JPS62244575A - 成形肉盛溶接による部材製作方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は、母部材とこれに対して相対運動する少なくて
も１つの電極との間の電気アーク内で肉盛または面張り
材料を溶融させて該母部材上に張付・ノる如き成形肉盛
容積によって部材を製作する方法に関する。

口、従来技術と問題点 そのような既知の方法によって製作される部材は完全に
均質な壁を有する。しかしそのような部材の用途によっ
ては、部材の温度、あるいは中空部材の場合その内容物
の温度を調節するため、加熱または冷却材を流ゼるよう
にするチャンネルを部材の壁に備えることが望Ｊ、れる
。このような場合、そのようなヂＡ７ンネルを形成する
ため後からその部材の壁にドリル加工のＪ：うな機械的
処理を施さなければならない。このような処理は高位の
技術を要し、そしてまた形成できるチャンネルの形状も
限定される。

ハ０問題点を解決するための手段 本発明の目的は、部材の肉盛溶接をしていく時にその壁
にチ１フンネル状−１：１７ビデイを形成するＪ：うな
部材製作り法を開発りることである。

そこで本発明に（Ｉゴいては、母部材の肉盛される壁に
少なくて−５１′）の閉じた断面のチャンネルを形成す
るために、電極が動い−Ｃいって該チャンネルを形成す
へさ１メ域に達した時、少なくても１つの溶接パラメー
タを変化させ、そして該電極が該区域を通過したら該パ
ラメータを元に復帰さｕ１こうして作られたまだ開いて
いるチャンネルに、後に閉じられたどぎのチャンネルの
断面を画成するフォーマを取付・プ、それから該部材の
所要の壁厚が得られるまで再び肉盛溶接を続行する。こ
うしてこの本発明の方法によれば、部材の壁が肉盛され
る間にチャンネルが簡単且つ安価に形成される。チャン
ネルの断面は円形以外のものにすることができ、またチ
ャンネルの長手方向形状も直線形に限定されない。面張
り月料の層の厚さ方向のチャンネル断面の寸法を、電極
の１回のパスで形成される層の厚さより大きくする場合
には、溶接パラメータの前記変化と復帰を繰返し、その
後で聞いたチャンネルにフォーマを置き、壁の肉盛を更
に行ってチャンネルを閉じるようにすればよい。

本発明のこの新規な方法は特に核Ｊ　Ｉ　１ｆｆ−蔵−
用の円筒形容器を製作するのに適しており、その容器の
チャンネルには中性子吸収物質が詰められる。

このにうな容器のチャンネルは、容器の周方向のチャン
ネル寸法が半径方向寸法より大きくされる。

二、実施例 次に添付図面を参照に本発明の実施例の詳細な説明を行
う。

第１図と第２図において、核燃料貯蔵用容器として使用
される部材１を肉盛製作するため、両端が開いた中空円
筒形の母部材５が同心の軸６上に半径方向支持７に３１
、り支持される。軸６は、これに、従って母部材５に制
御された一定の回転を与える駆動装＠（図示せず）によ
って駆動される。

肉盛または而張り材料となる溶接金属は、第１図に概略
示される溶融する電極４を、図示されない駆動要素によ
って、制御しながら、母部材５の長手方向軸心に平行に
動かしていくことにより張付けられる。この電極４の移
動に合わせて軸６を回転させることにより、肉盛部ｔ４
１を形成する溶接シームが最初は母部材５上につる巻き
状し１プられ、それからそれら既製の溶接シーム上に積
層状に重ねられる。電Ｍ＋４は部ｊｔＡ　５または１と
の闇にアークを作り、そして溶接は潜弧溶接または不活
性ガス溶接とされる。不溶融電極及び別個の溶接棒を用
いる不活性ガス溶接も可能である。

部材１の肉盛が行われている間に、その部材の壁に最初
開かれている軸方向チャンネル２を形成Ｊるノこめ、そ
れらチャンネルを備えようとする円周」二の区域におい
て、例えば軸６の回転速度とか電極の溶融率のような溶
接パラメータを制御して変化させる。それらまだ開いて
いるチャンネルが、溶接シームの長手方向に延在する長
軸をもつ半凸レンズ形断面を有づ−るようなものにする
のが有利である。

