚さのスチールをレー
ザー溶接した操作結果および治金学的な結果が、
その研究論文に記載されている。
0.2mmの厚さの材料の重ね溶接に対する溶接速
度は７〜８ｍ／minであり、0.2mmの厚さの材料
におけるビード溶接に対しては10〜20ｍ／minで
あつた。マズームダーおよびステイーンは、それ
らの速度がロツク・シーム−ソルダリング（lock
seam−soldering）や電気抵抗溶接などの他の結
合技術を用いたカンの製造速度に比して低いこと
を記載している。しかしながら、それらの著者
は、電気アークでレーザーを増大させることによ
り、レーザー溶接での高速が達成されうることを
述べている。約60ｍ／minの速度が0.2mmの厚さ
のブリキ上でのビード・オン・プレート溶接でえ
られたことを報告している。そのばあい、シート
の片面ではレーザーを用いており、反対側の面で
は電気アームを用いていた。
度は７〜８ｍ／minであり、0.2mmの厚さの材料
におけるビード溶接に対しては10〜20ｍ／minで
あつた。マズームダーおよびステイーンは、それ
らの速度がロツク・シーム−ソルダリング（lock
seam−soldering）や電気抵抗溶接などの他の結
合技術を用いたカンの製造速度に比して低いこと
を記載している。しかしながら、それらの著者
は、電気アークでレーザーを増大させることによ
り、レーザー溶接での高速が達成されうることを
述べている。約60ｍ／minの速度が0.2mmの厚さ
のブリキ上でのビード・オン・プレート溶接でえ
られたことを報告している。そのばあい、シート
の片面ではレーザーを用いており、反対側の面で
は電気アームを用いていた。
ソーリン（Saurin）などによる米国特許第
4315132号明細書には、チユーブ状のボデイ、と
くに保存食品用のカンを溶接するための方法と装
置が開示されている。その中では、連続発光の
1kWのレーザーを用いたときの0.2〜0.3mmの厚さ
のシート材料に対する20ｍ／minのオーダーの溶
接速度が、たとえば2kWのさらに高パワーのレ
ーザーを用いることによつて、実質的に増大され
うることを記載しているが、本発明は、レーザー
のパワーの増大に関する問題を無視したソーリン
らの方法では、高品質のCWレーザー溶接による
溶接部が約22ｍ／min以上の速度はえられないこ
とを発見している。すなわち、約22ｍ／min以上
の速度で移動する材料に、連続的なレーザービー
ムをかけるレーザー溶接では、カン製造およびそ
の他への適用に対して受け入れることのできない
表面の不規則性およびアンダーカツトを形成する
傾向があるのである。
4315132号明細書には、チユーブ状のボデイ、と
くに保存食品用のカンを溶接するための方法と装
置が開示されている。その中では、連続発光の
1kWのレーザーを用いたときの0.2〜0.3mmの厚さ
のシート材料に対する20ｍ／minのオーダーの溶
接速度が、たとえば2kWのさらに高パワーのレ
ーザーを用いることによつて、実質的に増大され
うることを記載しているが、本発明は、レーザー
のパワーの増大に関する問題を無視したソーリン
らの方法では、高品質のCWレーザー溶接による
溶接部が約22ｍ／min以上の速度はえられないこ
とを発見している。すなわち、約22ｍ／min以上
の速度で移動する材料に、連続的なレーザービー
ムをかけるレーザー溶接では、カン製造およびそ
の他への適用に対して受け入れることのできない
表面の不規則性およびアンダーカツトを形成する
傾向があるのである。
高速での溶接に関する問題には、表面の小じわ
の発生（rippling）、こぶ状のものの発生
（humping）またはスラブの発生などが、従来か
ら指摘されている。テイー・アール・アンソニー
（T.R.Anthony）およびエイチ・イー・クライン
（H.E.Cline）は「レーザー面の溶融化および合金
化の間に表面張力の勾配によつて誘発される表面
における小じわの発生」［ジヤーナル・オブ・ア
プライド・フイジクス（Journal of Applied
Physiis）第48巻、第９号、1977年９月］の中で、
レーザー溶接中の表面における小じわの発生に関
して理論的に論じている。その中では、表面の小
じわの発生が表面張力の勾配によつてレーザー溶
接中に誘発されると記載されている。また、高パ
ワーのレーザーが、溶融表面における蒸気圧の降
下などの他のメカニズムを通して、表面における
小じわの発生を惹き起こすことをも示している。
また高速での溶接に関係するアンダーカツトおよ
びこぶ状のものの発生の現象が「ビード溶接時の
表面張力およびメタルフローの影響」［ウエルデ
イング・ジヤーナル（Welding Journal）1968年
６月］の中でビー・ジエイ・ブラツドストリート
（B.J.Bradstreet）によつて論ぜられている。
の発生（rippling）、こぶ状のものの発生
（humping）またはスラブの発生などが、従来か
ら指摘されている。テイー・アール・アンソニー
（T.R.Anthony）およびエイチ・イー・クライン
（H.E.Cline）は「レーザー面の溶融化および合金
化の間に表面張力の勾配によつて誘発される表面
における小じわの発生」［ジヤーナル・オブ・ア
プライド・フイジクス（Journal of Applied
Physiis）第48巻、第９号、1977年９月］の中で、
レーザー溶接中の表面における小じわの発生に関
して理論的に論じている。その中では、表面の小
じわの発生が表面張力の勾配によつてレーザー溶
接中に誘発されると記載されている。また、高パ
ワーのレーザーが、溶融表面における蒸気圧の降
下などの他のメカニズムを通して、表面における
小じわの発生を惹き起こすことをも示している。
また高速での溶接に関係するアンダーカツトおよ
びこぶ状のものの発生の現象が「ビード溶接時の
表面張力およびメタルフローの影響」［ウエルデ
イング・ジヤーナル（Welding Journal）1968年
６月］の中でビー・ジエイ・ブラツドストリート
（B.J.Bradstreet）によつて論ぜられている。
高速での溶接に関する問題の、前述のような論
理的解説は別として、実際問題としてそのような
現象により22ｍ／min以上の高速での溶接におい
ては一様な高品質のレーザー溶接部がえられない
のである。たとえば第22A〜22D図には、速度30
ｍ／minで行なわれたビート・オン・プレートの
CWレーザー溶接部が示されている。溶接部にお
ける不規則性または溶接欠陥９８，１２０および
１２１が、溶接部の長さ方向に沿つて周期的な間
隔をおいて存在する。溶接中、溶融金属は、溶接
継手部に沿つて引きずられるように形成され、ま
た溶着金属の下部に溝１２０を形成している位置
９８で周期的に持ち上がり（dump）、一方溶着
部９８の間の溶接継手部が、たとえば符号１２１
で示すタイプの貫通した通しスロツトを形成しア
ンダーカツトおよび不完全な溶接ナゲツト
（nugget）を形成する。これら溶接部の不規則の
原因は、また充分に解明されておらず、前述のよ
うに、レーザー溶接中、溶接パドル（puddle）
中のおよび溶接パドルまわりの温度勾配および圧
力勾配による溶融金属の表面張力勾配に関係があ
るとされている。溶接中のレーザーパワーの増大
によつては、その問題は解消されない。
理的解説は別として、実際問題としてそのような
現象により22ｍ／min以上の高速での溶接におい
ては一様な高品質のレーザー溶接部がえられない
のである。たとえば第22A〜22D図には、速度30
ｍ／minで行なわれたビート・オン・プレートの
CWレーザー溶接部が示されている。溶接部にお
ける不規則性または溶接欠陥９８，１２０および
１２１が、溶接部の長さ方向に沿つて周期的な間
隔をおいて存在する。溶接中、溶融金属は、溶接
継手部に沿つて引きずられるように形成され、ま
た溶着金属の下部に溝１２０を形成している位置
９８で周期的に持ち上がり（dump）、一方溶着
部９８の間の溶接継手部が、たとえば符号１２１
で示すタイプの貫通した通しスロツトを形成しア
ンダーカツトおよび不完全な溶接ナゲツト
（nugget）を形成する。これら溶接部の不規則の
原因は、また充分に解明されておらず、前述のよ
うに、レーザー溶接中、溶接パドル（puddle）
中のおよび溶接パドルまわりの温度勾配および圧
力勾配による溶融金属の表面張力勾配に関係があ
るとされている。溶接中のレーザーパワーの増大
によつては、その問題は解消されない。
また、高レーザーパワーが必然的に溶接の高速
を惹き起こすのだという提案が、ステイーン
（Steen）によつて米国特許第4167662号明細書の
中で開示されている。そこでは、15〜20kWのレ
ーザーを用いた溶接速度が、低パワーの作動から
の直線外插法（liner extrapolation）によつて推
定された高速よりもずとつと低い速度での実行に
終つたことが示されている。これに対する可能性
のある理由には、(1)オプテイカル・デザイン
（optical design）、(2)レーザーのプラズマによる
作業片のマスキング、(3)その他の理由がある。そ
の発明者は、いずれにしても、このような低速で
の実行が主に作業片に与えられるエネルギーの不
足によるものであることを述べている。ステイー
ンはレーザー工程のための前述の方法が高レーザ
ーパワーによるものではないことを推定してい
る。さらにステイーンの発明は、レーザー溶接の
溶接速度を増加させる電気アークに向けられてい
る。
を惹き起こすのだという提案が、ステイーン
（Steen）によつて米国特許第4167662号明細書の
中で開示されている。そこでは、15〜20kWのレ
ーザーを用いた溶接速度が、低パワーの作動から
の直線外插法（liner extrapolation）によつて推
定された高速よりもずとつと低い速度での実行に
終つたことが示されている。これに対する可能性
のある理由には、(1)オプテイカル・デザイン
（optical design）、(2)レーザーのプラズマによる
作業片のマスキング、(3)その他の理由がある。そ
の発明者は、いずれにしても、このような低速で
の実行が主に作業片に与えられるエネルギーの不
足によるものであることを述べている。ステイー
ンはレーザー工程のための前述の方法が高レーザ
ーパワーによるものではないことを推定してい
る。さらにステイーンの発明は、レーザー溶接の
溶接速度を増加させる電気アークに向けられてい
る。
アドルム（Adlam）の米国特許第4185185号明
細書の記載内容によれば、連続的なシーム溶接部
は、シート材料の２つのストリツプ（strip）間
に収束するＶ字状の部分を形成し、圧力ロールに
よつて収束点に圧力をかけ、収束するＶ字状の部
分にレーザービームをあてることによつて、スリ
ツプが移動している間に、シート材料からなる２
つのストリツプの間に確立される。高い溶接速度
がこの方法において報告されている。しかしなが
ら、圧力ロールの使用および材料の連続的なスト
リツプの使用はこのタイプの方法の適用を制限す
る。またこの方法はラツプ溶接による溶接部には
適用されにくい。
細書の記載内容によれば、連続的なシーム溶接部
は、シート材料の２つのストリツプ（strip）間
に収束するＶ字状の部分を形成し、圧力ロールに
よつて収束点に圧力をかけ、収束するＶ字状の部
分にレーザービームをあてることによつて、スリ
ツプが移動している間に、シート材料からなる２
つのストリツプの間に確立される。高い溶接速度
がこの方法において報告されている。しかしなが
ら、圧力ロールの使用および材料の連続的なスト
リツプの使用はこのタイプの方法の適用を制限す
る。またこの方法はラツプ溶接による溶接部には
適用されにくい。
フエラー（Feller）によるスイス特許第593757
号明細書には、CO2レーザーを用いて、被覆され
たシートまたは薄肉金属部同士の溶接方法が開示
されている。その中では、被覆材が溶接前に除去
されないことが記載されている。フエラーは、被
覆材が溶接の間に焦げたり蒸発したりすることを
述べている。フイラーの特許は、前述の高速レー
ザー溶接の問題、とくに被覆材を有する部材の高
速レーザー溶接に関する問題に対する解決策をな
んら教示または提案してはいない。本発明者の経
験によれば、フエラーの連続的なレーザー溶接方
法は平面的なあるいは被覆された材料を低速で溶
接のためにのみ適用しうるのである。フエラーの
方法による被覆された材料の高速でのレーザー溶
接は、通常高速での溶接に関する前述された理由
により、さらに高速では被覆材の蒸発による溶接
エネルギーの損失の問題が深刻となるために問題
がある。また、被覆材の溶接パドルへの混入は溶
接部の多孔性（porosity）および（または）溶接
部のクラツクを惹き起こすという溶接部の冶金学
的特性に対して有害である。これらの問題は、被
覆材をとくに高速でレーザー溶接することを不可
能にする。さらにフエラーによつて提案されたタ
イプの連続的な溶接方法では、不純物が溶接部に
沿つてあとを引くように混入し、周期的に濃縮さ
れ、構造的に弱くかつ審美的に受けいれられない
不規則な溶接部をつくることになる。たとえば、
溶接部の多孔性は、不完全な溶接部をつくる汚染
された溶接領域の中で発生する。
号明細書には、CO2レーザーを用いて、被覆され
たシートまたは薄肉金属部同士の溶接方法が開示
されている。その中では、被覆材が溶接前に除去
されないことが記載されている。フエラーは、被
覆材が溶接の間に焦げたり蒸発したりすることを
述べている。フイラーの特許は、前述の高速レー
ザー溶接の問題、とくに被覆材を有する部材の高
速レーザー溶接に関する問題に対する解決策をな
んら教示または提案してはいない。本発明者の経
験によれば、フエラーの連続的なレーザー溶接方
法は平面的なあるいは被覆された材料を低速で溶
接のためにのみ適用しうるのである。フエラーの
方法による被覆された材料の高速でのレーザー溶
接は、通常高速での溶接に関する前述された理由
により、さらに高速では被覆材の蒸発による溶接
エネルギーの損失の問題が深刻となるために問題
がある。また、被覆材の溶接パドルへの混入は溶
接部の多孔性（porosity）および（または）溶接
部のクラツクを惹き起こすという溶接部の冶金学
的特性に対して有害である。これらの問題は、被
覆材をとくに高速でレーザー溶接することを不可
能にする。さらにフエラーによつて提案されたタ
イプの連続的な溶接方法では、不純物が溶接部に
沿つてあとを引くように混入し、周期的に濃縮さ
れ、構造的に弱くかつ審美的に受けいれられない
不規則な溶接部をつくることになる。たとえば、
溶接部の多孔性は、不完全な溶接部をつくる汚染
された溶接領域の中で発生する。
本発明の目的は、前述の知られている接合方法
および装置に関する欠点および制限を避けうる、
高速で連続的な溶接部を形成するための方法およ
び装置を提供することにある。さらに詳しくは、
本発明の目的は、レーザーなどのような高エネル
ギー密度の溶接手段に対して典型的には22ｍ／
min以上の高速で移動する部材に、連続的な溶接
部を形成するための方法および装置を提供するこ
とにある。それにより、高品質の溶接部が、表面
の小じわの発生、こぶ状のものの発生およびスラ
ブの発生という問題を避けて、一様にえられる。
および装置に関する欠点および制限を避けうる、
高速で連続的な溶接部を形成するための方法およ
び装置を提供することにある。さらに詳しくは、
本発明の目的は、レーザーなどのような高エネル
ギー密度の溶接手段に対して典型的には22ｍ／
min以上の高速で移動する部材に、連続的な溶接
部を形成するための方法および装置を提供するこ
とにある。それにより、高品質の溶接部が、表面
の小じわの発生、こぶ状のものの発生およびスラ
ブの発生という問題を避けて、一様にえられる。
本発明の付加的な目的は、レーザーのパワーを
増大させるための電気的アークの使用または圧力
ロールの使用を要さず、材料の連続的なストリツ
プに対する適用またはラツプタイプの継手形状に
対する適用にも適しており、また継手形状と無関
係に、個々のカン体などのようなレーザー溶接さ
れる個々の物品に体して適用されうる、たとえば
カンの製造のために薄肉材料に高速で連続的なレ
ーザー溶接部を形成するための方法および装置を
提供することにある。
増大させるための電気的アークの使用または圧力
ロールの使用を要さず、材料の連続的なストリツ
プに対する適用またはラツプタイプの継手形状に
対する適用にも適しており、また継手形状と無関
係に、個々のカン体などのようなレーザー溶接さ
れる個々の物品に体して適用されうる、たとえば
カンの製造のために薄肉材料に高速で連続的なレ
ーザー溶接部を形成するための方法および装置を
提供することにある。
本発明の他の目的は、被覆材料、とくに非金属
材料で被覆された金属シート材料の高速溶接のた
めの方法および装置を提供することにある。
材料で被覆された金属シート材料の高速溶接のた
めの方法および装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、品質の高い溶接部をうる
ことができるように、被覆部を有する材料を高速
でレーザー溶接するための方法および装置を提供
することにある。それによつて従来の方法に関す
る前述のような問題が避けられ、または最小化さ
れる。
ことができるように、被覆部を有する材料を高速
でレーザー溶接するための方法および装置を提供
することにある。それによつて従来の方法に関す
る前述のような問題が避けられ、または最小化さ
れる。
本発明の付加的な目的は、部材に高速で連続的
なレーザー溶接部を形成するための方法および装
置を提供することにより、それによつて、部材の
単位長さあたりの、レーザーからの溶接のための
エネルギーが、部材の溶接部の品質を最適化する
ように正確に制御され、あらかじめ決められたよ
うに種々変化しうるようにすることである。
なレーザー溶接部を形成するための方法および装
置を提供することにより、それによつて、部材の
単位長さあたりの、レーザーからの溶接のための
エネルギーが、部材の溶接部の品質を最適化する
ように正確に制御され、あらかじめ決められたよ
うに種々変化しうるようにすることである。
本発明の高速で連続的な溶接部を形成するため
の溶接方法は、平均的なエネルギー密度が少なく
とも155000.31W／cm2（106W／in2）であるエネル
ギーのパルスをつくりうるパルス高エネルギー密
度溶接手段に対して、溶接部材を、高速で移動さ
せる移動工程と、 前記パルス高エネルギー密度溶接手段からの高
密度のエネルギーのパルスによつて形成された多
数のオーバーラツプスポツト溶接部により、前記
部材に沿う連続的な溶接部を形成する形成工程
と、 前記パルス高エネルギー密度溶接手段の近傍で
前記部材の移動を検知する検知工程と、 部材の単位長さあたりの、パルスによる溶接の
ためのエネルギーが正確に制御されるように、検
知された部材の移動に応じて、溶接中、前記パル
ス高エネルギー密度溶接手段を制御する制御工程 とからなることを構成上の特徴としている。
の溶接方法は、平均的なエネルギー密度が少なく
とも155000.31W／cm2（106W／in2）であるエネル
ギーのパルスをつくりうるパルス高エネルギー密
度溶接手段に対して、溶接部材を、高速で移動さ
せる移動工程と、 前記パルス高エネルギー密度溶接手段からの高
密度のエネルギーのパルスによつて形成された多
数のオーバーラツプスポツト溶接部により、前記
部材に沿う連続的な溶接部を形成する形成工程
と、 前記パルス高エネルギー密度溶接手段の近傍で
前記部材の移動を検知する検知工程と、 部材の単位長さあたりの、パルスによる溶接の
ためのエネルギーが正確に制御されるように、検
知された部材の移動に応じて、溶接中、前記パル
ス高エネルギー密度溶接手段を制御する制御工程 とからなることを構成上の特徴としている。
さらに本発明の高速で連続的な溶接部を形成す
るための装置は、パルス高エネルギー密度溶接手
段と、 溶接部材を該パルス高エネルギー密度溶接手段
に対して高速で移動させる移動手段と、 前記パルス高エネルギー密度溶接手段の近傍で
前記部材の移動を検知する検知手段と、 前記部材の単位長さあたりの、パルスによる溶
接のためのエネルギーが正確に制御されるよう
に、前記検知された前記部材の移動に応じて前記
パルス高エネルギー密度溶接手段を制御する制御
手段 とからなることを構成上の特徴としており、平均
的なエネルギー密度が、少なくとも
155000.31W／cm2（106W／in2）であるエネルギー
のパルスによつて形成された多数のオーバーラツ
プスポツト溶接部により、前記部材に沿つて、高
速で連続的な溶接部を形成することができる。
るための装置は、パルス高エネルギー密度溶接手
段と、 溶接部材を該パルス高エネルギー密度溶接手段
に対して高速で移動させる移動手段と、 前記パルス高エネルギー密度溶接手段の近傍で
前記部材の移動を検知する検知手段と、 前記部材の単位長さあたりの、パルスによる溶
接のためのエネルギーが正確に制御されるよう
に、前記検知された前記部材の移動に応じて前記
パルス高エネルギー密度溶接手段を制御する制御
手段 とからなることを構成上の特徴としており、平均
的なエネルギー密度が、少なくとも
155000.31W／cm2（106W／in2）であるエネルギー
のパルスによつて形成された多数のオーバーラツ
プスポツト溶接部により、前記部材に沿つて、高
速で連続的な溶接部を形成することができる。
さらに本発明の連続的な溶接部を形成するため
の方法は、溶接部材をパルス高エネルギー密度溶
接手段に対して移動させる移動工程と、 平均的なエネルギー密度が少なくとも
15000.31W／cm2（106W／in2）である前記パルス
高エネルギー密度溶接手段からのエネルギーのパ
ルスによつて形成された多数のオーバーラツプス
ポツト溶接部により、前記部材に沿つて連続的な
溶接部を形成する形成工程と、前記パルス高エネ
ルギー密度溶接手段の近傍で、前記部材の位置を
連続的に検知するための検知工程と、 前記パルスによつて形成された溶接部が前記部
材の移動速度と独立して、あらかじめ決められた
態様でオーバーラツプするように、検知された前
記部材の位置に応じて、パルス高エネルギー密度
溶接手段をパルス状態にするパルシング工程 とからなることを構成上の特徴としている。
の方法は、溶接部材をパルス高エネルギー密度溶
接手段に対して移動させる移動工程と、 平均的なエネルギー密度が少なくとも
15000.31W／cm2（106W／in2）である前記パルス
高エネルギー密度溶接手段からのエネルギーのパ
ルスによつて形成された多数のオーバーラツプス
ポツト溶接部により、前記部材に沿つて連続的な
溶接部を形成する形成工程と、前記パルス高エネ
ルギー密度溶接手段の近傍で、前記部材の位置を
連続的に検知するための検知工程と、 前記パルスによつて形成された溶接部が前記部
材の移動速度と独立して、あらかじめ決められた
態様でオーバーラツプするように、検知された前
記部材の位置に応じて、パルス高エネルギー密度
溶接手段をパルス状態にするパルシング工程 とからなることを構成上の特徴としている。
さらに本発明の連続的な溶接部を形成するため
の方法は、溶接部材をパルス高エネルギー密度溶
接手段に対して移動させる移動工程と、平均的な
エネルギー密度が少なくとも15000.31W／cm2
（106W／in2）である前記パルス高エネルギー密
度溶接手段からのエネルギーのパルスによつて形
成された多数のオーバーラツプスポツト溶接部に
より、前記部材に沿つて連続的な溶接部を形成す
る形成工程と、前記パルス高エネルギー密度溶接
手段の近傍で、前記部材の位置を連続的に検知す
るための検知工程と、前記パルス高エネルギー密
度溶接手段からのパルスのパワーを検知された前
記部材の位置に応じて、あらかじめ決められたよ
うに、調節する調節工程 とからなることを構成上の特徴している。
の方法は、溶接部材をパルス高エネルギー密度溶
接手段に対して移動させる移動工程と、平均的な
エネルギー密度が少なくとも15000.31W／cm2
（106W／in2）である前記パルス高エネルギー密
度溶接手段からのエネルギーのパルスによつて形
成された多数のオーバーラツプスポツト溶接部に
より、前記部材に沿つて連続的な溶接部を形成す
る形成工程と、前記パルス高エネルギー密度溶接
手段の近傍で、前記部材の位置を連続的に検知す
るための検知工程と、前記パルス高エネルギー密
度溶接手段からのパルスのパワーを検知された前
記部材の位置に応じて、あらかじめ決められたよ
うに、調節する調節工程 とからなることを構成上の特徴している。
さらに本発明のパルス高エネルギー密度溶接の
ための装置は、パルス高エネルギー密度溶接手段
と、 溶接部材を該パルス高エネルギー密度溶接手段
に対して移動させる移動手段と、 前記パルス高エネルギー密度溶接手段の近傍で
前記部材の位置を連続的に検知する検知手段と、
前記パルス高エネルギー密度溶接手段からの高エ
ネルギーのパルスによつて形成された溶接部の位
置が、前記部材の移動速度と独立に部材に対して
正確に制御されるように、検知された前記部材の
位置に応じて前記パルス高エネルギー密度溶接手
段をパルス状態にするパルシング手段 とからなることを構成上の特徴としている。
ための装置は、パルス高エネルギー密度溶接手段
と、 溶接部材を該パルス高エネルギー密度溶接手段
に対して移動させる移動手段と、 前記パルス高エネルギー密度溶接手段の近傍で
前記部材の位置を連続的に検知する検知手段と、
前記パルス高エネルギー密度溶接手段からの高エ
ネルギーのパルスによつて形成された溶接部の位
置が、前記部材の移動速度と独立に部材に対して
正確に制御されるように、検知された前記部材の
位置に応じて前記パルス高エネルギー密度溶接手
段をパルス状態にするパルシング手段 とからなることを構成上の特徴としている。
さらに本発明のパルス高エネルギー密度溶接の
ための装置は、パルス高エネルギー密度溶接手段
と、 溶接部材を該パルス高エネルギー密度溶接手段
に対して移動させる移動手段と、 前記パルス高エネルギー密度溶接手段の近傍で
前記部材の位置を連続的に検知する検知手段と、 前記パルス高エネルギー密度溶接手段からのパ
ルスのパワーを、あらかじめ決められたように、
前記部材の検知位置に応じて調節する調節手段 とからなることを構成上の特徴としている。
ための装置は、パルス高エネルギー密度溶接手段
と、 溶接部材を該パルス高エネルギー密度溶接手段
に対して移動させる移動手段と、 前記パルス高エネルギー密度溶接手段の近傍で
前記部材の位置を連続的に検知する検知手段と、 前記パルス高エネルギー密度溶接手段からのパ
ルスのパワーを、あらかじめ決められたように、
前記部材の検知位置に応じて調節する調節手段 とからなることを構成上の特徴としている。
本質的に低い溶接速度でのパルスレーザー溶接
については、「ウエルデイング・ジヤーナル
（Welding Journal）」（1965年12月）に記載され
ているジエイ・イー・アンダースン（J.E.
