JPH0215876A - 形鋼の製造方法およびその装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はウェブとフランジとの接合部をすみ肉溶接する
ことにより形鋼を製造する製造方法およびその装置に関
する。

［従来の技術］ 溶接により形鋼を製造するには側板であるフランジと中
央板であるウェブとの接合部をすみ肉溶接することによ
り行なわれる。Ｈ形鋼の場合は上部フランジとウェブと
の接合部は、上向き溶接となり溶接が困難なため、また
上下のフランジを同時に溶接することが出来ないために
、形鋼を仮組みした後形鋼を反転しながら、片側づつフ
ランジとウェブの下向きのすみ肉溶接を行うのが通常で
ある。

しかし、フランジとウェブの接合部をすみ肉溶接をする
と、溶接時の熱とすみ肉の凝固によって形鋼の中央部が
上方に盛り上がって弓反りを生じる。このすみ肉溶接に
よる弓反りの現１はＴ形鋼やＬ形鋼でも同様に生ずる。

Ｈ形鋼の場合は第１段階でウェブの一方にフランジを溶
接したときに弓反りを生じてしまうので、他方のフラン
ジを溶接しようとしても接合部に大きな間隙が生じ、溶
接が不可能となってしまう。

この問題に対処すべく、反りの発生を少なくし作業性の
容易なＨ形鋼の溶接方法およびその装置に関する提案と
して、出願人が昭和６２年６月２９日に特許出願した発
明がある。

この発明方法ではウェブとフランジをＨ形状に仮組し、
固定ビームと押上装置により仮相した形鋼を拘束し、下
部フランジとウェブとの接触部を溶接し、上下を反転し
上部フランジとウニ、ブとの接触部を溶接し、冷却後形
鋼の拘束を解除する。

またこの発明の溶接装置は、上枠と下枠の両端に一対の
回転体を一体的に連結し上枠には固定ビームを下枠には
押上装置を取り付けた拘束装置と、回転体の反転機と、
拘束装置の軸線方向に移動する溶接機からなるものであ
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記提案の溶接方法および溶接装置を使
用しても、フランジとウェブのすみ肉溶接後の弓反りが
少なくなるものの、矯正を全く行わなくて済む程に完全
に弓反りが無くなるわけではない、特にステンレス鋼の
場合は弓反りの量が普通鋼の１．５倍もあり、小型のＨ
形鋼の場合にも弓反りの量が大きい、そのために、溶接
を完了したままの状態では、次の仕上げ矯正および切断
工程へ送ることができず、その前に形鋼をもう一度粗矯
正をする必要がある。

本発明は形鋼の製造方法およびその装置の前記のごとき
問題点に鑑みてなされたもので、形鋼の溶接と弓反りの
矯正を併せて行うことのできる形鋼の製造方法およびそ
の装置を提供する事を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するため本発明の形鋼の製造方法は、形
鋼を構成するウェブとフランジとを仮付けして形鋼を仮
組する工程と、前記形鋼を一直線に並列した固定治具の
下に配置し押上装置で押し上げて固定治具と押上装置の
間に固定する工程と、前記形鋼を固定したまま固定治具
および押上装置と共に上下を反転すると共に上部のフラ
ンジとウェブの接合部分をすみ肉溶接する工程と、前記
形鋼を固定したまま固定治具と押上装置と八番こ再び反
転し元の状態に戻すと共に下部のフランジとウェブの接
合部分をすみ肉溶接する工程と、押上装置を下げて形鋼
を固定治具と押上装置との拘束から解除すると共に固定
治具の間に配置した矯正装置により形鋼の溶接による弓
反りを矯正する工程とからなることを要旨とするもので
ある。

また、本発明の形鋼の製造装置は、上下に相対向するよ
う配設された上桁および下桁と、前記上桁および下桁の
両端に固着された一対の回転体と、前記上桁の下部に一
直線に並列して取り付けられた固定治具と、前記上桁の
下部に取り付けられ固定治具の間から下向きに形鋼を押
圧する矯正装置と、前記下桁に一直線に並列して上向き
に取り付けられ形鋼を押し上げる押上装置とからなる形
鋼の固定矯正装置と、 前記形鋼の固定矯正装置の回転体を回転し上桁と下桁の
上下を反転する反転装置と、 前記形鋼の固定矯正装置の軸線方向および直角方向に移
動可能な溶接装置−とからなることを要旨とするもので
ある。

