JPH04322100A - 加速管の製造方法 - Google Patents
加速管の製造方法Info
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- JPH04322100A JPH04322100A JP3088356A JP8835691A JPH04322100A JP H04322100 A JPH04322100 A JP H04322100A JP 3088356 A JP3088356 A JP 3088356A JP 8835691 A JP8835691 A JP 8835691A JP H04322100 A JPH04322100 A JP H04322100A
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- accelerating tube
- tube
- manufacturing
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- 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
- B23K26/206—Laser sealing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K26/1224—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special environment or atmosphere, e.g. in an enclosure in vacuum
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
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- B23K26/21—Bonding by welding
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- B23K26/28—Seam welding of curved planar seams
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
- H05H7/14—Vacuum chambers
- H05H7/18—Cavities; Resonators
- H05H7/20—Cavities; Resonators with superconductive walls
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
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- H05H7/22—Details of linear accelerators, e.g. drift tubes
- H05H2007/225—Details of linear accelerators, e.g. drift tubes coupled cavities arrangements
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、荷電粒子加速装置用の
ニオブ(Nb)等を用いた高周波加速管の製造方法に関
する。
ニオブ(Nb)等を用いた高周波加速管の製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】加速器の原理は、荷電粒子の進行方向に
電場の成分を有する進行波の位相速度を、荷電粒子が常
に加速の位相にのって、加速電場の作用を受けるように
調整することにより荷電粒子を加速するものである。か
かる加速器のうち高周波電場を用いる加速器においては
、加速管が高周波電場を発生させる装置として利用され
る。
電場の成分を有する進行波の位相速度を、荷電粒子が常
に加速の位相にのって、加速電場の作用を受けるように
調整することにより荷電粒子を加速するものである。か
かる加速器のうち高周波電場を用いる加速器においては
、加速管が高周波電場を発生させる装置として利用され
る。
【0003】加速管は、例えば、Nb等の超電導材料を
切削又はプレス成形して図4乃至図6に示すフランジ1
、セル結合部品2、小径部3aと大径部3bとを有する
半割セル3等の構成部品を製作し、これらを相互に突合
わせ、電子ビーム溶接等により接合部を溶接することに
より製造される。ここで、図7に示すようにセルが1個
の加速管を単セル加速管4、図8に示すように複数のセ
ルを連結した加速管を多セル加速管5と呼ぶ。
切削又はプレス成形して図4乃至図6に示すフランジ1
、セル結合部品2、小径部3aと大径部3bとを有する
半割セル3等の構成部品を製作し、これらを相互に突合
わせ、電子ビーム溶接等により接合部を溶接することに
より製造される。ここで、図7に示すようにセルが1個
の加速管を単セル加速管4、図8に示すように複数のセ
ルを連結した加速管を多セル加速管5と呼ぶ。
【0004】このような加速管において高い加速電界を
得るためには、加速管内面からの放電を抑える必要があ
り、また、より低電力で高い加速電界を得るためにNb
等の超電導材料からなる超電導加速管が用いられている
。更に、高周波電場により励起される電流は加速管の内
面近傍を流れるので、構成部品相互を接合して製造され
る加速管においては、接合部内面における荷電粒子の管
外への飛び出しがなく、荷電粒子の流れをスムースにす
る電気的特性の向上が重要となる。
得るためには、加速管内面からの放電を抑える必要があ
り、また、より低電力で高い加速電界を得るためにNb
等の超電導材料からなる超電導加速管が用いられている
。更に、高周波電場により励起される電流は加速管の内
面近傍を流れるので、構成部品相互を接合して製造され
る加速管においては、接合部内面における荷電粒子の管
外への飛び出しがなく、荷電粒子の流れをスムースにす