Anderson）およびジエイ・イー・ジヤクスン
（J.E.Jackson）による「パルスレーザー溶接の理
論および適用」の論文に示されている。また、た
とえばバナス（Banas）による米国特許第
4152575号明細書には、高品質の溶接部をうるた
めには、薄肉材料に対してなされる溶接の速度が
制限されるが、表面の不規則性および溶接欠陥が
レーザーエネルギーの脈動的なパルスを用いるこ
とによつて避けられると記載されている。それぞ
れのパルス時間はほんの数マイクロ秒であり、
個々のスポツト溶接部を形成する。多数のスポツ
ト溶接はオーバーラツプして連続的な溶接部を形
成するように行なわれる。高速CWエーザー溶接
に関する表面の小じの発生、こぶ状のものの発生
およびスラブの発生の問題は、この方法によつて
避けられ実質的に克服される。すなわち本発明の
方法では、表面張力勾配による後をひくような連
続的な溶融状態のパドルが存在するのではなく、
表面張力勾配または溶融金属の蒸気圧の減少によ
り、溶接部が不規則となるまえに、すばやく凝固
する一連の分離しているパルスによる個々のスポ
ツト溶接部が存在するのである。そのため、本発
明の方法および装置はこれまでのレーザーパワー
のための電気的アークなどの特定の物を用いるこ
と、およびレーザービームと結びつけられた圧力
ロールを用いることなくしては達成することがで
きなかつた高速で、部材に高品質の溶接部をつく
ることを可能にする。
については、「ウエルデイング・ジヤーナル
（Welding Journal）」（1965年12月）に記載され
ているジエイ・イー・アンダースン（J.E.
Anderson）およびジエイ・イー・ジヤクスン
（J.E.Jackson）による「パルスレーザー溶接の理
論および適用」の論文に示されている。また、た
とえばバナス（Banas）による米国特許第
4152575号明細書には、高品質の溶接部をうるた
めには、薄肉材料に対してなされる溶接の速度が
制限されるが、表面の不規則性および溶接欠陥が
レーザーエネルギーの脈動的なパルスを用いるこ
とによつて避けられると記載されている。それぞ
れのパルス時間はほんの数マイクロ秒であり、
個々のスポツト溶接部を形成する。多数のスポツ
ト溶接はオーバーラツプして連続的な溶接部を形
成するように行なわれる。高速CWエーザー溶接
に関する表面の小じの発生、こぶ状のものの発生
およびスラブの発生の問題は、この方法によつて
避けられ実質的に克服される。すなわち本発明の
方法では、表面張力勾配による後をひくような連
続的な溶融状態のパドルが存在するのではなく、
表面張力勾配または溶融金属の蒸気圧の減少によ
り、溶接部が不規則となるまえに、すばやく凝固
する一連の分離しているパルスによる個々のスポ
ツト溶接部が存在するのである。そのため、本発
明の方法および装置はこれまでのレーザーパワー
のための電気的アークなどの特定の物を用いるこ
と、およびレーザービームと結びつけられた圧力
ロールを用いることなくしては達成することがで
きなかつた高速で、部材に高品質の溶接部をつく
ることを可能にする。
被覆材および汚物などをその表面に有する材料
の高速でのレーザー溶接もまた、本発明の方法お
よび装置を用いて、一連のオーバーラツプスポツ
ト溶接部を形成するように、レーザービームをパ
ルス状態にすることによつて容易となる。レーザ
ーエネルギーのパルスは、溶接中、被覆部を蒸発
させ、溶接パドル内の汚物などを減少させる。そ
の目的のために、レーザーエネルギーのパルス
は、開始時点において比較高いレーザーパワーの
ピークを有しているのが好ましく、それにより被
覆部および汚物などを蒸発させ、部材による溶接
エネルギーの吸収を助けている。連続的な溶接部
が一連のオーバーラツプスポツト溶接部によつて
形成されるので、被覆部からの汚物が溶接パドル
に入る時間がほとんどなく、後をひくようなこと
もなく、また連続的なレーザービームによつて形
成された溶接部を有しているもののように個々の
オーバーラツプスポツト溶接部はたがいに集中し
ている。また、蒸発しなかつた汚物は材料の溶接
部に関する前述の冶金学的問題を惹き起こすこと
はなく、集中的な振動数において、溶接部に沿つ
て分散する。本発明によつて高速で形成された溶
接部は非常に均一で一様な外観を有する。
の高速でのレーザー溶接もまた、本発明の方法お
よび装置を用いて、一連のオーバーラツプスポツ
ト溶接部を形成するように、レーザービームをパ
ルス状態にすることによつて容易となる。レーザ
ーエネルギーのパルスは、溶接中、被覆部を蒸発
させ、溶接パドル内の汚物などを減少させる。そ
の目的のために、レーザーエネルギーのパルス
は、開始時点において比較高いレーザーパワーの
ピークを有しているのが好ましく、それにより被
覆部および汚物などを蒸発させ、部材による溶接
エネルギーの吸収を助けている。連続的な溶接部
が一連のオーバーラツプスポツト溶接部によつて
形成されるので、被覆部からの汚物が溶接パドル
に入る時間がほとんどなく、後をひくようなこと
もなく、また連続的なレーザービームによつて形
成された溶接部を有しているもののように個々の
オーバーラツプスポツト溶接部はたがいに集中し
ている。また、蒸発しなかつた汚物は材料の溶接
部に関する前述の冶金学的問題を惹き起こすこと
はなく、集中的な振動数において、溶接部に沿つ
て分散する。本発明によつて高速で形成された溶
接部は非常に均一で一様な外観を有する。
さらに本発明の方法によれば、溶接部材の高速
での移動はパルス高エネルギー密度溶接手段の近
傍で検知され、パルス高エネルギー密度溶接手段
は、溶接中検知された部材の移動に応じて制御さ
れ、それにより部材の単位長さあたりの、パルス
による溶接のためのエネルギーが正確に制御され
る。さらに詳しくは、検知された部材の移動に応
じて、レーザーなどの溶接手段の実際のパルシン
グを制御することによつて、多数のオーバーラツ
プスポツト溶接部のピツチは部材の移動速度にお
ける変化とは無関係に実質的に一定にされうる。
での移動はパルス高エネルギー密度溶接手段の近
傍で検知され、パルス高エネルギー密度溶接手段
は、溶接中検知された部材の移動に応じて制御さ
れ、それにより部材の単位長さあたりの、パルス
による溶接のためのエネルギーが正確に制御され
る。さらに詳しくは、検知された部材の移動に応
じて、レーザーなどの溶接手段の実際のパルシン
グを制御することによつて、多数のオーバーラツ
プスポツト溶接部のピツチは部材の移動速度にお
ける変化とは無関係に実質的に一定にされうる。
本発明の好ましい実施例によれば、部材の移動
を検知する工程には、パルスレーザー溶接手段の
上流側で部材の前縁を検知すること、および該部
材がパルスレーザー溶接手段を通過するときに連
続的に部材の位置を検知することが含まれる。そ
れにより、部材に対してレーザー溶接を正確に開
始すること、および部材の長さに沿う溶接のため
のエネルギーを正確に制御することが可能とな
る。
を検知する工程には、パルスレーザー溶接手段の
上流側で部材の前縁を検知すること、および該部
材がパルスレーザー溶接手段を通過するときに連
続的に部材の位置を検知することが含まれる。そ
れにより、部材に対してレーザー溶接を正確に開
始すること、および部材の長さに沿う溶接のため
のエネルギーを正確に制御することが可能とな
る。
部材の後縁もまた、本発明の方法により、パル
スレーザー溶接手段の上流側で検知される。部材
がパルスレーザー溶接手段を通過するときに、部
材の位置を連続的に検知すると共に、部材の後縁
において、部材に沿つた正確であらかじめ決めら
れた位置で、溶接が終るようにパルスレーザー溶
接手段を制御することも可能となる。
スレーザー溶接手段の上流側で検知される。部材
がパルスレーザー溶接手段を通過するときに、部
材の位置を連続的に検知すると共に、部材の後縁
において、部材に沿つた正確であらかじめ決めら
れた位置で、溶接が終るようにパルスレーザー溶
接手段を制御することも可能となる。
さらに好ましい実施例においては、本発明のパ
ルスレーザー溶接手段を制御する工程は、検知さ
れた部材の移動に応じて、あらかじめ決められた
ようにレーザーパルスのパワーを種々変更し調節
することを含む。このように、パルスレーザー溶
接手段を制御する工程は、第１の比較的低いレー
ザーパワーのレベルで部材の溶接を開始し、次に
部材に沿うあらかじめ決められた距離のところで
レーザーパワーのレベルを第２の比較的高いレベ
ルに増加させることを含む。またレーザーパワー
のレベルは、第２の比較的高いパワーレベルか
ら、あらかじめ決められた距離のところで、第３
の比較的低いパワーレベルに減少する。以下詳細
に説明するように、溶接部材の長さ方向に沿うレ
ーザーパワーの正確な制御により、冶金学的欠
陥、または溶接の始点または終点における裂けな
どの最小化または回避のための入熱の調整が可能
となる。
ルスレーザー溶接手段を制御する工程は、検知さ
れた部材の移動に応じて、あらかじめ決められた
ようにレーザーパルスのパワーを種々変更し調節
することを含む。このように、パルスレーザー溶
接手段を制御する工程は、第１の比較的低いレー
ザーパワーのレベルで部材の溶接を開始し、次に
部材に沿うあらかじめ決められた距離のところで
レーザーパワーのレベルを第２の比較的高いレベ
ルに増加させることを含む。またレーザーパワー
のレベルは、第２の比較的高いパワーレベルか
ら、あらかじめ決められた距離のところで、第３
の比較的低いパワーレベルに減少する。以下詳細
に説明するように、溶接部材の長さ方向に沿うレ
ーザーパワーの正確な制御により、冶金学的欠
陥、または溶接の始点または終点における裂けな
どの最小化または回避のための入熱の調整が可能
となる。
好ましい実施例においては、パルス高エネルギ
ー密度溶接手段は、パルスレーザー溶接手段であ
り、またパルスレーザー溶接手段を制御するため
の制御手段は、検知された部材の移動に応じてパ
ルスレーザー溶接手段のパルシングを制御する。
それによつて、部材の移動速度を変化させたとし
ても、部材に沿う多数のオーバーラツプスポツト
溶接部のピツチは、実質的に一定となりうる。
ー密度溶接手段は、パルスレーザー溶接手段であ
り、またパルスレーザー溶接手段を制御するため
の制御手段は、検知された部材の移動に応じてパ
ルスレーザー溶接手段のパルシングを制御する。
それによつて、部材の移動速度を変化させたとし
ても、部材に沿う多数のオーバーラツプスポツト
溶接部のピツチは、実質的に一定となりうる。
パルスレーザー溶接手段は、溶接の開始時点に
おいて比較的高いレーザーパワーのピークを有す
るレーザーエネルギーのパルスを提供するのが好
ましい。これにより、被覆材または汚物などを表
面に有する薄肉のシート材料を溶接するのに有利
となる。それは、被覆材がパルスの開始点におけ
る高いパワーによつて蒸発し、後のパルスの残存
エネルギーが溶接を効果的に行うのに用いられる
からである。独立したパルスで高速で溶接すれ
ば、溶接部材に対する光エネルギーの伝達と干渉
するために、蒸発した被覆材または汚物の煙はほ
とんど発生しない。
おいて比較的高いレーザーパワーのピークを有す
るレーザーエネルギーのパルスを提供するのが好
ましい。これにより、被覆材または汚物などを表
面に有する薄肉のシート材料を溶接するのに有利
となる。それは、被覆材がパルスの開始点におけ
る高いパワーによつて蒸発し、後のパルスの残存
エネルギーが溶接を効果的に行うのに用いられる
からである。独立したパルスで高速で溶接すれ
ば、溶接部材に対する光エネルギーの伝達と干渉
するために、蒸発した被覆材または汚物の煙はほ
とんど発生しない。
部材の移動を検知するための手段は、パルスレ
ーザー溶接手段において、またはその上流側で、
部材の前縁を検知し、部材がパルスレーザー溶接
手段を通過して移動するときに部材の位置を連続
的に検知する。開示された実施例によれば、部材
の位置を連続的に検知するための手段は、部材を
移動させるための手段に連結されたエンコーダを
有する。エンコーダのアウトプツト信号はパルス
レーザー溶接手段を制御するための制御手段に送
られる。図示されている実施例において、制御手
段は、部材の位置または長さに関して、あらかじ
め決められたようにパルスレーザー溶接手段を制
御するために、エンコーダーのアウトプツト信号
によつて駆動するデジタル・アナログコンバータ
を有している。また制御手段は部材に沿うあらか
じめ決められた位置でレーザーを発光しまたはパ
ルシングすることを含み、それによつてパルスピ
ツチが部材の移動速度に関係なく一定に維持され
うる。このことは、エンコーダからのパルスをカ
ウントし、部材の位置に応じたあらかじめ決めら
れたパルスのインターバルでレーザーをパルス化
する制御手段内の回路によつて、達成される。
ーザー溶接手段において、またはその上流側で、
部材の前縁を検知し、部材がパルスレーザー溶接
手段を通過して移動するときに部材の位置を連続
的に検知する。開示された実施例によれば、部材
の位置を連続的に検知するための手段は、部材を
移動させるための手段に連結されたエンコーダを
有する。エンコーダのアウトプツト信号はパルス
レーザー溶接手段を制御するための制御手段に送
られる。図示されている実施例において、制御手
段は、部材の位置または長さに関して、あらかじ
め決められたようにパルスレーザー溶接手段を制
御するために、エンコーダーのアウトプツト信号
によつて駆動するデジタル・アナログコンバータ
を有している。また制御手段は部材に沿うあらか
じめ決められた位置でレーザーを発光しまたはパ
ルシングすることを含み、それによつてパルスピ
ツチが部材の移動速度に関係なく一定に維持され
うる。このことは、エンコーダからのパルスをカ
ウントし、部材の位置に応じたあらかじめ決めら
れたパルスのインターバルでレーザーをパルス化
する制御手段内の回路によつて、達成される。
好ましい実施例においては、溶接部材は、カン
体などを形成するために、レーザー突合せ溶接さ
れるべき長手方向にのびる縁部を有しており、円
筒形状をしている。装置においてＺバーは、部材
がパルスレーザー溶接手段の方へ高速で移動する
ときに、パルスレーザー溶接手段の近傍へ該縁を
ガイドするために設けられている。部材の前縁お
よび後縁は、溶接手段の上流側のＺバーガイド内
に位置づけられると共に部材の移動経路の対向す
る両側部に位置づけられた光源とフオトセンサに
よつて検知される。そのような検知手段の他の実
施例においては、前縁と後縁は、部材がパルスレ
ーザービームに接触しおよび接触を断つときの、
溶接プラズマからの光の存在および該光の不存在
を検知する光検知器によつて、溶接開始位置また
はパルスレーザー溶接手段において検知される。
体などを形成するために、レーザー突合せ溶接さ
れるべき長手方向にのびる縁部を有しており、円
筒形状をしている。装置においてＺバーは、部材
がパルスレーザー溶接手段の方へ高速で移動する
ときに、パルスレーザー溶接手段の近傍へ該縁を
ガイドするために設けられている。部材の前縁お
よび後縁は、溶接手段の上流側のＺバーガイド内
に位置づけられると共に部材の移動経路の対向す
る両側部に位置づけられた光源とフオトセンサに
よつて検知される。そのような検知手段の他の実
施例においては、前縁と後縁は、部材がパルスレ
ーザービームに接触しおよび接触を断つときの、
溶接プラズマからの光の存在および該光の不存在
を検知する光検知器によつて、溶接開始位置また
はパルスレーザー溶接手段において検知される。
これらおよび他の本発明の目的、特徴および利
点は添付図面を参照した以下の実施例を説明する
ことにより明らかとなる。なお本発明はかかる実
施例に限定されるものではないことはいうまでも
ない。
点は添付図面を参照した以下の実施例を説明する
ことにより明らかとなる。なお本発明はかかる実
施例に限定されるものではないことはいうまでも
ない。
［実施例］
第１図は金属性のカン体を連続的に形成するた
めの本発明の装置の一実施例を示す概略側面図、
第２図は第１図の詳細な部分側面図、第３図は第
２図に示されているＺバー支持アセンブリの詳細
な側面図、第４図は第３図の一部断面を有する右
側端面図、第５図は第４図の一部断面を有する端
面図、第６図は第２図に示されているガイドロー
ルを示す平面図、第７図はガイドロールまわりに
配索された金属ベルトを有する第２図に示された
装置の部分左側端面図、第８図は駆動スプロケツ
トおよびその支持シヤフトを示している、第２図
の−線部分断面図、第９図は本発明の装置の
ための金属ベルトの一実施例を示す部分平面図、
第１０図は第９図に示されている金属ベルトの正
面図、第１１図は金属ベルト、指状部および基板
の取りつけ状態を示す第１０図の−線断面
図、第１２図は第９図の金属ベルトの部分拡大
図、第１３図は本発明による指状部を有する基板
の平面図、第１４図は第１３図に示されている指
状部を有する基板の側面図、第１５図は第１４図
に示されている指状部を有する基板の右側端面
図、第１６図は第１図の概略的に示されているイ
ンデクサアセンブリの側面図、第１７図は第１６
図に示されているインデクサアセンブリの右側端
面図、第１８図は第１６のインデクサアセンブリ
のＸ−Ｘ線断面図、第１９図は本発明の装置
の駆動部の概略ブロツク図、第２０図はカムで駆
動するインデクサのかわりに直流サーボモータを
用いている点を除き第１９図に示されているもの
と同様の駆動部の概略ブロツク図、第２１図はチ
ユーブ状のシート材料が第１図の装置に沿つて移
動するときの速度を示す移動距離と速度との関係
を示すグラフ、第２２Ａ図は溶接部におけるスラ
ブの肉盛およびアンダーカツトを示す、速度30
ｍ／minで0.0203cm（0.008in）の厚さの低炭素鋼
のシート材料上に形成されたCWレーザー溶接に
よるビートオンプレートのスイツチ図、第２２Ｂ
図は球体を形成したスラブを示す、30ｍ／minで
0.0203cm（0.008in）の厚さの低炭素鋼のシート材
料上に形成されたCWレーザー溶接によるビート
オンプレートのスケツチ図、第２２Ｃ図は溶接部
下側で発生した溝を示す第２２Ｂの−線断面
図、第２２Ｄ図はスラブおよび溝が結びついて形
成された通しスロツトを示す、速度30ｍ／minで
0.0203cm（0.008in）の厚さの低炭素鋼のシート材
料上に形成されたCWレーザー溶接によるビート
オンプレートのスケツチ図、第２３図は、本発明
の装置によりつくられる溶接部の概略平面図、第
２４図は本発明によるカン体に沿う距離とレーザ
ーパルスからの平均的なレーザーパワーとの関係
を示すグラフ、第２５図はレーザーエネルギーの
パルスの形状を示す概略的なグラフ、第２６図は
本発明による検知器およびＺバーを示す装置の部
分側面図、第２７図は第２６図の装置のＺバーの
−線断面図、第２８図は第１図に示
す装置の制御手段の概略ブロツク図、第２９図は
本発明による検知手段の他の実施例の概略側面図
である。
めの本発明の装置の一実施例を示す概略側面図、
第２図は第１図の詳細な部分側面図、第３図は第
２図に示されているＺバー支持アセンブリの詳細
な側面図、第４図は第３図の一部断面を有する右
側端面図、第５図は第４図の一部断面を有する端
面図、第６図は第２図に示されているガイドロー
ルを示す平面図、第７図はガイドロールまわりに
配索された金属ベルトを有する第２図に示された
装置の部分左側端面図、第８図は駆動スプロケツ
トおよびその支持シヤフトを示している、第２図
の−線部分断面図、第９図は本発明の装置の
ための金属ベルトの一実施例を示す部分平面図、
第１０図は第９図に示されている金属ベルトの正
面図、第１１図は金属ベルト、指状部および基板
の取りつけ状態を示す第１０図の−線断面
図、第１２図は第９図の金属ベルトの部分拡大
図、第１３図は本発明による指状部を有する基板
の平面図、第１４図は第１３図に示されている指
状部を有する基板の側面図、第１５図は第１４図
に示されている指状部を有する基板の右側端面
図、第１６図は第１図の概略的に示されているイ
ンデクサアセンブリの側面図、第１７図は第１６
図に示されているインデクサアセンブリの右側端
面図、第１８図は第１６のインデクサアセンブリ
のＸ−Ｘ線断面図、第１９図は本発明の装置
の駆動部の概略ブロツク図、第２０図はカムで駆
動するインデクサのかわりに直流サーボモータを
用いている点を除き第１９図に示されているもの
と同様の駆動部の概略ブロツク図、第２１図はチ
ユーブ状のシート材料が第１図の装置に沿つて移
動するときの速度を示す移動距離と速度との関係
を示すグラフ、第２２Ａ図は溶接部におけるスラ
ブの肉盛およびアンダーカツトを示す、速度30
ｍ／minで0.0203cm（0.008in）の厚さの低炭素鋼
のシート材料上に形成されたCWレーザー溶接に
よるビートオンプレートのスイツチ図、第２２Ｂ
図は球体を形成したスラブを示す、30ｍ／minで
0.0203cm（0.008in）の厚さの低炭素鋼のシート材
料上に形成されたCWレーザー溶接によるビート
オンプレートのスケツチ図、第２２Ｃ図は溶接部
下側で発生した溝を示す第２２Ｂの−線断面
図、第２２Ｄ図はスラブおよび溝が結びついて形
成された通しスロツトを示す、速度30ｍ／minで
0.0203cm（0.008in）の厚さの低炭素鋼のシート材
料上に形成されたCWレーザー溶接によるビート
オンプレートのスケツチ図、第２３図は、本発明
の装置によりつくられる溶接部の概略平面図、第
２４図は本発明によるカン体に沿う距離とレーザ
ーパルスからの平均的なレーザーパワーとの関係
を示すグラフ、第２５図はレーザーエネルギーの
