JPH04214898A

JPH04214898A - 表面処理における被処理材の吊付け方法及びその取外し方法

Info

Publication number: JPH04214898A
Application number: JP3035089A
Authority: JP
Inventors: Jiro Matsumoto; 二郎松本; Haruo Anazawa; 穴沢　玄雄; Osamu Yoshida; 修吉田; Hideya Kumakura; 熊倉　秀哉; Motoji Hotta; 元司堀田; Hiroyuki Mochizuki; 浩行望月
Original assignee: Nikkei Techno Research Co Ltd; Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nikkei Techno Research Co Ltd; Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1990-09-14
Filing date: 1991-02-06
Publication date: 1992-08-05
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: JP2527653B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は表面処理における被処
理材の吊付け及び取外し方法に関するもので、更に詳細
には、アルミニウム又はアルミニウム合金製の被処理材
を支持部材を介して吊り下げて、陽極酸化工程、メッキ
工程あるいは塗装工程等の表面処理工程へ移動するキャ
リアビームにて搬送される上記被処理材の表面処理にお
いて、被処理材と支持部材の固定及び分離する手段とし
てレーザ光線を利用した表面処理における被処理材の吊
付け及び取外し方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、アルミニウム等の形材は押出成
形された後、陽極酸化、メッキあるいは塗装等の表面処
理が施されており、この場合、形材（以下に被処理材と
いう）は支持部材を介してキャリアビームに吊り下げら
れた状態で表面処理槽まで搬送されて槽内に浸され、あ
るいは表面処理装置内に搬送されて適宜表面処理が施さ
れ、そして、取り出された後に被処理材はキャリアビー
ムから取り外される。

【０００３】従来のこの種の表面処理において、キャリ
アビーム支持部材と被処理材とを吊付け又は取外しする
方法としては、例えば通電性のキャリアビーム支持部材
に装着された弾性力を付勢する被処理材押圧体を有する
保持治具にて被処理材を把持する方法（特公昭５５−６
１１９号公報参照）、あるいは、キャリアビーム支持部
材と被処理材とをミグ溶接あるいはティグ溶接等によっ
て固定する方法（特開昭５３−１１９２３１号公報、特
開昭６０−１７４８９８号公報参照）等が知られている
。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者す
なわち保持治具にて機械的に被処理材を吊付ける方法に
おいては、以下のような欠点がある。すなわち、■被処
理材の吊付け間隔が大きく（約２５〜７０ｍｍ）、その
ため吊付け本数に制限があり、また、吊付け間隔が装置
によって固定化されてしまう。■被処理材をキャリアビ
ーム支持部材に固定するのに、手間と時間がかかる。■
被処理材がキャリアビーム支持部材から脱落する虞れが
ある。■キャリアビーム支持部材に固定された被処理材
部分は表面処理液内に浸すことができず、その分余計に
被処理材を切り落とす（約５０〜７０ｍｍ）必要がある
ため、表面処理後の切断代が大きく歩留りが悪い等の問
題があった。

【０００５】また、後者すなわち被処理材を溶接にてキ
ャリアビーム支持部材に固定する方法においては、保持
治具を用いるものに比して確実に被処理材を固定するこ
とができるが、以下のような欠点がある。すなわち、■
複雑な断面形状及び各種大きさの被処理材をミグ、ティ
グ溶接等で連続的に自動溶接することは困難である。■
異種形状の被処理材同士を同じキャリアビーム支持部材
に自動溶接することが困難である。■溶接固定する速度
が遅く（溶接速度：１ｍ／ｍｉｎ以下）、非能率的であ
る。■溶接の熱影響部分が生ずるため、表面処理後の切
断代が大きく（約２０〜４０ｍｍ）、歩留りが悪い等の
問題があった。