る電気的特性の向上が重要となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
加速管の製造方法には次のような問題点があった。すな
わち、溶接によって構成部品を溶接すると、溶接時に接
合部が溶融して引き起こす溶接歪みにより加速管の製作
精度が低下するという問題があった。また、溶接を用い
ず、拡散接合やメッキ等の方法で製造すると、接合部に
生ずる段差や突起等からの放電の可能性が増し、接合部
を電界の上がらない部分に配置する等の手段を採らなけ
ればならず、接合作業が煩雑となり手間がかかるという
問題があった。
加速管の製造方法には次のような問題点があった。すな
わち、溶接によって構成部品を溶接すると、溶接時に接
合部が溶融して引き起こす溶接歪みにより加速管の製作
精度が低下するという問題があった。また、溶接を用い
ず、拡散接合やメッキ等の方法で製造すると、接合部に
生ずる段差や突起等からの放電の可能性が増し、接合部
を電界の上がらない部分に配置する等の手段を採らなけ
ればならず、接合作業が煩雑となり手間がかかるという
問題があった。
【0006】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
、製造される加速管の接合部における電気的特性を向上
させ、特に、放電し難くすることにより、接合部を電界
の低い部分に配置させる必要がなく、製作精度に優れた
加速管の製造方法を提供することを目的とする。
、製造される加速管の接合部における電気的特性を向上
させ、特に、放電し難くすることにより、接合部を電界
の低い部分に配置させる必要がなく、製作精度に優れた
加速管の製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段・作用】上記目的を達成す
るため本発明によれば、構成部品を接合部で互いに接合
して管状とする加速管の製造方法において、構成部品相
互を接合した後、溶融用のビームを接合部内面に照射し
、接合部内面近傍を溶融させる構成としたものである。
るため本発明によれば、構成部品を接合部で互いに接合
して管状とする加速管の製造方法において、構成部品相
互を接合した後、溶融用のビームを接合部内面に照射し
、接合部内面近傍を溶融させる構成としたものである。
【0008】構成部品を接合部で互いに接合すると、接
合された構成部品相互が外部応力によって変形すること
のない構造となり、製造時や製造後の取扱が容易となる
。接合手段としては、拡散接合、メッキあるいはメタル
パッキング等を用いることができる。互いに接合された
構成部品の接合部内面に溶融用のビームを照射すると、
接合によって構成部品の接合部に生じた段差や突起等が
溶融され、接合部が平滑になり、加速管内面の電気的特
性が向上し、製作精度の高い、かつ機械的強度の高い加
速管が提供される。
合された構成部品相互が外部応力によって変形すること
のない構造となり、製造時や製造後の取扱が容易となる
。接合手段としては、拡散接合、メッキあるいはメタル
パッキング等を用いることができる。互いに接合された
構成部品の接合部内面に溶融用のビームを照射すると、
接合によって構成部品の接合部に生じた段差や突起等が
溶融され、接合部が平滑になり、加速管内面の電気的特
性が向上し、製作精度の高い、かつ機械的強度の高い加
速管が提供される。
【0009】また、構成部品を接合した後、接合部内面
に溶融用のビームを照射することから、レーザ溶接によ
って接合する場合に比べて溶融用ビームの照射時間が短
く、溶融部が減ると共に溶融部が高温状態にある時間が
減少する。このため、同じ真空度であれば、溶融部が真
空中に存在する僅かな酸素を吸収して酸化することによ
る特性低下の度合が減り、溶融部における電気的特性を
向上させることができる。
に溶融用のビームを照射することから、レーザ溶接によ
って接合する場合に比べて溶融用ビームの照射時間が短
く、溶融部が減ると共に溶融部が高温状態にある時間が
減少する。このため、同じ真空度であれば、溶融部が真
空中に存在する僅かな酸素を吸収して酸化することによ
る特性低下の度合が減り、溶融部における電気的特性を
向上させることができる。
【0010】
【実施例】以下、共振周波数2858MHz,モード2
/3πのNb製多セル加速管を製造する本発明の一実施
例を図1乃至図3に基づいて詳細に説明する。先ず、N
b板を切削加工して図2に示すセル部品10を製作した
。セル部品10は、略円筒状の部材で、両端に位置する
大径部10a,10aの中間内部に、半径方向中心側へ
フランジ状に突出する小径部10bが周設されており、
この大径部10aの周端部が、以下に述べる接合部Jと
なる。
/3πのNb製多セル加速管を製造する本発明の一実施
例を図1乃至図3に基づいて詳細に説明する。先ず、N
b板を切削加工して図2に示すセル部品10を製作した
。セル部品10は、略円筒状の部材で、両端に位置する
大径部10a,10aの中間内部に、半径方向中心側へ
フランジ状に突出する小径部10bが周設されており、
この大径部10aの周端部が、以下に述べる接合部Jと
なる。
【0011】次に、セル部品10,10の両端に夫々フ
ランジ11,11を配置して互いに突合わせ、これらを
図3に示すようにプレス装置20内に配置した。プレス
装置20は、真空槽21内に設けられるボルスタ22と
スライド23との間に夫々位置決め治具24を介して複
数のセル部品10とフランジ11とを互いに突合わせて
配置し、高温・高真空度の条件下で相互に拡散接合する
ものである。
ランジ11,11を配置して互いに突合わせ、これらを
図3に示すようにプレス装置20内に配置した。プレス
装置20は、真空槽21内に設けられるボルスタ22と
スライド23との間に夫々位置決め治具24を介して複
数のセル部品10とフランジ11とを互いに突合わせて
配置し、高温・高真空度の条件下で相互に拡散接合する
ものである。
【0012】そして、真空槽21内を真空ポンプ等によ
り真空引きして各部品10,11からなる加速管の内外