パルスの形状を示す概略的なグラフ、第２６図は
本発明による検知器およびＺバーを示す装置の部
分側面図、第２７図は第２６図の装置のＺバーの
−線断面図、第２８図は第１図に示
す装置の制御手段の概略ブロツク図、第２９図は
本発明による検知手段の他の実施例の概略側面図
である。
第２２Ａ〜２２Ｄ図にはスラブ状となつた溶接
部の欠陥の種類が示されている。さらに詳しく
は、第２２Ａ図には、30ｍ／minの溶接速度で、
かつスチール製のシート材料の完全な溶込みをう
るのに充分な選択されたレーザービームパワー
で、0.02032cm（0.008in）の厚さの低炭素鋼のシ
ート材料に形成された、CWレーザー溶接による
ビードオンプレートに対する溶接部の縁部でのア
ンダーカツトと個々のスラブ９８の肉盛とが示さ
れている。第２２Ｂ図には、同様にして形成され
たCWレーザー溶接による溶接部が示されてお
り、その中では、スラブが球体を形成している。
第２２Ｂ図のスラブのｘ−ｘ線横断面図を示すス
ケツチ図が、第２２Ｃ図に示されている。その中
では、溝１２０がスラブの下で発生していること
がわかる。第２２Ｄ図に示された溶接部は第２２
Ａ図および第２２Ｂに示されたものと同様にして
つくられたものであり、累積されたスラブと溝と
の組み合わせが、どのようにして、通しスロツト
１２１となつたか、すなわち溝が、スラブ間で、
どのようにして溶接材料を貫通したかということ
が示されている。
部の欠陥の種類が示されている。さらに詳しく
は、第２２Ａ図には、30ｍ／minの溶接速度で、
かつスチール製のシート材料の完全な溶込みをう
るのに充分な選択されたレーザービームパワー
で、0.02032cm（0.008in）の厚さの低炭素鋼のシ
ート材料に形成された、CWレーザー溶接による
ビードオンプレートに対する溶接部の縁部でのア
ンダーカツトと個々のスラブ９８の肉盛とが示さ
れている。第２２Ｂ図には、同様にして形成され
たCWレーザー溶接による溶接部が示されてお
り、その中では、スラブが球体を形成している。
第２２Ｂ図のスラブのｘ−ｘ線横断面図を示すス
ケツチ図が、第２２Ｃ図に示されている。その中
では、溝１２０がスラブの下で発生していること
がわかる。第２２Ｄ図に示された溶接部は第２２
Ａ図および第２２Ｂに示されたものと同様にして
つくられたものであり、累積されたスラブと溝と
の組み合わせが、どのようにして、通しスロツト
１２１となつたか、すなわち溝が、スラブ間で、
どのようにして溶接材料を貫通したかということ
が示されている。
これらの溶接欠陥は、種々の厚さを有する材料
および種々の溶接継手からなる材料に、高速CW
レーザー溶接、すなわち約22ｍ／minまたはそれ
以上の速度での溶接をすることによつて生じるこ
とがわかつている。さらに、溶接欠陥は、CWレ
ーザー溶接のビームのパワーを大きくすることに
よつては取り除かれはしない。
および種々の溶接継手からなる材料に、高速CW
レーザー溶接、すなわち約22ｍ／minまたはそれ
以上の速度での溶接をすることによつて生じるこ
とがわかつている。さらに、溶接欠陥は、CWレ
ーザー溶接のビームのパワーを大きくすることに
よつては取り除かれはしない。
高溶接速度で発生する力の結果生じうるスラ
ブ、アンダーカツトおよび不完全な溶接継手は、
丈夫で連続的な溶接部、または高い強度のシール
（seal）および美的外観を本質とするカン体およ
びその他の物品には受けいれられない。前述のよ
うに、これらの溶接部の不規則性および溶接欠陥
の起こる理由は、充分に解明されておらず、レー
ザー溶接中の、溶接パドル中のおよび溶接パドル
まわりの温度勾配および圧力勾配による溶融金属
の表面張力の勾配に関係するとされている。理論
的説明は別として、実際的には、約22ｍ／minま
たはそれ以上の高速でのレーザー溶接では、一様
な高品質の溶接部をうることができないのであ
る。
ブ、アンダーカツトおよび不完全な溶接継手は、
丈夫で連続的な溶接部、または高い強度のシール
（seal）および美的外観を本質とするカン体およ
びその他の物品には受けいれられない。前述のよ
うに、これらの溶接部の不規則性および溶接欠陥
の起こる理由は、充分に解明されておらず、レー
ザー溶接中の、溶接パドル中のおよび溶接パドル
まわりの温度勾配および圧力勾配による溶融金属
の表面張力の勾配に関係するとされている。理論
的説明は別として、実際的には、約22ｍ／minま
たはそれ以上の高速でのレーザー溶接では、一様
な高品質の溶接部をうることができないのであ
る。
高速でのレーザー溶接に関する冶金学的問題
は、本発明の方法によれば、第２３図に符号１０
５で模式的に示された連続的なレーザー溶接によ
り溶接部を形成することによつて、また第１図、
第２図および第５図に示すようなパルスレーザー
溶接手段に対して、22〜40ｍ／minまたはそれよ
りも高速で、部材１０６を移動させ、パルスレー
ザー溶接手段からのパルス状にされたレーザーエ
ネルギーにより形成された一連の多数のオーバー
ラツプスポツト溶接部１０７で、部材に沿つて連
続的な溶接部１０５を形成することによつて、達
成される。パルス状にされたレーザーエネルギー
の平均エネルギー密度は、少なくとも
155000.31W／cm2（106W／in2）である。部材の移
動は、レーザー溶接手段の近傍で検知され、パル
スレーザー溶接手段６は、部材の移動に応じて、
溶接中、制御される。それにより、部材の単位長
さあたりのレーザーパルスによる溶接のためのエ
ネルギーは正確に制御される。
は、本発明の方法によれば、第２３図に符号１０
５で模式的に示された連続的なレーザー溶接によ
り溶接部を形成することによつて、また第１図、
第２図および第５図に示すようなパルスレーザー
溶接手段に対して、22〜40ｍ／minまたはそれよ
りも高速で、部材１０６を移動させ、パルスレー
ザー溶接手段からのパルス状にされたレーザーエ
ネルギーにより形成された一連の多数のオーバー
ラツプスポツト溶接部１０７で、部材に沿つて連
続的な溶接部１０５を形成することによつて、達
成される。パルス状にされたレーザーエネルギー
の平均エネルギー密度は、少なくとも
155000.31W／cm2（106W／in2）である。部材の移
動は、レーザー溶接手段の近傍で検知され、パル
スレーザー溶接手段６は、部材の移動に応じて、
溶接中、制御される。それにより、部材の単位長
さあたりのレーザーパルスによる溶接のためのエ
ネルギーは正確に制御される。
好ましい実施例においては、パルスレーザー溶
接手段を制御する工程には、検知される部材の移
動に応じてパルスレーザー溶接手段のパルス状態
を制御することが含まれている。それにより、た
とえば、部材に沿う多数のオーバーラツプスポツ
ト溶接部のピツチは、溶接中の部材の移動速度が
変化するばあいでさえも、実質的に一定に維持さ
れうる。
接手段を制御する工程には、検知される部材の移
動に応じてパルスレーザー溶接手段のパルス状態
を制御することが含まれている。それにより、た
とえば、部材に沿う多数のオーバーラツプスポツ
ト溶接部のピツチは、溶接中の部材の移動速度が
変化するばあいでさえも、実質的に一定に維持さ
れうる。
さらに、好ましい実施例によれれば、パルスレ
ーザー溶接手段を制御する工程にはまた、検知さ
れる部材の移動に応じて、あらかじめ決められた
ように、レーザーパルスのパワーを調節すること
が含まれている。カン体の長手方向の溶接箇所を
レーザーによる突合せ溶接をするばあいにおいて
は、カン体の端部における溶接金属の熱影響部の
引き裂き感受率は、たとえば端部から0.0254〜
0.03048cm（0.010〜0.012in）以内の部位におい
て、できるだけ入熱を小さくして溶接することに
よつてかなり減少することが発見されている。そ
のばあい、溶接部はオーバーラツプする多数のス
ポツト溶接部によつて形成される。レーザーパル
スによつて形成された一連の溶接パドルは、冶金
学的な問題と関係のある入熱を最小化し、かつ溶
接部の外側で工具を用いて部材を束縛する必要性
を少なくするように、すばやく冷える。
ーザー溶接手段を制御する工程にはまた、検知さ
れる部材の移動に応じて、あらかじめ決められた
ように、レーザーパルスのパワーを調節すること
が含まれている。カン体の長手方向の溶接箇所を
レーザーによる突合せ溶接をするばあいにおいて
は、カン体の端部における溶接金属の熱影響部の
引き裂き感受率は、たとえば端部から0.0254〜
0.03048cm（0.010〜0.012in）以内の部位におい
て、できるだけ入熱を小さくして溶接することに
よつてかなり減少することが発見されている。そ
のばあい、溶接部はオーバーラツプする多数のス
ポツト溶接部によつて形成される。レーザーパル
スによつて形成された一連の溶接パドルは、冶金
学的な問題と関係のある入熱を最小化し、かつ溶
接部の外側で工具を用いて部材を束縛する必要性
を少なくするように、すばやく冷える。
しかしながら、本発明によるパルスレーザー溶
接を行なつている間、カン体の端部で、入熱を最
小になるようにして、パルスレーザー溶接手段６
に対してカン体を高速で移動させるときに、カン
体が誤つた方向に移動したり、または誤つた軌道
を動いたりすることにより、カン体の長手方向の
中央部で一様でない溶込みが起こることがある。
またカン体中央部での一様でない溶込みに関する
問題は、カン体の端部の溶接に最小の入熱を用い
るときに、放熱がカン体の中央部においては360°
に広がるが、端部においては180°しか広がらいと
いう事実においても深刻なものとなる。一様でな
い溶込みまたは溶接の構造に関する問題を避ける
ために、カン体の端部における溶接の入熱を最小
化すると同時に、本発明によれば、レーザーパル
スのパワーを、カン体の位置に応じて、あらかじ
め決められたように、カン体の溶接部の長さ方向
に沿つて調節しうる。それによつて、カン体の前
端において、第１の比較的低いレベルのレーザー
パワー、すなわち単位溶接長あたり比較的低い入
熱で、溶接が行なわれ、次に溶接部に沿うあらか
じめ決められた距離のところで、比較的高いレベ
ルのレーザーパワー、すなわち単位溶接長あたり
比較的高いレベルのレーザーパワーに増加され、
溶接が行なわれる。さらに、レーザーパワーは、
最小の入熱でカン体の後端を溶接するために、カ
ン体の後端からあらかじめ決められた距離のとこ
ろで、第２の比較的高いレベルのレーザーパワ
ー、すなわち単位溶接長あたり第２の比較的高い
入熱から、第３の比較的低いレベルのレーザーパ
ワー、すなわち単位溶接長あたり第３の比較的低
い入熱まで減少する。
接を行なつている間、カン体の端部で、入熱を最
小になるようにして、パルスレーザー溶接手段６
に対してカン体を高速で移動させるときに、カン
体が誤つた方向に移動したり、または誤つた軌道
を動いたりすることにより、カン体の長手方向の
中央部で一様でない溶込みが起こることがある。
またカン体中央部での一様でない溶込みに関する
問題は、カン体の端部の溶接に最小の入熱を用い
るときに、放熱がカン体の中央部においては360°
に広がるが、端部においては180°しか広がらいと
いう事実においても深刻なものとなる。一様でな
い溶込みまたは溶接の構造に関する問題を避ける
ために、カン体の端部における溶接の入熱を最小
化すると同時に、本発明によれば、レーザーパル
スのパワーを、カン体の位置に応じて、あらかじ
め決められたように、カン体の溶接部の長さ方向
に沿つて調節しうる。それによつて、カン体の前
端において、第１の比較的低いレベルのレーザー
パワー、すなわち単位溶接長あたり比較的低い入
熱で、溶接が行なわれ、次に溶接部に沿うあらか
じめ決められた距離のところで、比較的高いレベ
ルのレーザーパワー、すなわち単位溶接長あたり
比較的高いレベルのレーザーパワーに増加され、
溶接が行なわれる。さらに、レーザーパワーは、
最小の入熱でカン体の後端を溶接するために、カ
ン体の後端からあらかじめ決められた距離のとこ
ろで、第２の比較的高いレベルのレーザーパワ
ー、すなわち単位溶接長あたり第２の比較的高い
入熱から、第３の比較的低いレベルのレーザーパ
ワー、すなわち単位溶接長あたり第３の比較的低
い入熱まで減少する。
レーザーパルスのパワーのそのような調節態様
が、第２４図に示されている。そこでは、パルス
の平均的なレーザーパワーのパワー特性が、カン
体の長さに沿う距離の関数として示されている。
カン体の前端に対応する距離D1においては、平
均的なレーザーパワーは、第１の比較的低いレベ
ルP1であり、それから距離D1から距離D2までは、
あらかじめ決められたようなスロープを描いて、
第２の比較的高いレーザーパワーのレベルP2ま
で、徐々に増加する。カン体の中央部を溶接する
ときには、距離D2からあらかじめ決められた距
離D3まで、レーザーパワーのレベルP2が維持さ
れる。カン体の端部近傍、すなわち距離D3の位
置では、レーザーパルスの平均的なレーザーパワ
ーは、距離D3から後端、すなわち距離D4までの
あらかじめ決められた距離にわたつて、最初のレ
ーザーパワーのレベルP1よりも低い第３の比較
的低いレーザーパワーのレベルP3まで減少する。
カン体の端部、すなわち距離D4において、レー
ザーパワーは次のカン体の前縁が距離D1の位置
にくると共に、平均的なレーザーパワーが再度レ
ベルP1となるまで、レベルP3に維持される。こ
のような工程が、次のカン体の全長に沿う溶接箇
所におけるパルスレーザーによる突合せ溶接に対
して繰り返されることになる。
が、第２４図に示されている。そこでは、パルス
の平均的なレーザーパワーのパワー特性が、カン
体の長さに沿う距離の関数として示されている。
カン体の前端に対応する距離D1においては、平
均的なレーザーパワーは、第１の比較的低いレベ
ルP1であり、それから距離D1から距離D2までは、
あらかじめ決められたようなスロープを描いて、
第２の比較的高いレーザーパワーのレベルP2ま
で、徐々に増加する。カン体の中央部を溶接する
ときには、距離D2からあらかじめ決められた距
離D3まで、レーザーパワーのレベルP2が維持さ
れる。カン体の端部近傍、すなわち距離D3の位
置では、レーザーパルスの平均的なレーザーパワ
ーは、距離D3から後端、すなわち距離D4までの
あらかじめ決められた距離にわたつて、最初のレ
ーザーパワーのレベルP1よりも低い第３の比較
的低いレーザーパワーのレベルP3まで減少する。
カン体の端部、すなわち距離D4において、レー
ザーパワーは次のカン体の前縁が距離D1の位置
にくると共に、平均的なレーザーパワーが再度レ
ベルP1となるまで、レベルP3に維持される。こ
のような工程が、次のカン体の全長に沿う溶接箇
所におけるパルスレーザーによる突合せ溶接に対
して繰り返されることになる。
本発明の方法は、溶接領域において異種材料か
らなる被覆部を有する部材に高速で溶接を行なえ
る点において、とくに有利である。好ましくは、
第２５図に示すように、それぞれのパルスのレー
ザーエネルギーは、比較的低いレーザーパワーの
レベル１０４にある間に、異種被覆材を蒸発させ
ると共に、部材の溶接エネルギーの吸収を助ける
ために、それぞれのパルスの開始時においてレー
ザーパワーの比較的高いピーク１０３を与えてい
る。たとえば、本発明の方法を用いると、溶接領
域近傍に被覆された被覆材を除去することなく、
高速、すなわち22ｍ／min以上で、たとえばラツ
カーやワニスなどを塗布した印刷部分を有する金
属製のカン体を溶接することが可能である。連続
的なレーザービームによつて形成された溶接部と
比較して、すすの発生が少なく、溶接部の品質
は、前述のような高速でさえ優れている。さら
に、本発明による方法によれば、高品質の溶接部
が種々の厚さの、種々の異種被覆部を有する材料
に形成されうるが、連続的なレーザービームで
は、被覆部を有する材料の高品質の溶接部は、低
速度での溶接においてのみ、および選択された薄
い被覆部を有する材料においてのみ形成されう
る。
らなる被覆部を有する部材に高速で溶接を行なえ
る点において、とくに有利である。好ましくは、
第２５図に示すように、それぞれのパルスのレー
ザーエネルギーは、比較的低いレーザーパワーの
レベル１０４にある間に、異種被覆材を蒸発させ
ると共に、部材の溶接エネルギーの吸収を助ける
ために、それぞれのパルスの開始時においてレー
ザーパワーの比較的高いピーク１０３を与えてい
る。たとえば、本発明の方法を用いると、溶接領
域近傍に被覆された被覆材を除去することなく、
高速、すなわち22ｍ／min以上で、たとえばラツ
カーやワニスなどを塗布した印刷部分を有する金
属製のカン体を溶接することが可能である。連続
的なレーザービームによつて形成された溶接部と
比較して、すすの発生が少なく、溶接部の品質
は、前述のような高速でさえ優れている。さら
に、本発明による方法によれば、高品質の溶接部
が種々の厚さの、種々の異種被覆部を有する材料
に形成されうるが、連続的なレーザービームで
は、被覆部を有する材料の高品質の溶接部は、低
速度での溶接においてのみ、および選択された薄
い被覆部を有する材料においてのみ形成されう
る。
本発明による、高速で移動する部材に沿つて連
続的なレーザー溶接部を形成するための装置１
が、第１図および第２図に示されている。該装置
は、パルスレーザー溶接手段６に対して溶接部材
２を高速で移動させるための移動手段７と、パル
スレーザー溶接手段６近傍で部材２の移動を検知
するための検知手段９６，９７と、部材の単位長
さあたりの、レーザーパルスによる溶接のための
エネルギーが正確に制御されるように、検知され
た部材の移動に応じて、パルスレーザー溶接手段
６を制御するための制御手段９８とからなる。
続的なレーザー溶接部を形成するための装置１
が、第１図および第２図に示されている。該装置
は、パルスレーザー溶接手段６に対して溶接部材
２を高速で移動させるための移動手段７と、パル
スレーザー溶接手段６近傍で部材２の移動を検知
するための検知手段９６，９７と、部材の単位長
さあたりの、レーザーパルスによる溶接のための
エネルギーが正確に制御されるように、検知され
た部材の移動に応じて、パルスレーザー溶接手段
６を制御するための制御手段９８とからなる。
部材２は、通常長手方向に延びる溶接されるべ
き縁部を有する金属またはそのほかの円筒形状の
チユーブ状のシート材料である。該チユーブ状の
シート材料２は、従来から知られているロール成
形機（roll former）３によつて、平面的なシー
ト材料から成形される。また、たとえば、四角形
などの、円形以外の断面を有するチユーブ状のシ
ート材料を製造する成形手段が用いられてもよ
い。
き縁部を有する金属またはそのほかの円筒形状の
チユーブ状のシート材料である。該チユーブ状の
シート材料２は、従来から知られているロール成
形機（roll former）３によつて、平面的なシー
ト材料から成形される。また、たとえば、四角形
などの、円形以外の断面を有するチユーブ状のシ
ート材料を製造する成形手段が用いられてもよ
い。
パルスレーザー溶接手段６に対して、高速で、
部材２を移動させるための移動手段７は、チユー
ブ状のシート材料２を、レーザー溶接手段６の方
に向けて、ロール成形機３から第１位置５まで、
連続的に前進させるための前進手段４から部材を
受けとる。それにより、チユーブ状のシート材料
が第１位置において、あらかじめ決められた速度
で移動する。移動手段７は、チユーブ状のシート
材料を実質的に一定の速度で第１位置５から第２
位置１０まで、連続的に前進させるための付加的
な前進手段を構成している。このような構成は、
1982年４月15日に出願された米国特許出願 第
368869号明細書（特公昭58−188596号公報に相
当）に開示されている。その開示はここで説明さ
れる。
部材２を移動させるための移動手段７は、チユー
ブ状のシート材料２を、レーザー溶接手段６の方
に向けて、ロール成形機３から第１位置５まで、
連続的に前進させるための前進手段４から部材を
受けとる。それにより、チユーブ状のシート材料
が第１位置において、あらかじめ決められた速度
で移動する。移動手段７は、チユーブ状のシート
材料を実質的に一定の速度で第１位置５から第２
位置１０まで、連続的に前進させるための付加的
な前進手段を構成している。このような構成は、
1982年４月15日に出願された米国特許出願 第
368869号明細書（特公昭58−188596号公報に相
当）に開示されている。その開示はここで説明さ
れる。
前述の特許出願の明細書中に示されているよう
に、付加的な前進手段７は、第４図および第５図
に示されているような１組の継ぎ目のない金属ベ
ルト８，９を有している。該金属ベルト８，９は
第１位置５と第２位置１０との間に延びている。
それぞれの金属ベルトは、チユーブ状のシート材
料２を前進させるために、チユーブ状のシート材
料２の後端と係合する、間隔をおいて金属ベルト
上に取りつけられた複数の指状部（finger）１１
を有する。
に、付加的な前進手段７は、第４図および第５図
に示されているような１組の継ぎ目のない金属ベ
ルト８，９を有している。該金属ベルト８，９は
第１位置５と第２位置１０との間に延びている。
それぞれの金属ベルトは、チユーブ状のシート材
料２を前進させるために、チユーブ状のシート材
料２の後端と係合する、間隔をおいて金属ベルト
上に取りつけられた複数の指状部（finger）１１
を有する。
第１〜８図に示されているように、金属ベルト
８，９は、複数のガイドロール１２〜１７および
駆動スプロケツト９５に、溶接部材の長手方向に