［作用］ 先ず、ウェブとフランジとは仮付けする工程により、形
鋼を形成する形状に仮組みが行なわれる。

仮組みされた形鋼は固定治具の下に配置され押上装置に
より上方へ押し上げられて固定治具と押上装置の間に固
定されるが、固定治具は上桁の下部に一直線に並列して
取り付けられており、また押上装置は下桁の上に一直線
に並列して取り付けられているので、仮組みされた形鋼
のフランジはその全長に互って固定される。

上桁と下桁の両端には回転体が固着され、この回転体は
反転装置により上桁と下桁の上下を反転することができ
るので、形鋼は固定治具と押上装置により固定したまま
反転することができる。このようにして形鋼を固定した
まま固定治具および押上装置と共に上下を反転すると、
上部のフランジとウェブの接合部分は下向き水平ずみ肉
溶接が可能となる。

一方、溶接装置は固定矯正装置の軸線方向および直角方
向に移動可能であるので、回転体の回転によって上桁と
下桁の上下が反転する際は、直角方向に固定矯正装置か
ら遠ざかる方向へ移動し、回転の邪魔にならないように
し、上桁と下桁の反転が終わったら、固定矯正装置に近
付く方向に直角に移動し、ついで軸線方向へ移動しなが
ら上部のフランジとウェブとの接合部のすみ肉溶接を行
う。

上部フランジとウェブの接合部のすみ肉溶接が行なわれ
ると、形鋼は押上装置の方向へ向かって弓反りを生ずる
が、形鋼は固定治具と押上装置によって全長に互って固
定されているので、形鋼の弓反りは抑制される。

つぎに、溶接装置を直角方向に移動して退避させた後、
前記と同様にして回転体を反転装置により回転し、上桁
と下桁の上下を元の状態に戻す。

これにより形鋼は固定されたまま固定治具および押上装
置と共に回転し、上下が元の状態に戻るので、下部フラ
ンジとウェブの接合部分は下向き水平すみ肉溶接が可能
となる。上桁と下桁の反転が終わったら、溶接装置を固
定矯正装置に近付く方向に直角に移動し、ついで軸線方
向へ移動しながら下部フランジとウェブとの接合部のす
み肉溶接を行う。

下部フランジとウェブの接合部のすみ肉溶接が行なわれ
ると、形鋼は前とは逆に固定治具の方向へ向かって弓反
りを生ずるが、形鋼は固定治具と押上装置によって全長
に互って固定されているので、形鋼の弓反りは抑制され
る。

このようにして、下部フランジとウェブの接合部のすみ
肉溶接が完了したら、押上装置を下げて形鋼を固定治具
との拘束から解除する。しかし、形鋼のすみ肉溶接によ
る弓反りが完全に除去されたわけではないので、拘束を
解除すると形鋼は固定治具の方向に向かって弓反りをす
る。

矯正装置は上桁の下部に取り付けられ固定治具の間から
下向きに形鋼を押圧するので、この矯正装置を作動し、
弓反りになった形鋼を矯正装置によって下向きに押圧す
る。この際形鋼の両端は押上装置に接触しているの′で
、矯正装置の押圧によって、３点曲げ矯正が行なわれる
。

［実施ｆＭ］ 本発明の好適な一実施例について、以下図面に従って説
明する。

第１図は本発明の一実施例の正面図、第２図は第１図の
■−■線における断面図である。固定矯正装置１０は上
下に水平に配設された上桁１２および下桁１４と、その
両端に固着された回転体１６．１６とによって組み立て
られている。上桁１２および下桁１４は共に断面四角形
の長い部材である０回転体１６．１６は中央に形鋼挿入
孔１８を有する日盛状の部材であり、上桁１２および下
桁１４の両端に固着され、上桁１２と下桁１４を一体的
に連結している。

左右の回転体１６．１６はそれぞれ反転装置１９である
ローラ２０．２０によって支承され、ローラ２０に直結
された反転モータ２２．２２により回転体１６．１６が
回転するので、固定矯正装置１０全体が反転するように
なっている。

上桁１２の下面には多数の固定治具２４・・・２４が僅
かの隙間を設けて一直線に取り付けられている。また、
矯正袋ｆｆ２’５は矯正シリンダ２６゜プランジャー２
８および押さえ部材３ｏからなる９上桁１２には固定治
具２４の中間に、矯正シリンダ２６・・・２６が下向き
に取り付けちれ、矯正シリンダ２６・・・２６の１ラン
ジヤー２８・・・２８の先端に取り付けられた押さえ部
材３０・・・３０が固定治具２４の間から下方へ押し出
されるようになっている。