を真空にした。このとき、加速管は、ボルスタ22に設
けたガス抜き用の流通孔22aにより、内部が真空槽2
1内と同じ真空度10−6torr以下となるようにし
、温度 900℃の下でプレス25により 100kg
/cm2 の圧力をかけて5時間放置し、セル部品10
,10及びフランジ11,11を図示のように相互に拡
散接合させて加速管を製作した。
り真空引きして各部品10,11からなる加速管の内外
を真空にした。このとき、加速管は、ボルスタ22に設
けたガス抜き用の流通孔22aにより、内部が真空槽2
1内と同じ真空度10−6torr以下となるようにし
、温度 900℃の下でプレス25により 100kg
/cm2 の圧力をかけて5時間放置し、セル部品10
,10及びフランジ11,11を図示のように相互に拡
散接合させて加速管を製作した。
【0013】次いで、図1に示すように、以上のように
して製作した加速管Tを照射装置30内に設置した。照
射装置30は、ベース31上に可動テーブル32が上下
動及び回転自在に設けられ、この回転テーブル32上に
冷却水槽33が設置されている。また、可動テーブル3
2には、アルゴンガスを水槽33内に供給して置換させ
るガス管34が配管されている。そして、加速管Tは、
図示のように、フランジ11の一端が固定部材35によ
り水槽33の底部に固定され、加速管T外側の水槽33
内には冷却水が満たされる。
して製作した加速管Tを照射装置30内に設置した。照
射装置30は、ベース31上に可動テーブル32が上下
動及び回転自在に設けられ、この回転テーブル32上に
冷却水槽33が設置されている。また、可動テーブル3
2には、アルゴンガスを水槽33内に供給して置換させ
るガス管34が配管されている。そして、加速管Tは、
図示のように、フランジ11の一端が固定部材35によ
り水槽33の底部に固定され、加速管T外側の水槽33
内には冷却水が満たされる。
【0014】そして、加速管Tの上下位置を可動テーブ
ル32により調節した後、可動テーブル32を1/2R
PM(回/分)の回転速度で回転させながら、図示のよ
うに、光ファイバ36を加速管T内に挿通し、各接合部
Jの内面に沿ってYAGレーザ光のレーザビームを順次
照射し、接合部Jの内面近傍を溶融させていった。この
とき、光ファイバ36はアルゴンガスを接合部J内面に
吹き付けるガスパイプ37と共に加速管T内に挿通した
。更に、加速管Tの上に高さ50cm、内径2cmの円
管38を設置し、加速管T内への不要な空気の侵入を減
らした。
ル32により調節した後、可動テーブル32を1/2R
PM(回/分)の回転速度で回転させながら、図示のよ
うに、光ファイバ36を加速管T内に挿通し、各接合部
Jの内面に沿ってYAGレーザ光のレーザビームを順次
照射し、接合部Jの内面近傍を溶融させていった。この
とき、光ファイバ36はアルゴンガスを接合部J内面に
吹き付けるガスパイプ37と共に加速管T内に挿通した
。更に、加速管Tの上に高さ50cm、内径2cmの円
管38を設置し、加速管T内への不要な空気の侵入を減
らした。
【0015】従って、レーザビームの接合部J内面への
照射に際して、加速管T内の空気はアルゴンガスによっ
て置換され、しかもレーザビームが照射される接合部J
にはアルゴンガスが吹き付けられる。このため、このよ
うにして製造した加速管Tを検査したところ、レーザビ
ームの照射によって溶融した接合部Jの内面近傍は、空
気から遮断され、不要な酸化は受けていなかった。
照射に際して、加速管T内の空気はアルゴンガスによっ
て置換され、しかもレーザビームが照射される接合部J
にはアルゴンガスが吹き付けられる。このため、このよ
うにして製造した加速管Tを検査したところ、レーザビ
ームの照射によって溶融した接合部Jの内面近傍は、空
気から遮断され、不要な酸化は受けていなかった。
【0016】更に、加速管Tは、外側を水槽33内の冷
却水で冷却されているため、接合部J内面の表面部分し
か溶融せず、溶接歪は発生していなかった。しかも、レ
ーザビームを照射して接合部Jの内面近傍を溶融させた
ことから、プレス装置20での拡散接合によって生じた
セル部品10とフランジ11との間の段差や突起がすっ
かり溶融し、接合部J内面近傍が組立てときの精度を落
とすことなく、平滑に加工されていた。
却水で冷却されているため、接合部J内面の表面部分し
か溶融せず、溶接歪は発生していなかった。しかも、レ
ーザビームを照射して接合部Jの内面近傍を溶融させた
ことから、プレス装置20での拡散接合によって生じた
セル部品10とフランジ11との間の段差や突起がすっ
かり溶融し、接合部J内面近傍が組立てときの精度を落
とすことなく、平滑に加工されていた。
【0017】尚、上記実施例において、レーザビームは
アルゴンガスを流して不活性ガス雰囲気中で接合部に照
射したが、構成部品における不要な酸化を防ぐことがで
きれば、例えば、真空中で照射してもよいことは言うま
でもない。
アルゴンガスを流して不活性ガス雰囲気中で接合部に照
射したが、構成部品における不要な酸化を防ぐことがで
きれば、例えば、真空中で照射してもよいことは言うま
でもない。
【0018】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、製造される加速管の接合部内面が平滑で、加工
精度が高く、電気的特性に優れると共に、機械的強度の
高い加速管が得られる。しかも、従来方法と異なり、接
合部を任意の位置に配置することが可能で設計上の自由
度が高まり、接合作業が極めて容易になる等の優れた効
果を奏する。
よれば、製造される加速管の接合部内面が平滑で、加工
精度が高く、電気的特性に優れると共に、機械的強度の
高い加速管が得られる。しかも、従来方法と異なり、接
合部を任意の位置に配置することが可能で設計上の自由
度が高まり、接合作業が極めて容易になる等の優れた効
果を奏する。
【図1】本発明の加速管の製造方法にかかる一実施例を
示すもので、加速管の接合部内面にレーザビームを照射
するときの断面正面図である。