延びる縁部において対向して間隔をおいて設けら
れている。駆動スプロケツト９５は駆動スプロケ
ツト部１８，１９を有している。それぞれの駆動
スプロケツト部１８，１９には、それぞれの金属
ベルトに一連に形成された孔と係合させるため
に、その外面に複数の歯２０が設けられている。
歯２０は、あらかじめ決められた間隔をおいてそ
れぞれのスプロケツト部１８，１９に挿入された
ピンの上部分に相当する。第７図に示されている
ように、金属ベルトの孔２１は円形状であり、歯
２０は、孔の前部と相補性を有する形状をしてい
る。歯の上面は、金属ベルトに設けられた孔から
の歯の引つ込みの際、および孔との係合の間、金
属ベルトと干渉しないように、歯の後部に切欠部
（recess）を設けている。
８，９は、複数のガイドロール１２〜１７および
駆動スプロケツト９５に、溶接部材の長手方向に
延びる縁部において対向して間隔をおいて設けら
れている。駆動スプロケツト９５は駆動スプロケ
ツト部１８，１９を有している。それぞれの駆動
スプロケツト部１８，１９には、それぞれの金属
ベルトに一連に形成された孔と係合させるため
に、その外面に複数の歯２０が設けられている。
歯２０は、あらかじめ決められた間隔をおいてそ
れぞれのスプロケツト部１８，１９に挿入された
ピンの上部分に相当する。第７図に示されている
ように、金属ベルトの孔２１は円形状であり、歯
２０は、孔の前部と相補性を有する形状をしてい
る。歯の上面は、金属ベルトに設けられた孔から
の歯の引つ込みの際、および孔との係合の間、金
属ベルトと干渉しないように、歯の後部に切欠部
（recess）を設けている。
代替的に、本発明の好ましい実施例によれば、
駆動スプロケツトに設けられた歯を受けとめるた
めの金属ベルトに形成された孔は、第１２図に符
号２２で示されているように、四角形状をしてい
る。そのばあい、駆動スプロケツト上の歯２３の
駆動面は、金属ベルトを駆動させるための四角形
状の孔の前方のフラツトな部分と都合よく係合す
るように、フラツトである。そのような協動する
フラツトな面を用いれば、機械加工は容易になさ
れ、金属ブエルトの孔とスプロケツト部の歯との
正確な位置関係は容易にえられる。歯と金属ベル
トとの間の駆動面積は、またそのような係合する
フラツト面を使用することによつて大きくされ
る。それによつて、金属ベルトに対する高いトル
クの伝達が可能となる。
駆動スプロケツトに設けられた歯を受けとめるた
めの金属ベルトに形成された孔は、第１２図に符
号２２で示されているように、四角形状をしてい
る。そのばあい、駆動スプロケツト上の歯２３の
駆動面は、金属ベルトを駆動させるための四角形
状の孔の前方のフラツトな部分と都合よく係合す
るように、フラツトである。そのような協動する
フラツトな面を用いれば、機械加工は容易になさ
れ、金属ブエルトの孔とスプロケツト部の歯との
正確な位置関係は容易にえられる。歯と金属ベル
トとの間の駆動面積は、またそのような係合する
フラツト面を使用することによつて大きくされ
る。それによつて、金属ベルトに対する高いトル
クの伝達が可能となる。
第８図に示すように、駆動スプロケツト９５
は、回動しないように駆動シヤフト２４に支持さ
れている。駆動シヤフト２４は、装置１の構成要
素の大部分を支持しているツーリングプレート
（tooling plate）２５を貫通して延びている。駆
動シヤフト２４は、以下説明するように、過荷重
クラツチ（overload chuch）２６を介して回動
自在に駆動する。部材の移動を検知するための手
段９７は、以下でさらに詳しく説明されるよう
に、駆動軸２４に連結されたシヤフトエンコーダ
（shaft encoder）として存在している。
は、回動しないように駆動シヤフト２４に支持さ
れている。駆動シヤフト２４は、装置１の構成要
素の大部分を支持しているツーリングプレート
（tooling plate）２５を貫通して延びている。駆
動シヤフト２４は、以下説明するように、過荷重
クラツチ（overload chuch）２６を介して回動
自在に駆動する。部材の移動を検知するための手
段９７は、以下でさらに詳しく説明されるよう
に、駆動軸２４に連結されたシヤフトエンコーダ
（shaft encoder）として存在している。
第２図に示されている付加的な前進手段の上部
右側にあるガイドロール１６，１７は、固定され
たアイドラーアセンブリ（idler assembly）２７
によつて、固定された位置に回動自在に支持され
る。付加的な前進手段７の上部左側にあるガイド
ロール１４，１５は、ベルトテンシヨナー（belt
tensioner）２８に連結されている。ベルトテン
シヨナー２８のスプリング２９は、金属ベルト
８，９を張り状態にするために、ガイドロール１
４，１５を外方に弾性的に付勢する。第２図に示
されているように、ガイドロール１５は、ベルト
テンシヨナー２８において、ガイドロール１４の
わずかに右斜め下に、設けられている。金属ベル
ト８，９は等しい長さである。それにより、ガイ
ドロール１４，１５の位置関係におけるこの違い
により、ガイドロール１３は、第２図に示されて
いる偏心的アイドラーアセンブリ２６Ａにおける
ガイドロール２３のわずか下に位置づけられる。
金属ベルト８，９は、第１位置５において異なつ
た高さで存在し、金属ベルトが同じ高さとなる第
２位置１０に向けて付加的な前進手段７の長さ方
向に沿つて移動すると、徐々にたがいに一点に集
中する結果となる。金属ベルトのそのような空間
的な関係は、第１８図に示されているように、ロ
ール成形機３のキヤツチバー３０などから供給さ
れるチユーブ状のシート材料の対向する縁部がた
がいに垂直方向にずれる可能性があることを考慮
して構成されたものである。
右側にあるガイドロール１６，１７は、固定され
たアイドラーアセンブリ（idler assembly）２７
によつて、固定された位置に回動自在に支持され
る。付加的な前進手段７の上部左側にあるガイド
ロール１４，１５は、ベルトテンシヨナー（belt
tensioner）２８に連結されている。ベルトテン
シヨナー２８のスプリング２９は、金属ベルト
８，９を張り状態にするために、ガイドロール１
４，１５を外方に弾性的に付勢する。第２図に示
されているように、ガイドロール１５は、ベルト
テンシヨナー２８において、ガイドロール１４の
わずかに右斜め下に、設けられている。金属ベル
ト８，９は等しい長さである。それにより、ガイ
ドロール１４，１５の位置関係におけるこの違い
により、ガイドロール１３は、第２図に示されて
いる偏心的アイドラーアセンブリ２６Ａにおける
ガイドロール２３のわずか下に位置づけられる。
金属ベルト８，９は、第１位置５において異なつ
た高さで存在し、金属ベルトが同じ高さとなる第
２位置１０に向けて付加的な前進手段７の長さ方
向に沿つて移動すると、徐々にたがいに一点に集
中する結果となる。金属ベルトのそのような空間
的な関係は、第１８図に示されているように、ロ
ール成形機３のキヤツチバー３０などから供給さ
れるチユーブ状のシート材料の対向する縁部がた
がいに垂直方向にずれる可能性があることを考慮
して構成されたものである。
さらに詳しくは、チユーブ状のシート材料の対
向する縁部は、外縁部がキヤツチバー３０を介し
て、そのガイド溝がカンの全長に沿つて垂直方向
にずれているＺバー３１のガイド溝の方へ進めら
れるので、垂直方向にずれたままの状態となつて
いる。Ｚバー３１から、チユーブ状のシート材料
２の垂直方向にずれた縁部は、Ｚバー３１から、
たとえば米国特許第4272004号明細書または米国
特許第4354090号明細書記載のＺバー３２へ案内
される。Ｚバー３２に関して、垂直方向にずれて
いるガイド溝は、Ｚバー３２の長さに沿い、たが
いに一点に集中するようになる。それによつて、
チユーブ状のシート材料の対向する縁部は、バル
スレーザー溶接手段６の領域で、たがいに隣接し
または重なりあうようになる。Ｚバー３１，３２
はＺバー支持アセンブリ４４を介してツーリング
プレート２５によつて支持されている。第１位置
５におけるでのガイドロール１２と１３との間の
金属ベルト８，９の通路、および第２位置１０に
おける駆動スプロケツト部１８，１９の通路は、
第１位置５から第２位置１０までのチユーブ状の
シート材料２のそれぞれの縁部の通路と本質的に
平行である。そのため、金属ベルト８，９の指状
部１１は、指状部１１の磨耗、金属シート材料の
角部の摩耗または変形を最小化するように、シー
ト材料の後端と係合し、シート材料の後端に対し
て本質的に固定された状態にある。固定されたア
イドラーアセンブリ２７、ベルトテンシヨナー２
８および軸をずらせたアイドラーアセンブリ２９
Ａは、装置のツーリングプレート２５に支持され
ている。ガイドロール１２〜１７の形状は、第６
図を参照するこことによつて理解されうる。そこ
では、ガイドロール１２，１３は、間隔をおいて
示されている。それぞれのガイドロール１２，１
３には、金属ベルト８または９を受けとめるへこ
み３３が設けられているのが好ましい。金属製の
指状部１１をベルトに結合させるための、すなわ
ち以下に説明するような締め具、リベツトを受け
とめるための２つの溝３４が、それぞれのへこみ
３３の底部に形成されている。
向する縁部は、外縁部がキヤツチバー３０を介し
て、そのガイド溝がカンの全長に沿つて垂直方向
にずれているＺバー３１のガイド溝の方へ進めら
れるので、垂直方向にずれたままの状態となつて
いる。Ｚバー３１から、チユーブ状のシート材料
２の垂直方向にずれた縁部は、Ｚバー３１から、
たとえば米国特許第4272004号明細書または米国
特許第4354090号明細書記載のＺバー３２へ案内
される。Ｚバー３２に関して、垂直方向にずれて
いるガイド溝は、Ｚバー３２の長さに沿い、たが
いに一点に集中するようになる。それによつて、
チユーブ状のシート材料の対向する縁部は、バル
スレーザー溶接手段６の領域で、たがいに隣接し
または重なりあうようになる。Ｚバー３１，３２
はＺバー支持アセンブリ４４を介してツーリング
プレート２５によつて支持されている。第１位置
５におけるでのガイドロール１２と１３との間の
金属ベルト８，９の通路、および第２位置１０に
おける駆動スプロケツト部１８，１９の通路は、
第１位置５から第２位置１０までのチユーブ状の
シート材料２のそれぞれの縁部の通路と本質的に
平行である。そのため、金属ベルト８，９の指状
部１１は、指状部１１の磨耗、金属シート材料の
角部の摩耗または変形を最小化するように、シー
ト材料の後端と係合し、シート材料の後端に対し
て本質的に固定された状態にある。固定されたア
イドラーアセンブリ２７、ベルトテンシヨナー２
８および軸をずらせたアイドラーアセンブリ２９
Ａは、装置のツーリングプレート２５に支持され
ている。ガイドロール１２〜１７の形状は、第６
図を参照するこことによつて理解されうる。そこ
では、ガイドロール１２，１３は、間隔をおいて
示されている。それぞれのガイドロール１２，１
３には、金属ベルト８または９を受けとめるへこ
み３３が設けられているのが好ましい。金属製の
指状部１１をベルトに結合させるための、すなわ
ち以下に説明するような締め具、リベツトを受け
とめるための２つの溝３４が、それぞれのへこみ
３３の底部に形成されている。
組をなすそれぞれのガイドバー３５〜３８が、
金属ベルトの下部、すなわち金属ベルト内側に、
かつガイドロールと駆動スプロケツトとの間に、
設けられている。それは駆動中の金属ベルトの振
動、垂直方向に移動を防止するように、ベルトを
支持するためである。組をなすガイドバー３５，
３６および３７は、それぞれＬ字状の支持ブラケ
ツト３９，４０および４１に取りつけられてい
る。該支持ブラケツトは、それぞれ第２図に示さ
れているように、好適な締め具４２によつて、ツ
ーリングプレートに調節自在に取りつけられてい
る。組をなすガイドバー３８は、第３〜５図に示
されているように、Ｚバー支持アセンブリ４４に
固定されている。それぞれのガイドバーは、指状
部１１を金属ベルト８，９に連結させるリベツト
を収容するための、第７図および第５図に符号４
３で示されている、２つの溝が設けられた支持面
を有している。ガイドバーはプラスチツクまたは
金属、たとえばアルミニウム青銅などの耐磨耗性
を有する材料から形成されるのが好ましい。少な
くともガイドバー３８は、第４図および第５図に
示すように、Ｚバー３２の両側部のそれぞれにベ
ルト８，９を正確に位置づけるのに調和した形状
に機械加工されている。駆動スプロケツト９５と
該駆動スプロケツト９５の下流側の隣りあうガイ
ドロール１６，１７との間にあるガイドバー３７
は、回転時に、金属ベルト８，９を駆動スプロケ
ツト部から離脱させるために、駆動スプロケツト
部１８，１９に隣接した位置まで延びる部分４５
を有する。耐磨耗性材料から形成された、部分４
５を有するガイドバー３７を設けることによつ
て、部分４５は、金属ベルト８，９が駆動スプロ
ケツト９５から離れるときに、駆動スプロケツト
に対してこすられることになる。金属ベルト８，
９を駆動スプロケツト９５から離脱させる困難性
を最小のものにするために、駆動スプロケツト９
５上の歯２０または２３は、金属ベルトの厚さよ
りもほんのわずか高くされている。第２図に示す
ように、ガイドバー３７の部分４５は駆動スプロ
ケツト９５の外形にしたがう刃物のエツジのよう
な形状をしている。
金属ベルトの下部、すなわち金属ベルト内側に、
かつガイドロールと駆動スプロケツトとの間に、
設けられている。それは駆動中の金属ベルトの振
動、垂直方向に移動を防止するように、ベルトを
支持するためである。組をなすガイドバー３５，
３６および３７は、それぞれＬ字状の支持ブラケ
ツト３９，４０および４１に取りつけられてい
る。該支持ブラケツトは、それぞれ第２図に示さ
れているように、好適な締め具４２によつて、ツ
ーリングプレートに調節自在に取りつけられてい
る。組をなすガイドバー３８は、第３〜５図に示
されているように、Ｚバー支持アセンブリ４４に
固定されている。それぞれのガイドバーは、指状
部１１を金属ベルト８，９に連結させるリベツト
を収容するための、第７図および第５図に符号４
３で示されている、２つの溝が設けられた支持面
を有している。ガイドバーはプラスチツクまたは
金属、たとえばアルミニウム青銅などの耐磨耗性
を有する材料から形成されるのが好ましい。少な
くともガイドバー３８は、第４図および第５図に
示すように、Ｚバー３２の両側部のそれぞれにベ
ルト８，９を正確に位置づけるのに調和した形状
に機械加工されている。駆動スプロケツト９５と
該駆動スプロケツト９５の下流側の隣りあうガイ
ドロール１６，１７との間にあるガイドバー３７
は、回転時に、金属ベルト８，９を駆動スプロケ
ツト部から離脱させるために、駆動スプロケツト
部１８，１９に隣接した位置まで延びる部分４５
を有する。耐磨耗性材料から形成された、部分４
５を有するガイドバー３７を設けることによつ
て、部分４５は、金属ベルト８，９が駆動スプロ
ケツト９５から離れるときに、駆動スプロケツト
に対してこすられることになる。金属ベルト８，
９を駆動スプロケツト９５から離脱させる困難性
を最小のものにするために、駆動スプロケツト９
５上の歯２０または２３は、金属ベルトの厚さよ
りもほんのわずか高くされている。第２図に示す
ように、ガイドバー３７の部分４５は駆動スプロ
ケツト９５の外形にしたがう刃物のエツジのよう
な形状をしている。
第７図および第９〜１２図に示されている連続
的な金属ベルト８，９は、厚さ0.0254cm
（0.010in）、幅2.84〜2.87mm（1.12〜1.13in）の耐
食性を有するステンレス鋼から形成されるのが好
ましい。また磁性をおびたまたは磁性をおびてい
ないステンレス鋼が用いられていてもよい。金属
ベルトの材料は、ガイドロールまわりでの曲げ、
また駆動スプロケツトによる張り状態での駆動に
都合のよいように、可撓性を有している。金属ベ
ルトの製造において、連続的なステンレス鋼のス
トリツプ（strip）には、駆動スプロケツト９５
の歯２０または２３を受けとめるための孔２１ま
たは２３がパンチで穿設される。これらの孔は、
たとえばベルトの長さ方向に沿つて1.27cm（0.5
インチ）間隔で設けられうる。同様にして、一連
の、均一な間隔をおいて設けられた小さな孔４６
が、金属ベルト上に設けられる指状部１１を固定
させるために、中央の孔２１または２２のそれぞ
れの側部においてパンチで穿設されている。孔４
６間の間隔は、図に示されているように、中央の
孔２１または２２間の間隔と等しいものである
が、装置によつて前進させられるチユーブ状のシ
ート材料またはカン体の長さに依存して種々変更
してもよい。いつたん、所望の孔がステンレス鋼
のストリツプにパンチで穿設されると、ストリツ
プの端部はたがいに連続的な金属ベルトを形成す
るために電子ビーム溶接またはレーザー溶接によ
つて突合せ溶接される。開示されている実施例に
おいて、装置に用いられているベルトの全長は
177.8〜190.5cm（70〜75in）である。開示されて
いる実施例における金属ベルトの厚さは0.0254cm
（0.010in）であるが、ベルトの厚さは種々変更し
てもよく、0.0127〜0.0508cm（0.005〜0.020in）ま
たはそれより大きくてもよい。強度のために金属
ベルトの厚さはできるだけ大きいものを用いるの
が好ましい。金属ベルトの疲労寿命を考慮して、
金属ベルトの曲げに対する最小の曲率半径は、で
きるだけ大きくされる。金属ベルト８，９に設け
られた指状部１１は、それぞれの基板４７に連係
されている。リベツトによる連係手段が、たとえ
ば、第９図および第１１図に示されているよう
に、それぞれの基板４７を金属ベルトに連結させ
るために設けられる。２つのリベツト４８が、図
示された実施例において、それぞれの基板４７を
金属ベルトに連結させるのに用いられている。２
つのリベツトを受け入れる孔４６が、金属ベルト
の移動方向と垂直に延びるラインに沿つて設けら
れている。この構成において、それぞれの基板４
７は金属ベルトの長さに沿うライン上で金属ベル
トに連結されている。それによつて、ベルトに過
度の荷重がかかることなく、指状部と基板が移動
し、金属ベルトがガイドロールと駆動スプロケツ
トまわりを移動しうる。金属ベルトは、ガイドロ
ールおよび駆動スプロケツトまわりを高速で移動
しうるように、ベルトの面と係合するアーチ状の
面を形成されたリベツトキヤツプ４９を有するリ
ベツト４８を用いることによつて強化される。基
板４７の上側には、リベツト４８の頂部を受けと
めるためのくぼみが設けられている。
的な金属ベルト８，９は、厚さ0.0254cm
（0.010in）、幅2.84〜2.87mm（1.12〜1.13in）の耐
食性を有するステンレス鋼から形成されるのが好
ましい。また磁性をおびたまたは磁性をおびてい
ないステンレス鋼が用いられていてもよい。金属
ベルトの材料は、ガイドロールまわりでの曲げ、
また駆動スプロケツトによる張り状態での駆動に
都合のよいように、可撓性を有している。金属ベ
ルトの製造において、連続的なステンレス鋼のス
トリツプ（strip）には、駆動スプロケツト９５
の歯２０または２３を受けとめるための孔２１ま
たは２３がパンチで穿設される。これらの孔は、
たとえばベルトの長さ方向に沿つて1.27cm（0.5
インチ）間隔で設けられうる。同様にして、一連
の、均一な間隔をおいて設けられた小さな孔４６
が、金属ベルト上に設けられる指状部１１を固定
させるために、中央の孔２１または２２のそれぞ
れの側部においてパンチで穿設されている。孔４
６間の間隔は、図に示されているように、中央の
孔２１または２２間の間隔と等しいものである
が、装置によつて前進させられるチユーブ状のシ
ート材料またはカン体の長さに依存して種々変更
してもよい。いつたん、所望の孔がステンレス鋼
のストリツプにパンチで穿設されると、ストリツ
プの端部はたがいに連続的な金属ベルトを形成す
るために電子ビーム溶接またはレーザー溶接によ
つて突合せ溶接される。開示されている実施例に
おいて、装置に用いられているベルトの全長は
177.8〜190.5cm（70〜75in）である。開示されて
いる実施例における金属ベルトの厚さは0.0254cm
（0.010in）であるが、ベルトの厚さは種々変更し
てもよく、0.0127〜0.0508cm（0.005〜0.020in）ま
たはそれより大きくてもよい。強度のために金属
ベルトの厚さはできるだけ大きいものを用いるの
が好ましい。金属ベルトの疲労寿命を考慮して、
金属ベルトの曲げに対する最小の曲率半径は、で
きるだけ大きくされる。金属ベルト８，９に設け
られた指状部１１は、それぞれの基板４７に連係
されている。リベツトによる連係手段が、たとえ
ば、第９図および第１１図に示されているよう
に、それぞれの基板４７を金属ベルトに連結させ
るために設けられる。２つのリベツト４８が、図
示された実施例において、それぞれの基板４７を
金属ベルトに連結させるのに用いられている。２
つのリベツトを受け入れる孔４６が、金属ベルト
の移動方向と垂直に延びるラインに沿つて設けら
れている。この構成において、それぞれの基板４
７は金属ベルトの長さに沿うライン上で金属ベル
トに連結されている。それによつて、ベルトに過
度の荷重がかかることなく、指状部と基板が移動
し、金属ベルトがガイドロールと駆動スプロケツ
トまわりを移動しうる。金属ベルトは、ガイドロ
ールおよび駆動スプロケツトまわりを高速で移動
しうるように、ベルトの面と係合するアーチ状の