押上装置３１は押上シリンダ３２、プランジャー３４お
よび押上げ部材３６からなる。下桁１４には押上シリン
ダ３２・・・３２が僅かの間隙を設けて一直線に上を向
けて取り付けられ、この押上シリンダ３２・・・３２の
プランジャー３４・・・３４の先端に取り付けられた押
上げ部材３６・・３６が形鋼を固定治具２４に向けて押
し上げるようになっている。

溶接装置３７は第３図に示したように溶接機３８とこれ
を載置する移動架台４０とからなる。移動架台４０は第
４図の平面図に示すごとく固定矯正装置１０の両側に２
個づつが設けられ、片側の２個づつが互いに上部レール
４２によって一体的に結合されている。移動架台４０は
固定矯正装置１０に対して接近または離反できるようガ
イドレール４４の上に載置されている。また、溶接機３
８は上部レール４２の上に固定矯正装置１０の軸線方向
へ移動可能に載置されている。

以上にような構成からなる本実施例の作動について説明
する。第２図に示すようにウェブ４６の上下に上部フラ
ンジ４８および下部フランジ５０を点溶接してＨ形に仮
組みしたＨ形鋼５２を回転体１６の形鋼挿入孔１８から
固定矯正装置１０の巾に挿入し、押上装置３１の押上げ
部材３６・・・３６の上に載置する。

次に第１図および第３図に示すように、押上シリンダ３
２・・・３２を作動し、プランジャー３４・・・３４を
押し出して押上げ部材３６・・・３６を介してＨ形鋼５
２を押し上げ、上部フランジ４８の上面を固定治具２４
・・・２４に接触せしめて仮組みしたＨ形鋼５２を固定
治具２４と押上げ部材３６の間に固定する。この際、矯
正シリンダ２６のプランジャー２８は引っ込められた状
態で、プランジャー２８の先端の押さえ部材３０は固定
治具２４と同一平面にあって、上部フランジ４８に接触
している。

続いて、ＷＡ動モータ２２を作動してローラ２０．２０
により回転体１６．１６を１８０°回転すると、固定矯
正装置１０全体が反転し、上桁１２と下桁１４の上下が
反転する。そのため、Ｈ形鋼５２は固定治具２４と押上
げ部材３６に固定されたままで、上下が反転する。この
際溶接装置３７は移動架台４０をガイドレール４４の上
を移動させることにより、第３図の一点鎖線に示す位置
に固定矯正装置１０から遠ざけて反転の邪魔にならない
ようにする。

Ｈ形鋼５２が反転されるとウェブ４６と上部フランジ４
８の接合部の下向き水平すみ肉溶接が可能となるので、
再びガイドレール４４の上を移動架台４０を固定矯正装
置１０の方へ移動し、溶接機３８をウェブ４６と上部フ
ランジ４８とめ接合部に位置させて、水平すみ肉溶接を
行う、この溶接は溶接機３８を上部レール４２に沿って
移動することにより連続的に行うことができる。

ウェブ４６と上部フラン゛ジ４８との接合部のすみ肉溶
接が終了すると、溶接の熱とすみ肉の凝固により、Ｈ形
鋼５２は押上装置３１の側に向けて弓反りを生ずる。し
かし、Ｈ形鋼５２は押上装置３１の押上げ部材３６およ
び固定治具２４により上下に固定されているので、弓反
りは抑制される。

溶接が終了したら、溶接機３８は移動架台４０をガイド
レール４４に沿って移動させて第３図−点鎖線の位置ま
で後退させる。

続いて、駆動モータ２２を作動してローラ２０．２０に
より回転体１６．１６を１８０″″回転すると、固定矯
正袋２１０全体が再び反転し、上桁１２と下桁１４の上
下が元の状態に戻る。そのため、Ｈ形鋼５２は固定治具
２４と押上げ部材３０に固定されたままで回転し、元の
上下の状態に戻る。

Ｈ形鋼５２が反転されるとウェブ４６と下部フランジ５
０の接合部の下向き水平すみ肉溶接が可能となるので、
再びガイドレール４４の上を移動架台４０を固定矯正装
置１０の方へ移動し、溶接機３８をウェブ４６と下部フ
ランジ５０との接合部に位置させて、水平すみ肉溶接を
行う、この溶接は前記と同様に溶接機３８を上部レール
４２に沿つて移動することにより連続的に行うことがで
きる。

ウェブ４６と下部フランジ５０との接合部のすみ肉溶接
が終了すると、溶接の熱とすみ肉の凝固により、Ｈ形鋼
５２は固定治具２４の側に向けて弓反りを生ずる。しか
し、Ｈ形鋼５２は押上装置３１の押上げ部材３６および
固定治具２４により上下に固定されているので、弓反り
は抑制される。