示すもので、加速管の接合部内面にレーザビームを照射
するときの断面正面図である。
【図2】図1の加速管を構成するセル部品の断面図であ
る。
る。
【図3】図1の加速管を構成するセル部品とフランジと
の接合を示す断面正面図である。
の接合を示す断面正面図である。
【図4】従来の加速管の製造に用いる構成部品を示し、
フランジの斜視図である。
フランジの斜視図である。
【図5】従来の加速管の製造に用いる構成部品を示し、
セル結合部品の斜視図である。
セル結合部品の斜視図である。
【図6】従来の加速管の製造に用いる構成部品を示し、
半割セルの斜視図である。
半割セルの斜視図である。
【図7】図4及び図6の構成部品から製造される単セル
加速管の断面正面図である。
加速管の断面正面図である。
【図8】図4乃至図6の構成部品から製造される多セル
加速管の断面正面図である。
加速管の断面正面図である。
10 セル部品(構成部品)
11 フランジ(構成部品)
J 接合部
T 加速管
Claims (8)
- 【請求項1】 構成部品を接合部で互いに接合して管
状とする加速管の製造方法において、構成部品相互を接
合した後、溶融用のビームを接合部内面に照射し、接合
部内面近傍を溶融させることを特徴とする加速管の製造
方法。 - 【請求項2】 構成部品の材料をニオブとする、請求
項1記載の加速管の製造方法。 - 【請求項3】 構成部品を拡散接合により接合する、
請求項1記載の加速管の製造方法。 - 【請求項4】 溶融用のビームをレーザビームとする
、請求項1記載の加速管の製造方法。 - 【請求項5】 レーザビームをYAGレーザとする、
請求項4記載の加速管の製造方法。 - 【請求項6】 レーザビームの照射に際し、加速管内
部を不活性ガス雰囲気とする、請求項4記載の加速管の
製造方法。 - 【請求項7】 レーザビームの照射に際し、加速管内
部を真空にする、請求項4記載の加速管の製造方法。 - 【請求項8】 レーザビームの照射に際し、接合部の
外部を冷却する、請求項1記載の加速管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3088356A JPH04322100A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 加速管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3088356A JPH04322100A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 加速管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04322100A true JPH04322100A (ja) | 1992-11-12 |
Family
ID=13940536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3088356A Pending JPH04322100A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 加速管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04322100A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011040321A (ja) * | 2009-08-17 | 2011-02-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 超伝導加速空洞の製造方法 |
| JP2011238517A (ja) * | 2010-05-12 | 2011-11-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 超伝導加速空洞の製造方法 |
-
1991
- 1991-04-19 JP JP3088356A patent/JPH04322100A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011040321A (ja) * | 2009-08-17 | 2011-02-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 超伝導加速空洞の製造方法 |
| WO2011021553A1 (ja) * | 2009-08-17 | 2011-02-24 | 三菱重工業株式会社 | 超伝導加速空洞の製造方法 |
| US8883690B2 (en) | 2009-08-17 | 2014-11-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Superconducting accelerating cavity production method |
| JP2011238517A (ja) * | 2010-05-12 | 2011-11-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 超伝導加速空洞の製造方法 |
| US20130012397A1 (en) * | 2010-05-12 | 2013-01-10 | Katsuya Sennyu | Method of manufacturing superconducting accelerator cavity |
| US8951936B2 (en) | 2010-05-12 | 2015-02-10 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method of manufacturing superconducting accelerator cavity |
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