面を形成されたリベツトキヤツプ４９を有するリ
ベツト４８を用いることによつて強化される。基
板４７の上側には、リベツト４８の頂部を受けと
めるためのくぼみが設けられている。
指状部１１のために、それぞれの基板４７は、
金属ベルトにリベツト結合されるまえに、あらか
じめ決められた同一の長さおよび同一の厚さに、
精密公差の範囲内で、機械加工される。指状部１
１は、圧力をかけて、粉状カーバイト材料など粉
状材料をキヤステイング（casting）またはシン
タリング（sintering）することによつて、丈夫
な鍛造材料（wrought material）から機械加工
して、基板４７に一体的に形成されてもよい。指
状部と基板４７のために用いられうる好適な鋳造
金属（cast metal）の１つとしては、高ニツケ
ル鉄合金（NIHARD、high nickel ferrous
alloy）がある。鋳造工具鋼（cast tool steel）
もまた用いられうる。開示された好ましい実施例
においては、指状部１１および基板４７は、機械
加工され熱処理されたインベストメント鋳造工具
鋼（investment cast tool steel）から形成され
ている。この材料は強度、耐磨耗性が優れてお
り、製造も容易であり、比較的低コストである、
という特徴を有している。
金属ベルトにリベツト結合されるまえに、あらか
じめ決められた同一の長さおよび同一の厚さに、
精密公差の範囲内で、機械加工される。指状部１
１は、圧力をかけて、粉状カーバイト材料など粉
状材料をキヤステイング（casting）またはシン
タリング（sintering）することによつて、丈夫
な鍛造材料（wrought material）から機械加工
して、基板４７に一体的に形成されてもよい。指
状部と基板４７のために用いられうる好適な鋳造
金属（cast metal）の１つとしては、高ニツケ
ル鉄合金（NIHARD、high nickel ferrous
alloy）がある。鋳造工具鋼（cast tool steel）
もまた用いられうる。開示された好ましい実施例
においては、指状部１１および基板４７は、機械
加工され熱処理されたインベストメント鋳造工具
鋼（investment cast tool steel）から形成され
ている。この材料は強度、耐磨耗性が優れてお
り、製造も容易であり、比較的低コストである、
という特徴を有している。
第１３〜１５図に示されているように基板４７
に一体的に取りつけられた指状部１１を形成する
かわりに、指状部１１は別々に形成され、たとえ
ば、ろう付け（brazing）などによつて基板に連
結させてもよい。指状部それ自身は、またたとえ
ばシート材料と接触するセラミツク材料の部分と
該部分に隣接する金属の部分とからなる複合材料
から形成されていてもよい。２つの部分は単一の
指状部を形成するために、たがいに接着されてい
てもよいし、ろう付けされていてもよい。チユー
ブ状のシート材料に接触するセラミツク部を有す
る指状部は、とくに、シート材料が導電性を有す
るばあいに、付加的な前進手段を材料シートから
絶縁するという利点を有する。しかしながら、レ
ーザー溶接では、金属指状部は、セラミツク指状
部に比して、よく光を反射するので好ましい。
に一体的に取りつけられた指状部１１を形成する
かわりに、指状部１１は別々に形成され、たとえ
ば、ろう付け（brazing）などによつて基板に連
結させてもよい。指状部それ自身は、またたとえ
ばシート材料と接触するセラミツク材料の部分と
該部分に隣接する金属の部分とからなる複合材料
から形成されていてもよい。２つの部分は単一の
指状部を形成するために、たがいに接着されてい
てもよいし、ろう付けされていてもよい。チユー
ブ状のシート材料に接触するセラミツク部を有す
る指状部は、とくに、シート材料が導電性を有す
るばあいに、付加的な前進手段を材料シートから
絶縁するという利点を有する。しかしながら、レ
ーザー溶接では、金属指状部は、セラミツク指状
部に比して、よく光を反射するので好ましい。
動作中、金属ベルトを支持するために、金属ベ
ルトの底部または内側部に隣りあつて設けられた
組をなすガイドバー３５〜３８に加えて、第１位
置５と第２位置１０との間でチユーブ状のシート
材料２を前進させるのに助力する基板４７をその
外面において支持するために、組をなすガイドバ
ー５２が設けられている。組をなすガイドバー５
２が、第２図、第４図および第５図に示されてい
る。ガイドバー５２は、ツーリングプレート２５
に取りつけられたＺバー支持アセンブリ４４に支
持された組をなすガイドバー３８に取りつけられ
ている。ガイドバー５２はアルミニウム青銅など
の耐磨耗性を有する材料で形成されるのが好まし
い。ガイドバー３８およびガイドバー５２はとも
にその中で金属ベルトおよび基板とを接触させて
収容する溝５３を定めている。溝５３は、金属ベ
ルトが長手方向に移動することができると共に、
チユーブ状のシート材料２の移動の間、指状部１
１にかかる荷重により、基板４７と金属ベルトと
の間のリベツトによつて形成された結合ラインま
わりで生じる基板４７に傾きを制限するのに充分
な大きさのものである。リベツト４８まわりにお
けるベルト上での基板４７の傾きは、必然的に指
状部１１の長手方向の位置を変化させる。しかし
ながら、ガイドバー３８、ガイドバー５２および
基板４７を適切な長さおよび厚さの寸法に機械的
加工することによつて、基板の傾きが許容範囲内
におさまる。その結果、シート材料の両縦縁の不
整合傾向はなくなる。さらに、溶接すべきシート
材料の両縦縁を互いに長手方向で正確に整合させ
るために、チユーブ状のシート材料の後端と係合
し該シート材料を前進させる指状部１１の面は、
基板がベルト上の連結される前、または連結され
た後のどちらかに、たがいに適切に機械加工され
る。
ルトの底部または内側部に隣りあつて設けられた
組をなすガイドバー３５〜３８に加えて、第１位
置５と第２位置１０との間でチユーブ状のシート
材料２を前進させるのに助力する基板４７をその
外面において支持するために、組をなすガイドバ
ー５２が設けられている。組をなすガイドバー５
２が、第２図、第４図および第５図に示されてい
る。ガイドバー５２は、ツーリングプレート２５
に取りつけられたＺバー支持アセンブリ４４に支
持された組をなすガイドバー３８に取りつけられ
ている。ガイドバー５２はアルミニウム青銅など
の耐磨耗性を有する材料で形成されるのが好まし
い。ガイドバー３８およびガイドバー５２はとも
にその中で金属ベルトおよび基板とを接触させて
収容する溝５３を定めている。溝５３は、金属ベ
ルトが長手方向に移動することができると共に、
チユーブ状のシート材料２の移動の間、指状部１
１にかかる荷重により、基板４７と金属ベルトと
の間のリベツトによつて形成された結合ラインま
わりで生じる基板４７に傾きを制限するのに充分
な大きさのものである。リベツト４８まわりにお
けるベルト上での基板４７の傾きは、必然的に指
状部１１の長手方向の位置を変化させる。しかし
ながら、ガイドバー３８、ガイドバー５２および
基板４７を適切な長さおよび厚さの寸法に機械的
加工することによつて、基板の傾きが許容範囲内
におさまる。その結果、シート材料の両縦縁の不
整合傾向はなくなる。さらに、溶接すべきシート
材料の両縦縁を互いに長手方向で正確に整合させ
るために、チユーブ状のシート材料の後端と係合
し該シート材料を前進させる指状部１１の面は、
基板がベルト上の連結される前、または連結され
た後のどちらかに、たがいに適切に機械加工され
る。
チユーブ状のシート材料２をロール成形機３か
ら第１位置５に連続的に前進させるための前進手
段４は、第１６図および第１７図に示されている
ように、それぞれの組をなすスプロケツト５５，
５６まわりに取りつけられると共に、ロール成形
機と第１位置との間に延びる１組のチエーン５４
を有する。それぞれの継ぎ目のないチエーン５４
には、チユーブ状のシート材料を連続的に前進さ
せるために、チユーブ状のシート材料の後端と係
合する指状部５７（第１図に示されている実施例
では、３つの指状部が設けられている）が設けら
れている。組をなすスプロケツト５５，５６は、
第１７図に示されているように、それぞれシヤフ
ト５８上で支持されている。シヤフト５８とスプ
ロケツト５５，５６からなるアセンブリは、それ
ぞれ支持ブラケツト５９，６０によつて、ツーリ
ングプレート２５に支持されている。スプロケツ
ト５５，５６は、スペーサ６１によつて、それぞ
れのシヤフト５８上で、間隔をおいて設けられて
いる。それにより、チエーン５４は、チユーブ状
のシート材料２の両側部に位置づけられることに
なる。チエーン５４のためのスプロケツト５５は
アイドラースプロケツトであり、スプロケツト５
６は駆動スプロケツトとして動作する。スプロケ
ツト５６は、過荷重クラツチ６３、スプロケツト
６４、歯が形成されたベルト６５およびシヤフト
５８に連結されたスプロケツト６６を介して、イ
ンデクサ６２のアウトプツトにより駆動するシヤ
フト５８に、回動しないように取りつけられてい
る。また弛みとりローラ（takeup roller）６７
がベルト６５を張り状態にするために設けられて
いる。
ら第１位置５に連続的に前進させるための前進手
段４は、第１６図および第１７図に示されている
ように、それぞれの組をなすスプロケツト５５，
５６まわりに取りつけられると共に、ロール成形
機と第１位置との間に延びる１組のチエーン５４
を有する。それぞれの継ぎ目のないチエーン５４
には、チユーブ状のシート材料を連続的に前進さ
せるために、チユーブ状のシート材料の後端と係
合する指状部５７（第１図に示されている実施例
では、３つの指状部が設けられている）が設けら
れている。組をなすスプロケツト５５，５６は、
第１７図に示されているように、それぞれシヤフ
ト５８上で支持されている。シヤフト５８とスプ
ロケツト５５，５６からなるアセンブリは、それ
ぞれ支持ブラケツト５９，６０によつて、ツーリ
ングプレート２５に支持されている。スプロケツ
ト５５，５６は、スペーサ６１によつて、それぞ
れのシヤフト５８上で、間隔をおいて設けられて
いる。それにより、チエーン５４は、チユーブ状
のシート材料２の両側部に位置づけられることに
なる。チエーン５４のためのスプロケツト５５は
アイドラースプロケツトであり、スプロケツト５
６は駆動スプロケツトとして動作する。スプロケ
ツト５６は、過荷重クラツチ６３、スプロケツト
６４、歯が形成されたベルト６５およびシヤフト
５８に連結されたスプロケツト６６を介して、イ
ンデクサ６２のアウトプツトにより駆動するシヤ
フト５８に、回動しないように取りつけられてい
る。また弛みとりローラ（takeup roller）６７
がベルト６５を張り状態にするために設けられて
いる。
相互間隔をおいて配設されていて垂直方向で互
いに整合される孔６８，６９は、チユーブ状のシ
ート材料の種々のサイズに適応するように、ロー
ル成形機のキヤツチバー３０に対して、アイドラ
ースプロケツト５５および駆動スプロケツト５６
の位置を上向きおよび下向きに移動させて調整す
る目的で、ツーリングプレート２５に設けられて
いる。それぞれのアイドラースプロケツト５５間
の距離およびそれぞれの駆動スプロケツト５６間
の距離は、スペーサ６１のサイズを変えることに
よつて調節可能である。ロール成形機３はチユー
ブ状のシート材料２の動作方向にロール成形機の
位置を調節することを可能にするスライド６９上
の機械のサブフレーム上に設けられている。この
ようにして、種々の長さのシート材料に関して、
ロール成形機は前進手段４に対して調節されう
る。それにより、シート材料の後端は、つねに前
進手段に沿う同じポイント７０に位置づけられ
る。
いに整合される孔６８，６９は、チユーブ状のシ
ート材料の種々のサイズに適応するように、ロー
ル成形機のキヤツチバー３０に対して、アイドラ
ースプロケツト５５および駆動スプロケツト５６
の位置を上向きおよび下向きに移動させて調整す
る目的で、ツーリングプレート２５に設けられて
いる。それぞれのアイドラースプロケツト５５間
の距離およびそれぞれの駆動スプロケツト５６間
の距離は、スペーサ６１のサイズを変えることに
よつて調節可能である。ロール成形機３はチユー
ブ状のシート材料２の動作方向にロール成形機の
位置を調節することを可能にするスライド６９上
の機械のサブフレーム上に設けられている。この
ようにして、種々の長さのシート材料に関して、
ロール成形機は前進手段４に対して調節されう
る。それにより、シート材料の後端は、つねに前
進手段に沿う同じポイント７０に位置づけられ
る。
本発明のこれらの特徴は、とくに、装置がカ
ン・マニフアクチヤ・インステイチユート（Can
Manufactures Institute）によつて確認された３
ピースカンのサイズの全範囲にわたつて、カン体
を連続的に形成し溶接しうる点にある。すなわ
ち、たとえば食品または薬剤などの衛生的に用い
られるカンのばあには、4.7625cm（１ 12/16in）
から16.8275cm（６ 10/16in）の範囲の直径、な
らびに7.3025cm（２ 14/16in）またはそれより短
い長さから17.78cm（7in）の範囲の長さを有する
カンを連続的に形成し溶接しうる。また装置は、
直径は比較的小さいが、長さが24.13cm（９ 8/16
in）ほどもある標準的なエアゾールカンを連続的
に形成し溶接するためにも有用である。
ン・マニフアクチヤ・インステイチユート（Can
Manufactures Institute）によつて確認された３
ピースカンのサイズの全範囲にわたつて、カン体
を連続的に形成し溶接しうる点にある。すなわ
ち、たとえば食品または薬剤などの衛生的に用い
られるカンのばあには、4.7625cm（１ 12/16in）
から16.8275cm（６ 10/16in）の範囲の直径、な
らびに7.3025cm（２ 14/16in）またはそれより短
い長さから17.78cm（7in）の範囲の長さを有する
カンを連続的に形成し溶接しうる。また装置は、
直径は比較的小さいが、長さが24.13cm（９ 8/16
in）ほどもある標準的なエアゾールカンを連続的
に形成し溶接するためにも有用である。
チユーブ状のシート材料２は、たとえば厚さ
0.02032cm（0.008in）の平面的な金属製シート材
料から、ロール成形機によつて形成され、第１８
図に示されているように、前進手段４のすぐ上方
に設けられたロール成形機のキヤツチバー３０に
送られる。この位置で、チユーブ状のシート材料
２は、該シート材料の下側に沿つて延びる皿状要
素７１によつて、支持され案内される。皿状要素
７１は、第１８図に概略的に示されているフレー
ム７２内で支持されており、フレーム７２はツー
リングプレート２５に取りつけられた支持ブラケ
ツト７３によつて支持されている。またフレーム
７２は、チエーン５４のためのガイド７４を支持
している。この位置で、チエーン５４上の指状部
５７は、シート材料の上縁部がキヤツチバー３０
に案内される一方、その対向する側部でチユーブ
状のシート材料２の低部と係合する。シート材料
がレーザー溶接手段６の方に前進するときには、
対向する縁部は中央Ｚバー３１とＺバー３２によ
つて、前述のように、溶接点の方へ連続的に案内
される。フレーム７２およびフレーム内の皿状要
素７１は、ロール成形機３から、Ｚバー３２と付
加的なフレーム９３とが隣接している点まで、レ
ーザー溶接手段６の方へシート材料２を支持し案
内するために、延びている。フレーム９３はシー
ト材料２を支持し案内するために、フレーム９３
の長さに沿い間隔をおいて、第５図に示されてい
るような複数のセツトの支持ローラ９４を収容し
ている。それにより、チユーブ状のシート材料の
たがいに対向する縁部は、付加的な前進手段７に
よつて前進させられるときには、Ｚバー３２のガ
イド溝内に位置づけられたままの状態となる。
0.02032cm（0.008in）の平面的な金属製シート材
料から、ロール成形機によつて形成され、第１８
図に示されているように、前進手段４のすぐ上方
に設けられたロール成形機のキヤツチバー３０に
送られる。この位置で、チユーブ状のシート材料
２は、該シート材料の下側に沿つて延びる皿状要
素７１によつて、支持され案内される。皿状要素
７１は、第１８図に概略的に示されているフレー
ム７２内で支持されており、フレーム７２はツー
リングプレート２５に取りつけられた支持ブラケ
ツト７３によつて支持されている。またフレーム
７２は、チエーン５４のためのガイド７４を支持
している。この位置で、チエーン５４上の指状部
５７は、シート材料の上縁部がキヤツチバー３０
に案内される一方、その対向する側部でチユーブ
状のシート材料２の低部と係合する。シート材料
がレーザー溶接手段６の方に前進するときには、
対向する縁部は中央Ｚバー３１とＺバー３２によ
つて、前述のように、溶接点の方へ連続的に案内
される。フレーム７２およびフレーム内の皿状要
素７１は、ロール成形機３から、Ｚバー３２と付
加的なフレーム９３とが隣接している点まで、レ
ーザー溶接手段６の方へシート材料２を支持し案
内するために、延びている。フレーム９３はシー
ト材料２を支持し案内するために、フレーム９３
の長さに沿い間隔をおいて、第５図に示されてい
るような複数のセツトの支持ローラ９４を収容し
ている。それにより、チユーブ状のシート材料の
たがいに対向する縁部は、付加的な前進手段７に
よつて前進させられるときには、Ｚバー３２のガ
イド溝内に位置づけられたままの状態となる。
第１９図に示されている駆動モータ７５は、装
置１を駆動させるために用いられる。駆動モータ
は、クラツチ／ブレーキ（clutch／brake）７６
を介して駆動スプロケツト７７に連結された、速
度で種々変えうるモータである。駆動モータ７５
の駆動により、歯が形成されたベルト７８は、減
速ギアボツクス７９のインプツト部を駆動させ
る。ギアボツクス７９の一端部におけるアウトプ
ツト部は、ギアボツクス８２を介してロール成形
機の偏心部分（eccentric）８１に連結されてい
る。位相調節具８０が減速ギアボツクス７９のア
ウトプツト部に設けられている。一方、減速ギア
ボツクス７９のもう一方の端部のアウトプツト部
は、同様にして、過荷重クラツチ２６、歯が形成
されたベルト８４、アイドラーシヤフト８５上の
スプロケツト８６，８７、位相調節具８８および
歯が形成されたベルト８３を介在させて、金属ベ
ルト８，９のための駆動シヤフト２４に連結され
ている。他方、減速ギアボツクス７９の第２のア
ウトプツト部は、可撓性を有する継手８９を介在
させて、インデクサ６２に連結されている。位相
調節具８０は、ロール成形機の偏心部分の動作を
前進手段４に対して調節することができる。それ
により、チユーブ状のシート材料は、該シート材
料を前進させるべきチエーン５４上の指状部５７
の前方で、後端がポイント７０に来たところで、
キヤツチバー３０に到達する。同様にして、位相
調節具８８は、金属ベルト８，９上の指状部１１
の位置とチエーン５４上の指状部５７の位置との
間の調整をすることができる。それにより、指状
部５７がチユーブ状のシート材料２の後端を第１
位置５に前進させるときに、１組の指状部１１が
この位置５からほんのわずか下流側にあり、チユ
ーブ状のシート材料をパルスレーザー溶接手段の
方へ前進させている間に指状部はチユーブ状のシ
ート材料の上部分と接触して移動することにな
る。
置１を駆動させるために用いられる。駆動モータ
は、クラツチ／ブレーキ（clutch／brake）７６
を介して駆動スプロケツト７７に連結された、速
度で種々変えうるモータである。駆動モータ７５
の駆動により、歯が形成されたベルト７８は、減
速ギアボツクス７９のインプツト部を駆動させ
る。ギアボツクス７９の一端部におけるアウトプ
ツト部は、ギアボツクス８２を介してロール成形
機の偏心部分（eccentric）８１に連結されてい
る。位相調節具８０が減速ギアボツクス７９のア
ウトプツト部に設けられている。一方、減速ギア
ボツクス７９のもう一方の端部のアウトプツト部
は、同様にして、過荷重クラツチ２６、歯が形成
されたベルト８４、アイドラーシヤフト８５上の
スプロケツト８６，８７、位相調節具８８および
歯が形成されたベルト８３を介在させて、金属ベ
ルト８，９のための駆動シヤフト２４に連結され
ている。他方、減速ギアボツクス７９の第２のア
ウトプツト部は、可撓性を有する継手８９を介在
させて、インデクサ６２に連結されている。位相
調節具８０は、ロール成形機の偏心部分の動作を
前進手段４に対して調節することができる。それ
により、チユーブ状のシート材料は、該シート材
料を前進させるべきチエーン５４上の指状部５７
の前方で、後端がポイント７０に来たところで、
キヤツチバー３０に到達する。同様にして、位相
調節具８８は、金属ベルト８，９上の指状部１１
の位置とチエーン５４上の指状部５７の位置との
間の調整をすることができる。それにより、指状
部５７がチユーブ状のシート材料２の後端を第１
位置５に前進させるときに、１組の指状部１１が
この位置５からほんのわずか下流側にあり、チユ
ーブ状のシート材料をパルスレーザー溶接手段の
方へ前進させている間に指状部はチユーブ状のシ
ート材料の上部分と接触して移動することにな
る。
この動作態様は第２１図に示されている。第２
１図には、チユーブ状のシート材料２の前進速度
が、ロール成形機３の点Ａから第１位置５の点
Ｂ、溶接開始位置の点Ｃおよび第２位置１０の点
Ｄへの装置に沿う移動距離の関数として示されて