部材１の周方向に並／ｖだそれらのまだ開いているチャ
ンネル２が形成されたら、肉盛は中断され、そしてそれ
ら開いたチャンネル２の表面に機械的処理が加えられる
。それから第３図の左側に見られるように、アルミニウ
ムのプレート状の外方へ湾曲したフＡ−７３がそれらチ
ャンネル２に設置される。フォーマ３の外側は開いたチ
ャンネルの断面形状の鏡像形にされている。各フォーマ
３はチャンネルの縁に点溶接で留められる。それから肉
盛溶接が再開される。ここで、チャンネル２の近傍で月
別のどんな蓄積も生じさせないように、即ちチャンネル
２の近傍で部材１の壁厚のどんな不規則性も生じさせな
いように、それらチャンネル２の近傍で溶接パラメータ
が変えられる。こうして面張り溶接ブＬルスが終了した
ら、いまや閉じられたそれらチ）７ンネル２に約７００
℃の温度の好適には液体の高温媒質が通されてフォーマ
３を溶解除去する。こうして閉じた凸レンズ形断面と平
滑な表面を有りるブーヤンネルが残される。

第３図の右側に、開いたチャンネル２の断面を完全に充
満Ｊ−る変化形の別のフォーマ３ａが示される。このフ
ォーマ３ａの月利は、例えば鋳造の中子に使用されるも
のと同じにすることができよう。仕上がった面張り部材
１からのフォーマ３ａの取外しは、鋳物から中子を取外
すのと同じようにして行われよう。

部材１が完全に肉盛され１＝後、間部拐５は例えば機械
的処理によって除去される。必要であれば部材１の他の
面にｂｉ械内的処理施してもよい。

それからチャンネル２に中性子吸収材が充填される。第
４図においてチャンネル２は相互に異なる３つの半径方
向距離の所に設けられ、そしてそれらチャンネルは部ｎ
ｉの周方向に相互にｆ烏にずれるが、部分的に重なるよ
うに配置されている。

従って貯蔵容器の収容物から出てくる中性子は全てチ°
１７ンネル２内の中性子吸収材によって確実に遮断され
る。而張り部材１の両端は溶接されるカバーによって閉
じられる。

第５図の部材１１は、円筒軸心から一定距離の所に設け
られる単一のつる巻き状チャンネル１２を備える厚壁円
筒である。その単一のチャンネル１２は冷却材を流す。

面張り部材１１の肉盛は、第１図〜第３図で述べたと同
様に、回転する間部材５に溶接金属をつる巻き状に着け
ていくことによつ−（行われる。チャンネル１２は最初
間いたチャンネルの形に作られる（第５図に示される製
作相）。電極４がチャンネル区域に近付くと溶接パラメ
ータが変化させられ、そして電極がその区域を通過した
後で溶接パラメータは元に復帰させられる。そこで、面
張り材料のつる巻き状溶接シームのビットはつる巻き状
チャンネル１２のそれと違ったものにされる。開いたチ
ャンネル１２は平滑に機械加工され、その後フォーマが
置かれ、それから而張り部月１１が完成するまでそれら
フォーマ上に肉盛溶接が続行される。

第６図と第７図の面張り部材２１は、太陽発電所の太陽
光収集器の鏡支持プレートとして使われるものである。

この支持プレートは先の実施例と実質的に同様にして製
作される。この実施例で間部材２５はパラボラ形を有し
、そして回転する軸２６に直接及び−’Ｉｃ　ｆＹ’方
向支持２７を介した両方で結合される。間部（Ａ２５に
平行に可動な電極４がアーク内で溶融し゛〔その溶接金
属を最初置部材上に張付け、それからその先に着【）ら
れた溶接金属上に張付ける。溶接金属を螺旋状に着ける
よう電極４を動か４Ｊ：う１；二、制御可能駆動装置（
図示せず）が軸２６を−・定回転さける。チャンネル２
２を必要とする半径方向個所において、先の実施例のチ
Ａ７ンネル２と１２について述べたと同様に、溶接パラ
メータが変化させられ、それから復帰させられる。

太陽光収集器の鏡はその寸法の安定性が重要であるから
、支持プレー１−の温度を一定に保つため操作時にチャ
ンネル２２に冷却材または加熱材が量を調節して流され
る。

肉盛溶接が終了しだら面張り部材２１から間部材２５が
分離され、そしてその面張り部材の鏡面が磨かれる。間
部材に直接張付【プられる溶接金属は、鏡面が作られた
後、実質的に掻き疵耐抗性を備えるにうな硬化性材料と
される。間部材２５は、溶接熱を十分に除去する例えば
銅とされる。その１更に間部材２５を例えば水で冷却す
れば高い、溶接率の場合でも間部材２５と面張り部材２
１とが相互に結合するようなことはない。