このようにして、下部フランジ５０とウェブ４６の接合
部のすみ肉溶接が完了したら、押上装置３１の押上シリ
ンダ３２のプランジャー３４を下げてＩ（形鋼５２を固
定治具３４と押上げ部材３６との拘束から解除する。し
かし、Ｈ形鋼５２のすみ肉溶接による弓反りが完全に除
去されたわけではないので、拘束を解除するとＨ形鋼５
２は゛固定治具２４の方向に向かって弓反りをする。

そこで今度は矯正装置２５の矯正シリンダ２６を作動し
、プランジャー２８を押し出して固定治具２４の間から
押さえ部材３０を降下させて）１形鋼５２を下向きに押
圧する。この際形・鋼の両端は押上装置３１の押上げ部
材３６に接触しているので、矯正装置２５の押圧によっ
て、３点曲げ矯正が行なわれる。なお、この矯正工程で
は３点曲げ矯正が行なわれるように、Ｉ］形鋼５２の長
さに応じて矯正装置２５の矯正シリンダ２６のうち適当
な位置のものを選んで作動する。

なお、本実施例においてはＨ形鋼の製造について示した
が、Ｔ形鋼およびＬ形鋼についても、すみ肉溶接をした
場合に、同様に弓反りを生ずるので、本発明方法および
装置を適用することができる。また、上桁１２に取り付
ける固定治具２４を下桁１４に取り付け、逆に押上装置
３１を上桁１２に取り付けても、同様に形鋼を製造する
ことができる。さらに、本実施例では上桁１２と下桁１
４を上下に配置して溶接したが、形鋼を固定後に上桁１
２と下桁１４が水平になるようにして形鋼を片側づつ溶
接をしても良い。

［発明の効果］ 本発明の形鋼の製造方法および装置は以上説明したよう
に、溶接すべく仮組みされた形鋼は固定矯正装置の固定
治具と押上装置により上下が固定されるので、ウェブと
フランジの接合部のすみ肉溶接による形鋼の弓反りを抑
制することができる。

また、固定矯正装置は反転が可能なので、単に反転させ
るだけでウェブと上線フランジの接合部およびウェブと
下部フランジの接合部の溶接が極めて簡単に行うことが
できる。その上、溶接終了後、形鋼の拘束を解除して直
ちにその場所で形鋼の溶接による弓反りの矯正作業がで
きるので、製造工程が簡略化され作業性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の正面図、第２図は第１図の
■−■線における断面図、第３図は第１図の■−■線に
おける断面図、第４図は第１図の平面図である。 １０・・・固定矯正装置、１２・・・上桁、１４・・・
下桁、１６・・・回転体、１９・・・反転装置、２４・
・・固定治具、２５・・・矯正装置、２６・・・矯正シ
リンダ、３０・・・押さえ部材、３１・・・押上装置、
３２・・・押上シリンダ、３４・・・押上げ部材、３７
・・・溶接装置、３８・・・溶帽Ｌ４０・・ 移動架台、４ ２・・・上部レール、５２ ・・ｌ（形鋼

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）形鋼を構成するウェブとフランジとを仮付けけし
   て形鋼を仮組する工程と、前記形鋼を一直線に並列した
   固定治具の下に配置し押上装置で押し上げて固定治具と
   押上装置の間に固定する工程と、前記形鋼を固定したま
   ま固定治具および押上装置と共に上下を反転すると共に
   上部のフランジとウェブの接合部分をすみ肉溶接する工
   程と、前記形鋼を固定したまま固定治具と押上装置と共
   に再び反転し元の状態に戻すと共に下部のフランジとウ
   ェブの接合部分をすみ肉溶接する工程と、押上装置を下
   げて形鋼を固定治具と押上装置との拘束から解除すると
   共に固定治具の間に配置した矯正装置により形鋼の溶接
   による弓反りを矯正する工程とからなることを特徴とす
   る形鋼の製造方法。
2. （２）上下に相対向するよう配設された上桁および下桁
   と、前記上桁および下桁の両端に固着された一対の回転
   体と、前記上桁の下部に一直線に並列して取り付けられ
   た固定治具と、前記上桁の下部に取り付けられ固定治具
   の間から下向きに形鋼を押圧する矯正装置と、前記下桁
   に一直線に並列して上向きに取り付けられ形鋼を押し上
   げる押上装置とからなる形鋼の固定矯正装置と、 前記形鋼の固定矯正装置の回転体を回転し上桁と下桁の
   上下を反転する反転装置と、 前記形鋼の固定矯正装置の軸線方向および直角方向に移
   動可能な溶接装置とからなることを特徴とする形鋼の製
   造装置。