いる。前進手段４はチユーブ状のシート材料２を
ロール成形機３の位置Ａから、短時間に、比較的
高速の速度Ｖ１まで加速させ、それからチユーブ
状のシート材料が第１位置Ｂに接近するにしたが
つて、前に比して低速てかつ実質的に一定な速度
Ｖ２まで減速させる。金属ベルト８，９は60ｍ／
minなどの速度Ｖ２で駆動しており、その上に設
けられている指状部１１の位置はインデクサ６２
によつて調整される。それによつて、指状部１１
は、チユーブ状のシート材料の後端が位置Ｂに達
したあとすぐに該後端に達する。さらに、チユー
ブ状シート材料は、装置に沿つて溶接開始位置Ｃ
を介して第２位置１０の位置Ｄまで、速度Ｖ２で
連続的に前進する。この位置から従来から知られ
ているコンベアが溶接後のカン体をさらに前進さ
せるために用いられうる。第２１図において、ロ
ール成形機３と点Ｂで示される第１位置５との間
の高い速度Ｖ１は、装置のカン製造効率を高める
ために、連続的に送られてくるチユーブ状のシー
ト材料２間の間隔を減少させるのに役立つ。それ
ぞれの金属ベルト８，９に沿う指状部１１の長手
方向に間隔は、チユーブ状のシート材料２の長さ
およびあらかじめ決められた該シート材料同士の
間の隙間の量によつて決められる。
１図には、チユーブ状のシート材料２の前進速度
が、ロール成形機３の点Ａから第１位置５の点
Ｂ、溶接開始位置の点Ｃおよび第２位置１０の点
Ｄへの装置に沿う移動距離の関数として示されて
いる。前進手段４はチユーブ状のシート材料２を
ロール成形機３の位置Ａから、短時間に、比較的
高速の速度Ｖ１まで加速させ、それからチユーブ
状のシート材料が第１位置Ｂに接近するにしたが
つて、前に比して低速てかつ実質的に一定な速度
Ｖ２まで減速させる。金属ベルト８，９は60ｍ／
minなどの速度Ｖ２で駆動しており、その上に設
けられている指状部１１の位置はインデクサ６２
によつて調整される。それによつて、指状部１１
は、チユーブ状のシート材料の後端が位置Ｂに達
したあとすぐに該後端に達する。さらに、チユー
ブ状シート材料は、装置に沿つて溶接開始位置Ｃ
を介して第２位置１０の位置Ｄまで、速度Ｖ２で
連続的に前進する。この位置から従来から知られ
ているコンベアが溶接後のカン体をさらに前進さ
せるために用いられうる。第２１図において、ロ
ール成形機３と点Ｂで示される第１位置５との間
の高い速度Ｖ１は、装置のカン製造効率を高める
ために、連続的に送られてくるチユーブ状のシー
ト材料２間の間隔を減少させるのに役立つ。それ
ぞれの金属ベルト８，９に沿う指状部１１の長手
方向に間隔は、チユーブ状のシート材料２の長さ
およびあらかじめ決められた該シート材料同士の
間の隙間の量によつて決められる。
インデクサ６２は、カムタイプのインデクサで
ある。このタイプのインデクサの速度特性は、カ
ムの形状によつて制御される。このことは、異な
つた速度特性が望まれるならば、カムを取り替え
ることが必要となる。複数のカムをストツクし、
速度特性の変更に対してカムを取り換える時間と
経費は、第２０図に示されている構成物によつて
避けられうる。第２０図においては、駆動部は、
直流サーボモータ９０がインデクサとして用いら
れている点を除き、第１９図に示されているもの
と同様のものである。プログラムしうる制御部９
１が、インダクス特性を、種々変更しうるよう
に、直流サーボモータ９０に接続して設けられて
いる。前進手段４と付加的な前進手段７との調整
は、このばあい、あからじめ決められた位置にお
いて金属ベルト８上の指状部１１の位置を検知す
るために、光源と光電管（photocell）などから
なるセンサ９２とを用いることによつて可能とさ
れる。この情報を用いて、直流サーボモータ９０
は、その動作を調整するために、適切な時間に制
御部の制御をうけて動作しうる。
ある。このタイプのインデクサの速度特性は、カ
ムの形状によつて制御される。このことは、異な
つた速度特性が望まれるならば、カムを取り替え
ることが必要となる。複数のカムをストツクし、
速度特性の変更に対してカムを取り換える時間と
経費は、第２０図に示されている構成物によつて
避けられうる。第２０図においては、駆動部は、
直流サーボモータ９０がインデクサとして用いら
れている点を除き、第１９図に示されているもの
と同様のものである。プログラムしうる制御部９
１が、インダクス特性を、種々変更しうるよう
に、直流サーボモータ９０に接続して設けられて
いる。前進手段４と付加的な前進手段７との調整
は、このばあい、あからじめ決められた位置にお
いて金属ベルト８上の指状部１１の位置を検知す
るために、光源と光電管（photocell）などから
なるセンサ９２とを用いることによつて可能とさ
れる。この情報を用いて、直流サーボモータ９０
は、その動作を調整するために、適切な時間に制
御部の制御をうけて動作しうる。
パルスレーザー溶接手段６は、2KWのCO2レ
ーザーなどの電子的にパルス状態にされたガスレ
ーザーであるのが好ましい。該電子パルスガスレ
ーザーにおいて、レーザー放電管にかけられる高
電圧は、第２５図に示されているタイプの、レー
ザーエネルギーのマイクロ秒オーダーのパルス時
間を提供するために、約10000ヘルツの振動数で
スイツチが入れられたり切られたりする。振動数
10000ヘルツに対するパルス時間は約65マイクロ
秒である。代替的に、レーザーパルスは、連続的
なレーザービームを、チヨツプすること
（chopping）またはインターラプトすること
（interrupting）によりつくられてもよい。レー
ザーパルスの平均的なエネルギー密度は、少なく
とも155000.31W／cm2（106W／in2）である。パル
スレーザー溶接手段６は、制御手段９８からの第
１のアウトプツト信号に応じて、スイツチがオ
ン・オフされる。制御手段９８からの第２のアウ
トプツト信号は、レーザー放電管の電流を制御す
るために用いられる。それにより、検知された部
材の移動に応じて、部材の単位長さあたりの溶接
のためのエネルギーを調節するために、レーザー
パルスのパワーが制御される。制御手段９８が第
２８図に概略的に示されており、以下に、さらに
これを詳細に説明する。
ーザーなどの電子的にパルス状態にされたガスレ
ーザーであるのが好ましい。該電子パルスガスレ
ーザーにおいて、レーザー放電管にかけられる高
電圧は、第２５図に示されているタイプの、レー
ザーエネルギーのマイクロ秒オーダーのパルス時
間を提供するために、約10000ヘルツの振動数で
スイツチが入れられたり切られたりする。振動数
10000ヘルツに対するパルス時間は約65マイクロ
秒である。代替的に、レーザーパルスは、連続的
なレーザービームを、チヨツプすること
（chopping）またはインターラプトすること
（interrupting）によりつくられてもよい。レー
ザーパルスの平均的なエネルギー密度は、少なく
とも155000.31W／cm2（106W／in2）である。パル
スレーザー溶接手段６は、制御手段９８からの第
１のアウトプツト信号に応じて、スイツチがオ
ン・オフされる。制御手段９８からの第２のアウ
トプツト信号は、レーザー放電管の電流を制御す
るために用いられる。それにより、検知された部
材の移動に応じて、部材の単位長さあたりの溶接
のためのエネルギーを調節するために、レーザー
パルスのパワーが制御される。制御手段９８が第
２８図に概略的に示されており、以下に、さらに
これを詳細に説明する。
チユーブ状のシート材料２の移動は、検知器９
６によつて、パルスレーザー溶接手段６の近傍で
検知される。検知器９６は、光の量に対して敏感
な電気的出力部を有するフオトダイオードなどの
フオトセンサ９９を有する。フオトセンサは発光
ダイオード１００からの光を受光する。フオトセ
ンサと発光ダイオードは、部材２の移動通路を横
切つて対向すると共に、パルスレーザー溶接装置
６のほんの少し上流側、たとえば溶接開始位置の
約3.81cm（約１ 1/2in）前方において、Ｚバーの
へこみ部に位置づけられる。それにより、溶接中
に発生する蒸気が、検知領域をくもらせたり、部
材の検知に障害を与えることはない。フオトセン
サ９９への光線が、高速でレーザー溶接手段６へ
向けて移動する部材２の前縁によつて遮断された
ときには、フオトセンサ９９からの信号が制御手
段９８によつて受信される。同様にして、部材２
の後縁がフオトセンサを通過するときには、発光
ダイオード１００からの光は、再びフオトセンサ
９９によつて受光され、信号が制御手段において
受信される。発光ダイオード１００およびフオト
センサ９９を溶接領域において蒸気から保護する
ために、Ｚバー３２には、第２６図および第２７
図に示されているように、ガス源（示されていな
い）から光の通路１１８，１１９まで通過するガ
スを逃がすためのガス通路１１６，１１７が設け
られている。代替的に、フオトセンサ９９と発光
ダイオード１００を取り除いて、第２９図に概略
的に示されているように、フオトセンサ１２２が
溶接のプラズマからの光を検知するために溶接開
始位置の近傍に設けられる。部材の前端が溶接開
始位置を通過した後で、かつ部材の後端が溶接開
始位置に達する前に、パルス化され続けるところ
においては、フオトセンサ１２２がその溶接開始
位置またはパルスレーザー溶接手段においてそれ
ぞれの端部の位置を検知するのに用いられうる。
これは、溶接プラズマがレーザーの下での部材の
端部の到着と出発に応じて、ほとんど即時に発生
し、消滅するからである。すなわち、溶接プラズ
マおよびそれに伴なう明るい光は、部材の端部に
レーザービームがあたるのとほとんど同時に発生
すると共に、レーザービームの下から部材の端部
が離れるのとほとんど同時に消滅する。このよう
に、この構成に関して発光ダイオード１００など
の光源を必要とされず、部材の移動は第２６図お
よび第２７図の構成において示されるようにパル
スレーザー溶接手段の上流側にかえて、溶接開始
位置またはパルスレーザー溶接手段において検知
されうる。
６によつて、パルスレーザー溶接手段６の近傍で
検知される。検知器９６は、光の量に対して敏感
な電気的出力部を有するフオトダイオードなどの
フオトセンサ９９を有する。フオトセンサは発光
ダイオード１００からの光を受光する。フオトセ
ンサと発光ダイオードは、部材２の移動通路を横
切つて対向すると共に、パルスレーザー溶接装置
６のほんの少し上流側、たとえば溶接開始位置の
約3.81cm（約１ 1/2in）前方において、Ｚバーの
へこみ部に位置づけられる。それにより、溶接中
に発生する蒸気が、検知領域をくもらせたり、部
材の検知に障害を与えることはない。フオトセン
サ９９への光線が、高速でレーザー溶接手段６へ
向けて移動する部材２の前縁によつて遮断された
ときには、フオトセンサ９９からの信号が制御手
段９８によつて受信される。同様にして、部材２
の後縁がフオトセンサを通過するときには、発光
ダイオード１００からの光は、再びフオトセンサ
９９によつて受光され、信号が制御手段において
受信される。発光ダイオード１００およびフオト
センサ９９を溶接領域において蒸気から保護する
ために、Ｚバー３２には、第２６図および第２７
図に示されているように、ガス源（示されていな
い）から光の通路１１８，１１９まで通過するガ
スを逃がすためのガス通路１１６，１１７が設け
られている。代替的に、フオトセンサ９９と発光
ダイオード１００を取り除いて、第２９図に概略
的に示されているように、フオトセンサ１２２が
溶接のプラズマからの光を検知するために溶接開
始位置の近傍に設けられる。部材の前端が溶接開
始位置を通過した後で、かつ部材の後端が溶接開
始位置に達する前に、パルス化され続けるところ
においては、フオトセンサ１２２がその溶接開始
位置またはパルスレーザー溶接手段においてそれ
ぞれの端部の位置を検知するのに用いられうる。
これは、溶接プラズマがレーザーの下での部材の
端部の到着と出発に応じて、ほとんど即時に発生
し、消滅するからである。すなわち、溶接プラズ
マおよびそれに伴なう明るい光は、部材の端部に
レーザービームがあたるのとほとんど同時に発生
すると共に、レーザービームの下から部材の端部
が離れるのとほとんど同時に消滅する。このよう
に、この構成に関して発光ダイオード１００など
の光源を必要とされず、部材の移動は第２６図お
よび第２７図の構成において示されるようにパル
スレーザー溶接手段の上流側にかえて、溶接開始
位置またはパルスレーザー溶接手段において検知
されうる。
さらに部材の移動を検知するための手段は、部
材がパルスレーザー溶接手段をすぎて移動すると
きに、部材の位置を連続的に検知するためのシヤ
フトエンコーダ手段９７からなる。シヤフトエン
コーダ９７は駆動スプロケツト９５の駆動シヤフ
ト２４に連結されている。エンコーダは、シヤフ
トにおける回転のあらかじめ決められたわずかな
変化量に対して、たとえば、パルスレーザー溶接
手段６の近傍で部材の0.00254cm（0.001in）の変
化量に対して１パルスのアウトプツト信号を提供
する。またエンコーダのアウトプツト信号は制御
手段９８によつて受信される。
材がパルスレーザー溶接手段をすぎて移動すると
きに、部材の位置を連続的に検知するためのシヤ
フトエンコーダ手段９７からなる。シヤフトエン
コーダ９７は駆動スプロケツト９５の駆動シヤフ
ト２４に連結されている。エンコーダは、シヤフ
トにおける回転のあらかじめ決められたわずかな
変化量に対して、たとえば、パルスレーザー溶接
手段６の近傍で部材の0.00254cm（0.001in）の変
化量に対して１パルスのアウトプツト信号を提供
する。またエンコーダのアウトプツト信号は制御
手段９８によつて受信される。
フオトセンサと集中したレーザーパルスの位置
との間の距離は知られているので、時間からパル
スをカウントすることによつて、部材の前縁およ
び後縁がフオトセンサによつて検知され、レーザ
ーのパルス化の開始時点は部材の前縁および後縁
の両方に対して正確に制御されうる。もちろん、
端部が、第２９図に示されるように、溶接開始位
置において検知されるところでは、遅延（delay）
は要求されない。制御手段９８によつて受信され
た信号は、溶接部材の位置に対して、あらかじめ
決められたように、レーザーパルスのパワーレベ
ルを制御するために、回路によつて処理される。
すなわちエンコーダからの信号は、ランプ
（ramp）のスロープおよびランプ時間を制御する
ための、デジタル・アナログ・コンバータを働か
せるのに用いられる。コンバータのアウトプツト
電圧は、レーザー放電管の電流を制御するのに用
いられ、それにより、レーザーパルスのパワーが
制御される。部材の位置に応じてレーザーパルス
のパルシングを制御するため、機械そのものにつ
いての短期間の速度変化の結果による、および機
械操作による速度変化の結果による、溶接部材の
速度の変化は、部材の長さに沿う所望のパルスピ
ツチとパワーのプロフイールを維持するために、
制御手段９８によつて自動的に認識される。さら
に、溶接部材の長さがわずかに変化しても、溶接
部材の端部に対して正確に溶接が開始され終了す
る。これは、溶接の開始および終了の制御が、
種々の溶接部材に対して特定化されるからであ
る。このことは、溶接部材の前端および後端にお
ける、スロープインおよびスロープアウトの正確
な制御をもたらす。
との間の距離は知られているので、時間からパル
スをカウントすることによつて、部材の前縁およ
び後縁がフオトセンサによつて検知され、レーザ
ーのパルス化の開始時点は部材の前縁および後縁
の両方に対して正確に制御されうる。もちろん、
端部が、第２９図に示されるように、溶接開始位
置において検知されるところでは、遅延（delay）
は要求されない。制御手段９８によつて受信され
た信号は、溶接部材の位置に対して、あらかじめ
決められたように、レーザーパルスのパワーレベ
ルを制御するために、回路によつて処理される。
すなわちエンコーダからの信号は、ランプ
（ramp）のスロープおよびランプ時間を制御する
ための、デジタル・アナログ・コンバータを働か
せるのに用いられる。コンバータのアウトプツト
電圧は、レーザー放電管の電流を制御するのに用
いられ、それにより、レーザーパルスのパワーが
制御される。部材の位置に応じてレーザーパルス
のパルシングを制御するため、機械そのものにつ
いての短期間の速度変化の結果による、および機
械操作による速度変化の結果による、溶接部材の
速度の変化は、部材の長さに沿う所望のパルスピ
ツチとパワーのプロフイールを維持するために、
制御手段９８によつて自動的に認識される。さら
に、溶接部材の長さがわずかに変化しても、溶接
部材の端部に対して正確に溶接が開始され終了す
る。これは、溶接の開始および終了の制御が、
種々の溶接部材に対して特定化されるからであ
る。このことは、溶接部材の前端および後端にお
ける、スロープインおよびスロープアウトの正確
な制御をもたらす。
第２８図を参照すると、レーザーのアウトプツ
トのパワーレベルが、制御回路９８によつて、制
御されることがある。この制御手段または制御回
路は、エンコーダ９７および検知器９６からのパ
ルスを受信するように、かつそれらの受信された
パルスがレーザーを第２５図に示されているよう
な波形を有するレザーのアウトプツトのパワーレ
ベルに制御するように、接続されている。エンコ
ーダ９７は、駆動シヤフトの位置を正確に示すパ
ルスをつくるために駆動シヤフトの機構に連結さ
れている。部材の端部を検知する検知器９６はそ
れぞれの部材の前端および後端を示すパルスをつ
くる。図示されているように、この検知器は光源
１００とフオトセンサ９９との間の光の遮蔽また
は通過によつて決定される光検知機構である。も
ちろん、他の適切な検知器も、所望ならば用いら
れうる。
トのパワーレベルが、制御回路９８によつて、制
御されることがある。この制御手段または制御回
路は、エンコーダ９７および検知器９６からのパ
ルスを受信するように、かつそれらの受信された
パルスがレーザーを第２５図に示されているよう
な波形を有するレザーのアウトプツトのパワーレ
ベルに制御するように、接続されている。エンコ
ーダ９７は、駆動シヤフトの位置を正確に示すパ
ルスをつくるために駆動シヤフトの機構に連結さ
れている。部材の端部を検知する検知器９６はそ
れぞれの部材の前端および後端を示すパルスをつ
くる。図示されているように、この検知器は光源
１００とフオトセンサ９９との間の光の遮蔽また
は通過によつて決定される光検知機構である。も
ちろん、他の適切な検知器も、所望ならば用いら
れうる。
図示されている実施例において、制御回路９８
はパルスピツチ調節器１０８、スロープイン遅延
調節器１０９およびスロープアウト遅延調節器１
１０を有している。それらは、すべてエンコーダ
からのアウトプツトパルスを受けとるためにたが
いに接続関係にある。またスロープイン遅延調節
器およびスロープアウト遅延調節器は、検知器か
らパルスシエイパー１１１を介してアウトプツト
信号を受信する。
はパルスピツチ調節器１０８、スロープイン遅延
調節器１０９およびスロープアウト遅延調節器１
１０を有している。それらは、すべてエンコーダ
からのアウトプツトパルスを受けとるためにたが
いに接続関係にある。またスロープイン遅延調節
器およびスロープアウト遅延調節器は、検知器か
らパルスシエイパー１１１を介してアウトプツト
信号を受信する。
パルスピツチ調節器１０８のアウトプツト部
は、部材の移動距離に基づくあらかじめ決められ
たパルスピツチでパルスレーザー溶接手段６を動
作させるためのパルスを連続的につくるために、
パルスレーザー溶接手段６のレーザー制御ユニツ
ト１１２に直接接続されている。いい換えると、
パルスピツチ調節器は、エンコーダのカウントが
ある値に達するごとにレーザーパルスをつくるよ
うに、レーザー制御ユニツトを動作させるための
アウトプツト信号をつくる、リセツトしうるカウ
ンタとしての機能を果たす。このように、エンコ
ーダーがシヤフトの0.00254cm（0.001in）の移動
ごとにパルスをつくるようにセツトされているの
であれば、パルスピツチ調節器は、ある数のパル
スがエンコーダのパルスからカウントされるたび
にアウトプツト信号をつくるように、所望の値に
セツトされうる。エンコーダのアウトプツト信号
は部材の移動に直接関係するので、レーザーのパ
ルスピツチもまた部材の移動量によつて決定され
る。たとえば、パルスピツチ調節器がエンコーダ
から14個のパルスをカウントするごとにアウトプ
ツト信号をつくるようにセツトされているのであ
れば、レーザーパルスは部材が0.03556cm
（0.014in）移動するごとにつくられる。したがつ
て、レーザーのパルスピツチは時間には全く依存
してはおらず、部材の実際の移動量に依存してい
るのである。
は、部材の移動距離に基づくあらかじめ決められ
たパルスピツチでパルスレーザー溶接手段６を動
作させるためのパルスを連続的につくるために、
パルスレーザー溶接手段６のレーザー制御ユニツ
ト１１２に直接接続されている。いい換えると、
パルスピツチ調節器は、エンコーダのカウントが
ある値に達するごとにレーザーパルスをつくるよ
うに、レーザー制御ユニツトを動作させるための
アウトプツト信号をつくる、リセツトしうるカウ
ンタとしての機能を果たす。このように、エンコ
ーダーがシヤフトの0.00254cm（0.001in）の移動
ごとにパルスをつくるようにセツトされているの
であれば、パルスピツチ調節器は、ある数のパル
スがエンコーダのパルスからカウントされるたび