面張り部材は第１図、第５図、第６図に示した以外の形
状、例えば平形または円錐形にすることができる。また
間部材の回転は垂直軸心あるいは傾斜軸心周りで行うよ
うにできる。更にチャンネルの断面及び長手方向形状も
様々に違ったものにできる。また溶接は、複数個の電極
を部材の同一溶接個所あるいは違った部分で同時に用い
るようにして行うこともできる。

フォーマは、肉盛溶接が行われる時、その溶接金属が硬
化するまて゛、聞いたヂ１７ンネルに被せられる溶接金
属を支持するように、電極に対向して設置される１例え
ば銅の抑圧バッドとすることができる。

その他の可能性として、溶接をコンピュータで制御する
ことにより、インボリュート形または渦巻形のような？
１１１なチャンネルを形成することもできよう。

ここで使用される「溶接パラメータ」なる用品は、面張
り部材の製作に影響をもつ全てのパラメータ、例えば、
面張り部材に対し電極を案内する溶接ヘッドの位置、及
びそれらの間の相対運動を含む。

フォーマのヂＸ７ンネルからの除去は化学分解によって
も行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法により肉盛される円筒形部材の概
略長手方向断面図、 第２図は第１図の矢印Ａの方向に見た部材の端面図、 第３図は肉盛の次の相における第２図の部材の部分端面
図、 第４図は仕上がった部材の端面図、 第５図は本発明の方法により肉盛される他の円筒形部材
の概略長手方向断面図、 第６図は本発明の方法により肉盛される半球形部材の概
略半径方向断面図、 第７図は第６図の矢印Ｂ方向に見た部材の端面図である
。 １．１１．２１・・・・・・部材、２，１２．２２・・
・・・・チャンネル、３，３ａ・・・・・・フォーマ、
４・・・・・・電極、５．２５・・・・・・間部材、６
，２６・・・・・・軸、７，２７・・・・・・支持。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）母部材とこれに対して相対運動する少なくても１
   つの電極との間の電気アーク内で肉盛または面張り材料
   を溶融させて該母部材上に張付ける如き成形肉盛溶接に
   よつて部材を製作する方法において、該母部材の肉盛さ
   れる壁に少なくても１つの閉じた断面のチヤンネルを形
   成するために、該電極が動いていつて該チャンネルを形
   成すべき区域に達した時、少なくても１つの溶接パラメ
   ータを変化させ、そして該電極が該区域を通過したら該
   パラメータを元に復帰させ、こうして作られたまだ開い
   ているチャンネルに、後に閉じられた時のチャンネルの
   断面を画成するフオーマを取付け、それから該部材の所
   要の壁厚が得られるまで再び肉盛溶接を続行することを
   特徴とする方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項の方法において、該母部材
   を１つの軸心周りで回転させ、そして該チャンネル断面
   が半径方向に湾曲するパターンを有するものである場合
   、該フオーマ上に該面張り材料を被せた時の該部材の壁
   厚の変動を無くすため該溶接パラメータの該変化や復帰
   を漸次的なものにすることを特徴とする方法。
3. （３）特許請求の範囲第１項または第２項の方法におい
   て、該まだ開いているチャンネルに該フオーマを取付け
   る前に該チャンネルに機械的処理を施すことを特徴とす
   る方法。
4. （４）特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか
   １項の方法において、仕上げられたチャンネルから該フ
   オーマが除去されることを特徴とする方法。
5. （５）特許請求の範囲第４項の方法において、該フオー
   マの除去が、該フオーマを溶解して該チャンネルから洗
   い流すことによつて行われることを特徴とする方法。
6. （６）特許請求の範囲第１項の方法によつて製作される
   部材において、凸レンズ形断面のチャンネルを備えるこ
   とを特徴とする部材。
7. （７）特許請求の範囲第６項の部材において、１つの軸
   心周りで回転する母部材を有し、そして該部材の円周に
   亘つて分配される多数個の該チャンネルを備え、そこで
   それらチャンネルの隣合うものが該部材の軸心から少な
   くても２つの相異なる半径方向距離の所に配置されるこ
   とを特徴とする部材。
8. （８）特許請求の範囲第７項の部材において、該隣合う
   チャンネルが少なくとも部分的に重なり合うことを特徴
   とする部材。