溶接

切削加工

アルミニウム合金製真空チャンバーの製作実習東北大学電気通信研究所

研究基盤技術センター 工作部佐藤 圭祐

胴体パイプと天板の溶接

Arガスを充填

リーク箇所

リークディテクタ(ANELVA ASM-110-TURBO-CL)

リーク箇所を切削除去

リークを発見リークテスト

溶接修理

リークテストとリークの修理

はじめに

様々な実験装置・器具を設計・製作一人の職員が完成まで担当

工作部の主な業務

製作工程の全てに精通する必要

フライス盤や旋盤等の機械工作溶接リークテスト

機械作業や溶接などの製作技術の向上を目的としたアルミニウム合金製真空チャンバーの製作実習

切削加工

溶接

リークテスト

製作工程の流れ

リークを発見した場合

製作成功

リークがない場合

どちらもエタノールを切削箇所に滴下し加工

表面が平坦

⇒ガス吸着量低減

脱脂・脱水効果により清浄な表面⇒溶接時の不純物混入を抑止冷却作用による酸化膜形成の抑制

⇒薄く緻密な酸化膜が形成⇒表面のガス吸着量を低減

アルミニウム合金の表面

厚く多孔質な表面酸化膜

⇒表面にガスが多量に吸着⇒真空材料として不適

エタノールを滴下し切削

フライス盤(MAKINO KSAP)ラジアルボール盤

(MORI-SEIKI YR3-115)

胴体パイプにドリルで下穴あけ

ボーリングヘッドで穴を拡大⇒ポートを入れる穴形成

天板を加工しポートを入れる穴の周りに溶接開先を形成

溶接真空アルミニウム合金溶接旋盤やフライス盤等の機械工作材料の固定適切な刃物の選定適切な加工条件

切削速度、送り速度etc…

リークテストと修理

習得した技術

まとめ

完成した真空チャンバー

清浄な溶接室湿度50%以下に管理溶接機（ダイヘン AE-300）の埃の舞い上げ対策⇒隣の部屋に設置

溶接材料はエタノールによる切削加工を施行

作業時にクリーンウェアと布手袋を着用

エタノールで材料、溶加棒、電極の汚れ除去

対策

旋盤(HAMATSU HAT-20-B-800G)

チャックで固定する際に円板を挿入

振動を抑えるためのゴムバンド

ダイヤモンドバイト

良質な面

ハイスバイト

縞模様

胴体用パイプ

面仕上げ

ダイヤモンドバイトによる面仕上げを採用

点滴器具を使いエタノールを滴下

※「半導体プロセス用極高真空システムに関する研究」東北大学 釆女豊

チャックで固定する際に円板を挿入

振動を抑えるためのゴムバンド

溶接時に不純物（油分や水分）が混入すると発生

リークの原因であるブローホール

胴体パイプにポートを溶接

リークがないことを確認

ロール曲げした板材の溶接

熱の集中を防ぐエンドタブ

内側と外側の両方から溶接

構造的に内溶接が不可⇒外溶接⇒内側の酸化膜形成を抑制する必要

回転台速度と溶接電流値を補助作業者が調節

回転台速度と溶接電流値の調節⇒溶加棒を使用するため自分では不可

ロール曲げの前に溶接開先を加工