にアウトプツト信号をつくるように、所望の値に
セツトされうる。エンコーダのアウトプツト信号
は部材の移動に直接関係するので、レーザーのパ
ルスピツチもまた部材の移動量によつて決定され
る。たとえば、パルスピツチ調節器がエンコーダ
から14個のパルスをカウントするごとにアウトプ
ツト信号をつくるようにセツトされているのであ
れば、レーザーパルスは部材が0.03556cm
（0.014in）移動するごとにつくられる。したがつ
て、レーザーのパルスピツチは時間には全く依存
してはおらず、部材の実際の移動量に依存してい
るのである。
好ましい実施例によれば、パルスレーザー溶接
手段６はすべての時間でオン状態であり、したが
つてエンコーダおよびパルスピツチ調節器の動作
をとおしてレーザーのアウトプツトパルスを連続
的につくるのである。
手段６はすべての時間でオン状態であり、したが
つてエンコーダおよびパルスピツチ調節器の動作
をとおしてレーザーのアウトプツトパルスを連続
的につくるのである。
しかしながら、それらのレーザーのアウトプツ
トパルスの振幅は、正確な部材の位置に依存して
種々変化するのである。このようにして、第２４
図に示されているように、部材の前縁D1が集中
したレーザーパルスの領域に達するときには、レ
ーザーのパワーレベルP1の振幅レベルは比較的
小さい。検知された部材が、この点D1から前進
するにしたがつて、レーザーのアウトプツトパワ
ーは、前述のように、一層高いパワーレベルP2
を与えるために、距離D1〜D2にわたつて増加す
る。さらに、距離D3〜D4においては、レーザー
パワーは、再びパワーレベルP3まで減少する。
それから、次の部材の前縁が検知されると、この
ような動作がサイクル的に繰り返される。このよ
うにして、部材は高速で溶接されうる。レーザー
パルスのパワーの増加および減少は、スロープイ
ン遅延調節器１０９、スロープアウト遅延調節器
１１０、ランプ長さ調節器１１３およびデジタ
ル・アナログコンバータ１１４によつて制御され
る。これらは、レーザー制御ユニツト１１２に接
続されている。
トパルスの振幅は、正確な部材の位置に依存して
種々変化するのである。このようにして、第２４
図に示されているように、部材の前縁D1が集中
したレーザーパルスの領域に達するときには、レ
ーザーのパワーレベルP1の振幅レベルは比較的
小さい。検知された部材が、この点D1から前進
するにしたがつて、レーザーのアウトプツトパワ
ーは、前述のように、一層高いパワーレベルP2
を与えるために、距離D1〜D2にわたつて増加す
る。さらに、距離D3〜D4においては、レーザー
パワーは、再びパワーレベルP3まで減少する。
それから、次の部材の前縁が検知されると、この
ような動作がサイクル的に繰り返される。このよ
うにして、部材は高速で溶接されうる。レーザー
パルスのパワーの増加および減少は、スロープイ
ン遅延調節器１０９、スロープアウト遅延調節器
１１０、ランプ長さ調節器１１３およびデジタ
ル・アナログコンバータ１１４によつて制御され
る。これらは、レーザー制御ユニツト１１２に接
続されている。
動作において、部材の前縁が検知されると、動
作パルスはパルスシエーピング回路１１１を介し
てスロープイン遅延調節器１０９に送信される。
パルスシエーピング回路１１１は、受光器からの
不規則なかたちのパルスを、スロープイン遅延調
節器１０９およびスロープアウト遅延調節器１１
０の動作に望まれうるようなパルスにするために
用いられるものであり、従来から知られているユ
ニツトのものでよい。スロープイン遅延調節器
は、部材の前縁に対する信号の受信に関してパル
スをカウントする、リセツトしうるカウンタであ
るのが好ましい。スロープイン遅延調節器は、レ
ーザーパワーレベルの変化をひきおこすアウトプ
ツト信号をつくるまえに、あらかじめ決められた
レベルまエンコーダからのパルスをカウントす
る。たとえば、スロープイン遅延調節器は、ラン
プ長さ調節器１１３に対するアウトプツト信号を
つくる前に、エンコーダから6727個のパルスをカ
ウントするように、セツトされうる。このパルス
は0.00245cm（0.001in）あたり１パルスと仮定す
ると、17.08658cm（6.727in）の移動に対応するパ
ルスの数である。これが実行されたならば、部材
の前縁が最初に検知された点から17.08658cm
（6.727in）移動したときに、パワーは正確に増加
し始めることになる。この最後に述べた位置にお
いて、部材の前縁はパルスレーザー手段６の下に
来ている。このようにして、溶接はこの前縁から
始められる。したがつて、レーザーパルスのパワ
ーの増加は、時間に依存するよりはむしろ、部材
の移動量に依存するのである。
作パルスはパルスシエーピング回路１１１を介し
てスロープイン遅延調節器１０９に送信される。
パルスシエーピング回路１１１は、受光器からの
不規則なかたちのパルスを、スロープイン遅延調
節器１０９およびスロープアウト遅延調節器１１
０の動作に望まれうるようなパルスにするために
用いられるものであり、従来から知られているユ
ニツトのものでよい。スロープイン遅延調節器
は、部材の前縁に対する信号の受信に関してパル
スをカウントする、リセツトしうるカウンタであ
るのが好ましい。スロープイン遅延調節器は、レ
ーザーパワーレベルの変化をひきおこすアウトプ
ツト信号をつくるまえに、あらかじめ決められた
レベルまエンコーダからのパルスをカウントす
る。たとえば、スロープイン遅延調節器は、ラン
プ長さ調節器１１３に対するアウトプツト信号を
つくる前に、エンコーダから6727個のパルスをカ
ウントするように、セツトされうる。このパルス
は0.00245cm（0.001in）あたり１パルスと仮定す
ると、17.08658cm（6.727in）の移動に対応するパ
ルスの数である。これが実行されたならば、部材
の前縁が最初に検知された点から17.08658cm
（6.727in）移動したときに、パワーは正確に増加
し始めることになる。この最後に述べた位置にお
いて、部材の前縁はパルスレーザー手段６の下に
来ている。このようにして、溶接はこの前縁から
始められる。したがつて、レーザーパルスのパワ
ーの増加は、時間に依存するよりはむしろ、部材
の移動量に依存するのである。
示されている好ましいデジタル型の実行におい
て、スロープイン遅延調節器１０９のアウトプツ
ト信号は、前述のようにランプ長さ調節器１１３
を動作させる。このランプ長さ調節器１１３は、
スロープイン遅延調節器があらかじめ決められた
遅延回数（たとえば前述の実施例においては6727
回）をカウントし終つたあとに、スロープイン遅
延調節器を介してランプ長さ調節器１１３の方へ
送られるエンコーダからのパルスをカウントする
カウント回路である。ランプ長さ調節器のアウト
プツト信号は、スロープイン遅延調節器で遅延回
数がカウントされたあとで、かつあらかじめセツ
トされたランプ長さ調節回数がカウントされ終る
ときまで、部材が１つのエンコーダパルスを充分
につくるために移動するごとに増加する累積的な
デジタル型のカウント値である。この累積的なカ
ウント値は、ランプデジタル信号整形器１１５を
介してデジタル・アナログ・コンバータ１１４の
方へ送られる。ランプデジタルシエーパー１１５
は、デジタル・アナログ・コンバータに明確に認
識されるデジタル型インプツト信号をつくるため
にパルスを整形するためのものである。デジタ
ル・アナログ・コンバータは、ランプ長さ調節器
からのカウント値に依存するアナログ型のアウト
プツト電圧をつくる。動作例を説明すると、スロ
ープイン遅延調節器が遅延回数をカウントし終つ
たあとに、ランプ長さ調節器１１３が15回のエン
コーダパルスをカウントするようにセツトされて
いるならば、レーザーアウトプツトパワーのラン
プは部材の0.0381cm（0.015in）の移動にわたつて
低いレーザーレベルP1から高いレーザーレベル
P2まで増加する。これが達成されるときには、
ランプ長さ調整器が15のエンコーダパルスをカウ
ントし終つたのちに最大のアウトプツトが達せら
れるまで、ランプ長さ調節器の累積的なアウント
プツトは、それぞれのカウントに応じて、デジタ
ル・アナログコンバータからのアウトプツトアナ
ログ電圧を増加させる。このようにして、レーザ
ーパワーの実際的なランプ長さは時間に依存する
よるはむしろ、部材の移動量に依存する。
て、スロープイン遅延調節器１０９のアウトプツ
ト信号は、前述のようにランプ長さ調節器１１３
を動作させる。このランプ長さ調節器１１３は、
スロープイン遅延調節器があらかじめ決められた
遅延回数（たとえば前述の実施例においては6727
回）をカウントし終つたあとに、スロープイン遅
延調節器を介してランプ長さ調節器１１３の方へ
送られるエンコーダからのパルスをカウントする
カウント回路である。ランプ長さ調節器のアウト
プツト信号は、スロープイン遅延調節器で遅延回
数がカウントされたあとで、かつあらかじめセツ
トされたランプ長さ調節回数がカウントされ終る
ときまで、部材が１つのエンコーダパルスを充分
につくるために移動するごとに増加する累積的な
デジタル型のカウント値である。この累積的なカ
ウント値は、ランプデジタル信号整形器１１５を
介してデジタル・アナログ・コンバータ１１４の
方へ送られる。ランプデジタルシエーパー１１５
は、デジタル・アナログ・コンバータに明確に認
識されるデジタル型インプツト信号をつくるため
にパルスを整形するためのものである。デジタ
ル・アナログ・コンバータは、ランプ長さ調節器
からのカウント値に依存するアナログ型のアウト
プツト電圧をつくる。動作例を説明すると、スロ
ープイン遅延調節器が遅延回数をカウントし終つ
たあとに、ランプ長さ調節器１１３が15回のエン
コーダパルスをカウントするようにセツトされて
いるならば、レーザーアウトプツトパワーのラン
プは部材の0.0381cm（0.015in）の移動にわたつて
低いレーザーレベルP1から高いレーザーレベル
P2まで増加する。これが達成されるときには、
ランプ長さ調整器が15のエンコーダパルスをカウ
ントし終つたのちに最大のアウトプツトが達せら
れるまで、ランプ長さ調節器の累積的なアウント
プツトは、それぞれのカウントに応じて、デジタ
ル・アナログコンバータからのアウトプツトアナ
ログ電圧を増加させる。このようにして、レーザ
ーパワーの実際的なランプ長さは時間に依存する
よるはむしろ、部材の移動量に依存する。
ランプ長さ調節器１１３はランプ長さを制御
し、デジタル・アナログ・コンバータのアナログ
型の電圧のアウトプツトを徐々に増加させるが、
前述のように、アナログ型の電圧の実際の値は、
デジタル・アナログ・コンバータ自身のパワーの
供給によつてセツトされるのが好ましい。このよ
うにして、ランプ長さ調節器から受けとられたカ
ウント値に対して、デジタル・アナログ・コンバ
ータの対応するアナログ型アウトプツト値は、デ
ジタル・アナログ・コンバータ自身によつてこの
カウント値に与えられたアナログ値によつて決定
される。したがつて、ランプ長さとランプに沿つ
てつくられた実際のレーザーのアウトプツトパワ
ーとは、独立して制御されうる。
し、デジタル・アナログ・コンバータのアナログ
型の電圧のアウトプツトを徐々に増加させるが、
前述のように、アナログ型の電圧の実際の値は、
デジタル・アナログ・コンバータ自身のパワーの
供給によつてセツトされるのが好ましい。このよ
うにして、ランプ長さ調節器から受けとられたカ
ウント値に対して、デジタル・アナログ・コンバ
ータの対応するアナログ型アウトプツト値は、デ
ジタル・アナログ・コンバータ自身によつてこの
カウント値に与えられたアナログ値によつて決定
される。したがつて、ランプ長さとランプに沿つ
てつくられた実際のレーザーのアウトプツトパワ
ーとは、独立して制御されうる。
前述の説明から、レーザーのパワーが、部材の
前縁が検知される時間における低いレベルP1か
ら、溶接のために必要とされるレーザーの高いア
ウトプツトレベルP2まで、どのようにして増加
するかということは理解されうる。ランプ長さ調
節器がその最大回数がカウントし終つたあとで、
かつスロープアウト遅延調節器１１０がレーザの
アウトプツトをレベルP3まで減少させるために
動作しはじめるときまで、レーザーのアウトプツ
トは高いレベルP2の状態のままである。
前縁が検知される時間における低いレベルP1か
ら、溶接のために必要とされるレーザーの高いア
ウトプツトレベルP2まで、どのようにして増加
するかということは理解されうる。ランプ長さ調
節器がその最大回数がカウントし終つたあとで、
かつスロープアウト遅延調節器１１０がレーザの
アウトプツトをレベルP3まで減少させるために
動作しはじめるときまで、レーザーのアウトプツ
トは高いレベルP2の状態のままである。
部材の後縁が検知されたあと、あらかじめ決め
られたきにレーザーレベルを下げるために、スロ
ープアウト遅延調節器１１０はスロープイン遅延
調節器１０９と同様の動作をする。とくに、あら
かじめ決められた数の遅延回数をカウントし始め
るため、部材の後縁が検知器９６によつて検知さ
れるときにスロープアウト遅延調節器はリセツト
される。あらかじめ決められた回数がカウントさ
れ終つたあと、動作アウトプツト信号がランプ長
さ調節器１１３との連絡のためにつくられる。し
かしながら、スロープアウト遅延調節器は、スロ
ープイン遅延調節器とは異なり、エンコーダがス
ロープアウト遅延調節器のあらかじめ決められた
遅延回数に従うアウトプツトパルスをつくるたび
にランプ長さ調節器からのデジタル型累積カウン
ト値を減少させてカウントするように、ランプ長
さ調節器を動作させる。そのため、動作において
は、ランプ長さ調節器はアツプダウン式のカウン
タであるのが好ましい。いずれにしても、ランプ
の長さ調節器からの累積的なカウンタ値が減少す
るときには、デジタル・アナログ・コンバータの
アナログ型アウトプツトの電圧は、レーザパルス
のパワーを低くするために、減少する。
られたきにレーザーレベルを下げるために、スロ
ープアウト遅延調節器１１０はスロープイン遅延
調節器１０９と同様の動作をする。とくに、あら
かじめ決められた数の遅延回数をカウントし始め
るため、部材の後縁が検知器９６によつて検知さ
れるときにスロープアウト遅延調節器はリセツト
される。あらかじめ決められた回数がカウントさ
れ終つたあと、動作アウトプツト信号がランプ長
さ調節器１１３との連絡のためにつくられる。し
かしながら、スロープアウト遅延調節器は、スロ
ープイン遅延調節器とは異なり、エンコーダがス
ロープアウト遅延調節器のあらかじめ決められた
遅延回数に従うアウトプツトパルスをつくるたび
にランプ長さ調節器からのデジタル型累積カウン
ト値を減少させてカウントするように、ランプ長
さ調節器を動作させる。そのため、動作において
は、ランプ長さ調節器はアツプダウン式のカウン
タであるのが好ましい。いずれにしても、ランプ
の長さ調節器からの累積的なカウンタ値が減少す
るときには、デジタル・アナログ・コンバータの
アナログ型アウトプツトの電圧は、レーザパルス
のパワーを低くするために、減少する。
所望ならば、ランプ長さ調節器は、スロープイ
ン遅延調整器によるレベルの増加に対してなされ
たレベルと同じレベルに、（たとえば、0.0381cm
（0.015in）のランプ長さで）スロープアウト遅延
調節器によつてカンの移動の同じランプ長さにわ
たつて、減少されうる。他方、スロープインのラ
ンプが開始するカウント値よりも所望のように異
なつたカウント値に減少させることによつて、ラ
ンプ長さを変化させることは、ランプ長さ調節器
にとつては、明らかに構成されうることである。
これにより、対応して、スロープイン期間の開始
時におけるよりはむしろ、スロープアウト期間の
終りにおいて、デジタル・アナログ・コンバータ
から異なつた電圧のアウトプツトをつくる。この
ことは、前述のランプ期間以外の時間において３
つのレベルを可能にし、たとえば第２４図を参照
して説明された高いまたは低いパワーレベルだけ
で簡単に動作するよりも、ときには望ましいこと
もある。もちろん、これが行なわれたならば、次
の増加されたランプ期間の前に、適切なレベルに
もどす操作は、減少するランプ期間の終りと次の
増加するランプ期間の始めとの間の任意の時間に
おいて要求される。このもどし操作は、それが望
まれるシヤフトの位置、たとえばレーザーパルス
ビームの下の部材の前縁の到着にわずかに先んづ
る位置か、もしくはその到着時における位置に応
じたシヤフト位置において、あらかじめ決められ
たポイントを示すためにエンコーダのアウトプツ
ト信号を受けとめるための付加的な回路をとおし
てなされる。前述の機構の重要な利点は、それが
部材の位置に基づいて、レーザーパルスのパワー
をきわめて正確に制御しうるということである。
さらに、該機構はレーザーパルスのピツチ、パワ
ーが増加すると共に減少する部材の移動点、増加
および減少のための実際のランプ距離、および実
際のレーザーパルスのパワーの振幅などを種々変
化させるために容易に調節されうる。さらに、そ
れらの調節は、実際にはたがいに独立して、異な
つた溶接ニーズを満足させるように、レーザーの
アウトプツトパワーを調節することを可能にす
る。
ン遅延調整器によるレベルの増加に対してなされ
たレベルと同じレベルに、（たとえば、0.0381cm
（0.015in）のランプ長さで）スロープアウト遅延
調節器によつてカンの移動の同じランプ長さにわ
たつて、減少されうる。他方、スロープインのラ
ンプが開始するカウント値よりも所望のように異
なつたカウント値に減少させることによつて、ラ
ンプ長さを変化させることは、ランプ長さ調節器
にとつては、明らかに構成されうることである。
これにより、対応して、スロープイン期間の開始
時におけるよりはむしろ、スロープアウト期間の
終りにおいて、デジタル・アナログ・コンバータ
から異なつた電圧のアウトプツトをつくる。この
ことは、前述のランプ期間以外の時間において３
つのレベルを可能にし、たとえば第２４図を参照
して説明された高いまたは低いパワーレベルだけ
で簡単に動作するよりも、ときには望ましいこと
もある。もちろん、これが行なわれたならば、次
の増加されたランプ期間の前に、適切なレベルに
もどす操作は、減少するランプ期間の終りと次の
増加するランプ期間の始めとの間の任意の時間に
おいて要求される。このもどし操作は、それが望
まれるシヤフトの位置、たとえばレーザーパルス
ビームの下の部材の前縁の到着にわずかに先んづ
る位置か、もしくはその到着時における位置に応
じたシヤフト位置において、あらかじめ決められ
たポイントを示すためにエンコーダのアウトプツ
ト信号を受けとめるための付加的な回路をとおし
てなされる。前述の機構の重要な利点は、それが
部材の位置に基づいて、レーザーパルスのパワー
をきわめて正確に制御しうるということである。
さらに、該機構はレーザーパルスのピツチ、パワ
ーが増加すると共に減少する部材の移動点、増加
および減少のための実際のランプ距離、および実
際のレーザーパルスのパワーの振幅などを種々変
化させるために容易に調節されうる。さらに、そ
れらの調節は、実際にはたがいに独立して、異な
つた溶接ニーズを満足させるように、レーザーの
アウトプツトパワーを調節することを可能にす
る。
制御回路は、第２８図に示されている回路に対
して説明されたけれども、他の回路が用いられう
ることは理解されるだろう。所望ならば、たとえ
ばマイクロプロセツサまたはそのほかのコンピユ
ータにより、第２８図に示されているような制御
回路で行なわれたような制御を達成するように、
またエンコーダのアウトプツトパルスおよび検知
器のアウトプツト信号に基ずくレーザー制御ユニ
ツトと同じような制御を達成するように、プログ
ラムしてもよい。また前述の好ましい実施例で
は、パルスレーザー溶接手段はパルス状態のアウ
トプツトを、すべての時間にわたつて作動させて
いるけれども、もちろん所望ならば、部材と部材
との間のインターバルで、レーザーパルスをスト
ツプさせることも可能である。
して説明されたけれども、他の回路が用いられう
ることは理解されるだろう。所望ならば、たとえ
ばマイクロプロセツサまたはそのほかのコンピユ
ータにより、第２８図に示されているような制御
回路で行なわれたような制御を達成するように、
またエンコーダのアウトプツトパルスおよび検知
器のアウトプツト信号に基ずくレーザー制御ユニ
ツトと同じような制御を達成するように、プログ
ラムしてもよい。また前述の好ましい実施例で
は、パルスレーザー溶接手段はパルス状態のアウ
トプツトを、すべての時間にわたつて作動させて
いるけれども、もちろん所望ならば、部材と部材
との間のインターバルで、レーザーパルスをスト
ツプさせることも可能である。
溶接中、たとえば30ｍ／minの高速で部材を移
動させることにより、レーザーパルスによつて形
成された個々のオーバーラツプスポツト溶接部
は、たとえば幅0.01524cm（0.006in）、長さ
0.04572cm（0.018in）の涙がたれ落ちるような形
状で（tearderop shaped）ある。溶接部の50％
のオーバーラツプ部を備えるために、そのため部
材の全長に沿う連続的な溶接シームを備えるため
に、レーザーは0.0229cm（0.009in）ごとにレーザ
ーエネルギーのパルスをつくるように発光されな
ければならない。これを達成させるために、制御
手段９８のパルスピツチ調節器１０８はパルスの
カウト数をリセツトされ、再度カウントし始める
ようにリセツトされたあと、0.0229cm（0.009in）
の移動に応じて、９パルスごとにレーザーエネル
ギーを発光する。部材の端部でのスロープインお
よびスロープアウトのためのランプの長さおよび
溶接パワーのレベルもまた前述のようにあらかじ
めセツトされうる。
動させることにより、レーザーパルスによつて形
成された個々のオーバーラツプスポツト溶接部
は、たとえば幅0.01524cm（0.006in）、長さ
0.04572cm（0.018in）の涙がたれ落ちるような形
状で（tearderop shaped）ある。溶接部の50％
のオーバーラツプ部を備えるために、そのため部
材の全長に沿う連続的な溶接シームを備えるため
に、レーザーは0.0229cm（0.009in）ごとにレーザ
ーエネルギーのパルスをつくるように発光されな
ければならない。これを達成させるために、制御
手段９８のパルスピツチ調節器１０８はパルスの
カウト数をリセツトされ、再度カウントし始める
ようにリセツトされたあと、0.0229cm（0.009in）
の移動に応じて、９パルスごとにレーザーエネル
ギーを発光する。部材の端部でのスロープインお
よびスロープアウトのためのランプの長さおよび
溶接パワーのレベルもまた前述のようにあらかじ
めセツトされうる。
このように、本発明の制御手段で、独立したオ
ーバーラツプスポツト溶接のピツチの正確な制
御、スロープインおよびスロープアウトの長さ、
スロープインおよびスロープアウトの最初の位
置、ならびに溶接部材の位置に応じたパルスのパ
ワーなどの制御はすべて可能となり、またこれは
機械の速度に対して独立している。これにより、
溶接部材の単位長さあたりの入熱の正確な制御が
なされ、入熱と関係のある溶接欠陥が避けられま
たは最小のものにされる。さらに、高品質の一様
な溶接部を形成する高速でのレーザー溶接が可能
となる。
ーバーラツプスポツト溶接のピツチの正確な制
御、スロープインおよびスロープアウトの長さ、
スロープインおよびスロープアウトの最初の位
置、ならびに溶接部材の位置に応じたパルスのパ
ワーなどの制御はすべて可能となり、またこれは
機械の速度に対して独立している。これにより、
溶接部材の単位長さあたりの入熱の正確な制御が
なされ、入熱と関係のある溶接欠陥が避けられま
たは最小のものにされる。さらに、高品質の一様
な溶接部を形成する高速でのレーザー溶接が可能
となる。
本発明の一実施例のみを示し説明したが、本発
明はこの実施例に限定されるものではなく、当業
者に知られるような種々の変更、改変が可能であ
ることは理解される。たとえば本発明の方法およ
び装置は部材を溶接することはまたはチユーブ状
のシート材料を溶接することに限定されるもので
はなく、平面なストリツプ材料などのそのほかの
部材に溶接部を形成するために用いられていても
よい。同様にして、本発明はラツプ溶接、溝溶接
または肉盛り溶接などの突合せ溶接以外の継手形
状に溶接部を形成するために用いられうる。さら
に、パルス高エネルギー密度の溶接方法および装
置としては、レーザーによる溶接方法および装置
であるが、パルス電子ビーム溶接などのパルス高
エネルギー密度の技術が、本発明の方法および装
置で用いられうる。したがつて、本発明がここで
詳しく示され説明されたものに限定されせること
を望むものではなく、特許請求の範囲に記載され
た範囲内での変更および改変をすべてカバーさせ
るものである。
明はこの実施例に限定されるものではなく、当業
者に知られるような種々の変更、改変が可能であ
ることは理解される。たとえば本発明の方法およ
び装置は部材を溶接することはまたはチユーブ状
のシート材料を溶接することに限定されるもので
はなく、平面なストリツプ材料などのそのほかの
部材に溶接部を形成するために用いられていても
よい。同様にして、本発明はラツプ溶接、溝溶接
または肉盛り溶接などの突合せ溶接以外の継手形
状に溶接部を形成するために用いられうる。さら
に、パルス高エネルギー密度の溶接方法および装
置としては、レーザーによる溶接方法および装置
であるが、パルス電子ビーム溶接などのパルス高
エネルギー密度の技術が、本発明の方法および装
置で用いられうる。したがつて、本発明がここで
詳しく示され説明されたものに限定されせること
を望むものではなく、特許請求の範囲に記載され
た範囲内での変更および改変をすべてカバーさせ
るものである。
第１図は金属製のカン体を連続的に形成するた
めの本発明の装置の一実施例を示す概略側面図、
第２図は第１図の詳細な部分側面図、第３図は第
２図に示されているＺバー支持アセンブリの詳細
な側面図、第４図は第３図の一部断面を有する右
側端面図、第５図は第４図の一部断面を有する端
面図、第６図は第２図に示されているガイドロー
ルを示す平面図、第７図はガイドロールまわりに
配索された金属ベルトを有する第２図に示された
装置の部分左側端面図、第８図は駆動スプロケツ
トおよびその支持シヤフトを示している、第２図
の−線部分断面図、第９図は本発明の装置の
ための金属ベルトの一実施例を示す部分平面図、
第１０図は第９図に示されている金属ベルトの正
面図、第１１図は金属ベルト、指状部および基板
の取りつけ状態を示す第１０図の−線断面
図、第１２図は第９図の金属ベルトの部分拡大
図、第１３図は本発明による指状部を有する基板
の平面図、第１４図は第１３図に示されている指
状部を有する基板の側面図、第１５図は第１４図
に示されている指状部を有する基板の右側端面
図、第１６図は第１図の概略的に示されているイ
ンデクサアセンブリの側面図、第１７図は第１６
図に示されているインデクサアセンブリの右側端
面図、第１８図は第１６図のインデクサアセンブ
リの−線断面図、第１９図は本発明の装
置の駆動部の概略ブロツク図、第２０図はカムで
駆動するインデクサのかわりに直流サーボモータ
を用いている点を除き第１９図に示されているも
のと同様の駆動部の概略ブロツク図、第２１図は
チユーブ状のシート材料が第１図の装置に沿つて
移動するときの速度を示す移動距離と速度との関
係を示すグラフ、第２２Ａ図は溶接部におけるス
ラブの肉盛およびアンダーカツトを示す、速度30
ｍ／minで0.0203cm（0.008in）の厚さの低炭素鋼
のシート材料上に形成されたCWレーザー溶接に
よるビートオンプレートのスイツチ図、第２２Ｂ
図は球体を形成したスラブを示す、30ｍ／minで
0.0203cm（0.008in）の厚さの低炭素鋼のシート材
料上に形成されたCWレーザー溶接によるビート
オンプレートのスケツチ図、第２２Ｃ図は溶接部
下側で発生した溝を示す第２２Ｂの−線断面
図、第２２Ｄ図はスラブおよび溝が結びついて形
成された通しスロツトを示す、速度30ｍ／minで
0.0203cm（0.008in）の厚さの低炭素鋼のシート材
料上に形成されたCWレーザー溶接によるビート
オンプレートのスケツチ図、第２３図は、本発明
の装置によりつくられる溶接部の概略平面図、第
２４図は本発明によるカン体に沿う距離とレーザ
ーパルスからの平均的なレーザーパワーとの関係
を示すグラフ、第２５図はレーザーエネルギーの
パルスの形状を示す概略的なグラフ、第２６図は
本発明による検知器およびＺバーを示す装置の部
分側面図、第２７図は第２６図の装置のＺバーの
−線断面図、第２８図は第１図に示
す装置の制御手段の概略ブロツク図、第２９図は
本発明による検知手段の他の実施例の概略側面図
である。 （図面の主要符号）、２：チユーブ状のシート
材料（部材、カン体）、４：前進手段、３：ロー
ル成形機、５：第１位置、６：パルスレーザー溶
接手段、７：移動手段（付加的な前進手段）、８，
９：金属ベルト、１０：第２位置、１１：指状
部、９７：検知手段、９８：制御手段。
めの本発明の装置の一実施例を示す概略側面図、
第２図は第１図の詳細な部分側面図、第３図は第
２図に示されているＺバー支持アセンブリの詳細
な側面図、第４図は第３図の一部断面を有する右
側端面図、第５図は第４図の一部断面を有する端
面図、第６図は第２図に示されているガイドロー
ルを示す平面図、第７図はガイドロールまわりに
配索された金属ベルトを有する第２図に示された
装置の部分左側端面図、第８図は駆動スプロケツ
トおよびその支持シヤフトを示している、第２図
の−線部分断面図、第９図は本発明の装置の
ための金属ベルトの一実施例を示す部分平面図、
第１０図は第９図に示されている金属ベルトの正
面図、第１１図は金属ベルト、指状部および基板
の取りつけ状態を示す第１０図の−線断面
図、第１２図は第９図の金属ベルトの部分拡大
図、第１３図は本発明による指状部を有する基板
の平面図、第１４図は第１３図に示されている指
状部を有する基板の側面図、第１５図は第１４図
に示されている指状部を有する基板の右側端面
図、第１６図は第１図の概略的に示されているイ
ンデクサアセンブリの側面図、第１７図は第１６
図に示されているインデクサアセンブリの右側端
面図、第１８図は第１６図のインデクサアセンブ
リの−線断面図、第１９図は本発明の装
置の駆動部の概略ブロツク図、第２０図はカムで
駆動するインデクサのかわりに直流サーボモータ
を用いている点を除き第１９図に示されているも
のと同様の駆動部の概略ブロツク図、第２１図は
チユーブ状のシート材料が第１図の装置に沿つて
移動するときの速度を示す移動距離と速度との関
係を示すグラフ、第２２Ａ図は溶接部におけるス
ラブの肉盛およびアンダーカツトを示す、速度30
ｍ／minで0.0203cm（0.008in）の厚さの低炭素鋼
のシート材料上に形成されたCWレーザー溶接に
よるビートオンプレートのスイツチ図、第２２Ｂ
図は球体を形成したスラブを示す、30ｍ／minで
0.0203cm（0.008in）の厚さの低炭素鋼のシート材
料上に形成されたCWレーザー溶接によるビート
オンプレートのスケツチ図、第２２Ｃ図は溶接部
下側で発生した溝を示す第２２Ｂの−線断面
図、第２２Ｄ図はスラブおよび溝が結びついて形
成された通しスロツトを示す、速度30ｍ／minで
0.0203cm（0.008in）の厚さの低炭素鋼のシート材
料上に形成されたCWレーザー溶接によるビート
オンプレートのスケツチ図、第２３図は、本発明
の装置によりつくられる溶接部の概略平面図、第
２４図は本発明によるカン体に沿う距離とレーザ
ーパルスからの平均的なレーザーパワーとの関係
を示すグラフ、第２５図はレーザーエネルギーの
パルスの形状を示す概略的なグラフ、第２６図は
本発明による検知器およびＺバーを示す装置の部
分側面図、第２７図は第２６図の装置のＺバーの
−線断面図、第２８図は第１図に示
す装置の制御手段の概略ブロツク図、第２９図は
本発明による検知手段の他の実施例の概略側面図
である。 （図面の主要符号）、２：チユーブ状のシート
材料（部材、カン体）、４：前進手段、３：ロー
ル成形機、５：第１位置、６：パルスレーザー溶
接手段、７：移動手段（付加的な前進手段）、８，
９：金属ベルト、１０：第２位置、１１：指状
部、９７：検知手段、９８：制御手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも155000.31W／cm2（106W／in2）の
平均エネルギー密度を有するエネルギーパルスを
発生可能なパルス高エネルギー密度溶接手段に対
して、被溶接材を少なくとも22ｍ／minの速度で
移動させる移動工程と、 前記パルス高エネルギー密度溶接手段からの高
密度のエネルギーのパルスにより生じる多数のオ
ーバーラツプ溶接スポツトによつて、前記被溶接
材の長手方向に連続的な溶接シームを形成する形
成工程と、 前記パルス高エネルギー密度溶接手段の近傍で
前記被溶接材の移動を検知する検知測定工程と、 被溶接材の単位長さ当りの、パルスによる溶接
のためのエネルギーを適正時点にかつ適正なエネ
ルギーレベルに制御するように、検知された前記
被溶接材の移動に応じて、前記溶接中、前記パル
ス高エネルギー密度溶接手段を制御する制御工程
と から成る、高速度連続溶接法。 ２ 前記高エネルギー密度溶接手段がパルスレー
ザー溶接手段であり、前記パルス高エネルギー密
度溶接手段を制御する制御工程が検知される前記
被溶接材の移動に応じて該パルスレーザー溶接手
段のパルス状態を制御することを含む、特許請求
の範囲第１項記載の溶接法。 ３ 前記パルスレーザー溶接手段のパルス状態
が、検知された前記被溶接材の移動速度の変化に
応じて制御され、それによつて前記被溶接材の長
手方向に行われる多数のオーバーラツプ溶接スポ
ツトのピツチが実質的に一定である、特許請求の
範囲第２項記載の溶接法。 ４ 前記被溶接材が被溶接域に、非金属のコーテ
イングで被覆された薄い金属性の材料である、特
許請求の範囲第１項記載の溶接法。 ５ 前記パルスのそれぞれが、その開始時におい
て、前記非金属のコーテイングを蒸発させると共
に前記被溶接材による溶接エネルギーの吸収を助
ける、平均パワーよりも高いパワーピークを有す
る、特許請求の範囲第４項記載の溶接法。 ６ 前記被溶接材の移動を検知する検知測定工程
が、前記パルス高エネルギー密度溶接手段の部位
において、又は、その上流側において、前記被溶
接材の前縁を検知することと、前記前縁が検知さ
れたあと、前記パルス高エネルギー密度溶接手段
の近傍で前記被溶接材の位置を連続的に検知する
こととを含む、特許請求の範囲第１項記載の溶接
法。 ７ 前記被溶接材の移動を検知する検知測定工程
が、前記パルス高エネルギー密度溶接手段の部位
において、またその上流側において、前記被溶接
材の後縁を検知することを含む、特許請求の範囲
第６項記載の溶接法。 ８ 前記パルス高エネルギー密度溶接手段を制御
する制御工程が、前記検知された被溶接材の移動
に応じて、予め決められたように、パルスのパワ
ーを調節することを含む、特許請求の範囲第１項
記載の溶接法。 ９ 前記パルス高エネルギー密度溶接手段を制御
する制御工程が、平均的パワーレベルよりも高い
が比較的低い第１のパワーレベルで前記被溶接材
の溶接を開始し、次いで溶接シームの開始点から
予め決められた距離のところで、パワーレベル
を、前記第１のパワーレベルよりも高いパワーレ
ベルに上昇させることを含む、特許請求の範囲第
１項記載の溶接法。 １０ 前記パルス高エネルギー密度溶接手段を制
御する制御工程が、前記溶接シームの端部から予
め決められた距離のところで、前記第２のパワー
レベルから、前記第１のパワーレベルよりも低い
第３のパワーレベルにパワーダウンさせることを
含む、特許請求の範囲第９項記載の溶接法。 １１ 少くとも155000.31W／cm2（106W／in2）の
平均エネルギー密度を有するエネルギーパルスを
発生可能なパルス高エネルギー密度溶接手段と、 被溶接材を該パルス高エネルギー密度溶接手段
に対して少くとも22ｍ／minの速度で移動させる
移動手段と、 前記パルス高エネルギー密度溶接手段の近傍で
前記被溶接材の移動を検知する検知測定手段と、 前記被溶接材の単位長さ当りの、パルスによる
溶接のためのエネルギーを、適正時点にかつ適正
なエネルギーレベルに制御するように、前記検知
される被溶接材の移動に応じて前記パルス高エネ
ルギー密度溶接手段を制御する制御手段とから成
る、高速度連続溶接装置。 １２ 前記パルス高エネルギー密度溶接手段がレ
ーザー溶接手段であり、前記パルス高エネルギー
密度溶接手段を制御する制御手段が、検知される
前記被溶接材の移動に応じて、前記パルスレーザ
ー溶接手段のパルス状態を制御する、特許請求の
範囲第１１項記載の高速度連続溶接装置。 １３ 前記パルス高エネルギー密度溶接手段が、
パルスの開始時点において、平均パワーエネルギ
ーよりも高いピークのエネルギーパルスを供給す
るように構成されている、特許請求の範囲第１１
項記載の高速度連続溶接装置。 １４ 前記被溶接材の移動を検知する検知測定手
段が、溶接プラズマによつて放射された光を検知
するために、溶接開始位置に隣接して配置された
フオトセンサを有している、特許請求の範囲第１
１項記載の高速度連続溶接装置。 １５ 前記被溶接材の移動を検知する検知測定手
段が、前記パルス高エネルギー密度溶接手段の部
位において、またはその上流側において、該被溶
接材の前縁を検知すると共に、該被溶接材が前記
パルス高エネルギー密度溶接手段を通過したとき
に、前記被溶接材の位置を連続的に検知するよう
に構成されている、特許請求の範囲第１１項記載
の高速度連続溶接装置。 １６ 前記被溶接材の位置を連続的に検知する検
知測定手段が、前記被溶接材を移動させる移動手
段に連結されたエンコーダを有しており、該エン
コーダのアウトプツト信号が、前記パルス高エネ
ルギー密度溶接手段を制御する制御手段に送出さ
れる、特許請求の範囲第１５項記載の高速度連続
溶接装置。 １７ 前記制御手段が、前記パルス高エネルギー
密度溶接手段を制御するために、前記エンコーダ
のアウトプツト信号によつて駆動するデジタル・
アナログ・コンバータを有している、特許請求の
範囲第１６項記載の高速度連続溶接装置。 １８ 前記制御手段が、前記パルス高エネルギー
密度溶接手段からのパルスのパワーを制御するよ
うに構成されている、特許請求の範囲第１１項記
載の高速度連続溶接装置。 １９ 前記被溶接材が、互いに隣接した両縦縁を
溶接して缶胴などを製造するために全体としてほ
ぼ円筒形に成形された材料であり、該被溶接材の
前記両縦縁部を溶接開始位置へ案内するためにＺ
字成形ガイドバーが設けられている、特許請求の
範囲第１１項記載の高速度連続溶接装置。 ２０ 前記被溶接材の移動を検知する検知測定手
段が、移動する該被溶接材の前縁及び後縁を検知
するために、前記溶接手段の上流側で前記Ｚ字成
形ガイドバーに配置された検知器を有している、
特許請求の範囲第１９項記載の高速度連続溶接装
置。 ２１ パルス高エネルギー密度溶接手段に対して
被溶接材を少なくとも22ｍ／minの速度で移動さ
せる移動工程と、 少なくとも155000.31W／cm2（106W／in2）の平
均エネルギー密度を有するエネルギーパルスを発
生可能なパルス高エネルギー密度溶接手段からの
エネルギーパルスにより生じる多数のオーバーラ
ツプ溶接スポツトによつて、前記被溶接材の長手
方向に連続的な溶接シームを形成する成形工程
と、 前記パルス高エネルギー密度溶接手段の近傍で
前記被溶接材の位置を連続的に検知する検知測定
工程と、 前記パルスによつて形成される溶接スポツトが
前記被溶接材の移動速度とは無関係に予め定めた
通りにオーバーラツプするように、検知された前
記被溶接材の位置に応じたパルスをパルス高エネ
ルギー密度溶接手段に供給するパルス供給工程と
から成る、高速度連続溶接法。 ２２ 前記エネルギーのパルスが、レーザーエネ
ルギーのパルスである、特許請求の範囲第２１項
記載の高速度連続溶接法。 ２３ パルス高エネルギー密度溶接手段に対して
被溶接材を少なくとも22ｍ／minの速度で移動さ
せる移動工程と、 少なくとも155000.31W／cm2（106W／in2）の平
均エネルギー密度を有するエネルギーパルスを発
生可能なパルス高エネルギー密度溶接手段からの
エネルギーパルスにより生じる多数のオーバーラ
ツプ溶接スポツトによつて、前記被溶接材の長手
方向に連続的な溶接シームを形成する成形工程
と、 前記パルス高エネルギー密度溶接手段の近傍で
前記被溶接材の位置を連続的に検知する検知測定
工程と、 前記パルス高エネルギー密度手段からのパルス
パワーを、検知された前記被溶接材の位置に応じ
て、予め定めたように調節する調節工程とから成
る、高速度連続溶接法。 ２４ 前記エネルギーパルスが、レーザーエネル
ギーのパルスである、特許請求の範囲第２３項記
載の高速度連続溶接法。 ２５ パルス高エネルギー密度溶接手段と、 該パルス高エネルギー密度溶接手段に対して被
溶接材を少なくとも22ｍ／minの速度で移動させ
る移動手段と、 前記パルス高エネルギー密度溶接手段の近傍で
前記被溶接材の位置を連続的に検知する検知測定
手段と、 前記パルス高エネルギー密度手段からの高密度
のエネルギーパルスによつて形成される溶接スポ
ツトの位置を、前記被溶接材の移動速度とは無関
係に、前記被溶接材に対して適正に制御するよう
に、検知された前記被溶接材の位置に応じたパル
スを前記パルス高エネルギー密度溶接手段に供給
するためのパルス供給手段とから成る、高速度連
続溶接装置。 ２６ 前記パルス高エネルギー密度手段が、パル
スレーザー溶接手段である、特許請求の範囲第２
５項記載の高速度連続溶接装置。 ２７ 前記パルス高エネルギー密度溶接手段が、
電気的にパルス化されるガスレーザー溶接手段で
ある、特許請求の範囲第２６項記載の高速度連続
溶接装置。 ２８ 前記パルスレーザー溶接手段が、連続的な
レーザービームを発生させるための手段と、レー
ザーエネルギーをパルス化するために前記連続的
なレーザービームを反復的に遮断するための手段
とを有する、特許請求の範囲第２６項記載の高速
度連続溶接装置。 ２９ パルス高エネルギー密度溶接手段と、 該パルス高エネルギー密度溶接手段に対して被
溶接材を少なくとも22ｍ／minの速度で移動させ
る移動手段と、 前記パルス高エネルギー密度溶接手段の近傍で
前記被溶接材の位置を連続的に検知する検知測定
手段と、 前記パルス高エネルギー密度手段からのパルス
パワーを、検知された前記被溶接材の位置に応じ
て、予め定めたように調節する調節手段とから成
る、高速度連続溶接装置。 ３０ 前記パルス高エネルギー密度溶接手段が、
パルスレーザー溶接手段である、特許請求の範囲
第２９項記載の高速度連続溶接装置。
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