【０００６】この発明は上記事情に鑑みなされたもので
、被処理材の形状と大きさに関係なく迅速かつ確実に被
処理材をキャリアビーム支持部材に固定すること、かつ
被処理材を自由に設定した間隔でキャリアビーム支持部
材に固定することを特徴とする表面処理における被処理
材の吊付け方法と、表面処理された被処理材の切断代を
可及的に少なくして迅速にキャリアビーム支持部材から
取り外すことを特徴とする表面処理における被処理材の
取外し方法を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第１の表面処理における被処理材の吊付
け方法は、アルミニウム又はアルミニウム合金製の被処
理材を支持部材を介して吊り下げて、陽極酸化工程、メ
ッキ工程あるいは塗装工程等の表面処理工程へ移動する
キャリアビームにて搬送される上記被処理材の表面を処
理する表面処理を前提とし、上記表面処理工程の前工程
において、上記被処理材を上記支持部材にレーザ溶接に
て固定することを特徴とするものである。

【０００８】また、この発明の第２の表面処理における
被処理材の取外し方法は、上記表面処理を前提とし、上
記表面処理工程の後工程において、上記支持部材に固定
された被処理材をレーザ光線で分離することを特徴とす
るものである。

【０００９】この発明において、上記レーザ溶接の継手
形状は被処理材と支持部材とを確実に固定できれば任意
の形状でよく、被処理材の形状によって、例えば突き合
わせ、隅肉あるいは重ねプラグ溶接等のいずれかを選択
する方が好ましい。この場合、重ねプラグ溶接は被処理
材と支持部材とを重ねた状態で、支持部材の外面側から
レーザ光線を照射して、支持部材と被処理材を融合溶接
するもので、被処理材の形状、大きさに応じて１条ある
いは複数条とすることができる。

【００１０】上記レーザ溶接は、被処理材の材質、形状
及び大きさと溶接条件によって、最も適するレーザ溶接
を選択することが出来るが、アルミニウム等の被処理材
においては、ＣＯ２　レーザ溶接あるいはＹＡＧ（Ｙｉ
ｔｔｒｉｕｍ　Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　Ｇａｒｎｅｔ）　
レーザ溶接によって行う方が好ましい。両者ともパワー
密度１０８　Ｗ／ｃｍ２　以下の条件でレーザ融合溶接
を行うことが出来る。この場合、シールドガスとしてア
ルゴン（Ａｒ）又はヘリウム（Ｈｅ）のいずれも使用す
ることができるが、好ましくは電離電圧が高く、溶け込
みの大きいヘリウムガスである方がよい。

【００１１】また、上記支持部材に固定された被処理材
をレーザ光線により分離するには、溶接条件よりも高い
エネルギーのレーザ光線を照射することによって行う必
要がある。この場合、出力を高くしてもよく、あるいは
、レーザ溶接条件を同じにして溶接速度を遅くしてもよ
い。

【００１２】

【作用】上記のように構成することにより、表面処理工
程の前工程において、被処理材と支持部材とを任意の継
手形状に設置した状態でレーザ光線を照射することによ
り、被処理材と支持部材とがレーザ溶接にて迅速かつ確
実に固定される。そして、被処理材を固定した支持部材
をキャリアビームに取付けて、被処理材をキャリアビー
ムに吊付けた状態で、キャリアビームを搬送して、被処
理材を適宜表面処理槽に浸すことにより、あるいは表面
処理装置内に搬送されることにより、被処理材の表面処
理が施される。表面処理が施された被処理材は表面処理
工程の後工程において、固定部に溶接条件よりも高いエ
ネルギーのレーザ光線が照射されることにより、支持部
材から分離されて、取り外される。

【００１３】

【実施例】以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細
に説明する。この発明は、図１に示すように、アルミニ
ウム又はアルミニウム合金製の押出形材（被処理材）を
陽極酸化工程、メッキ工程あるいは塗装工程等の表面処
理工程へ搬送するキャリアビームに吊付ける方法と、表
面処理工程において表面処理が施された被処理材をキャ
リアビームから取外す方法に関するものである。

【００１４】図２（ａ），（ｂ）は被処理材を支持部材
に固定する状態を示す概略斜視図で、図２（ａ）はチャ
ンネル状の被処理材１と、波形状の被処理材２とをアン
グル状の支持部材３に固定する場合である。すなわち、
被処理材１，２の端面と支持部材３の一片４とを当接し
て重ね合わせた状態で、支持部材３の外面からレーザ光
線５を照射しつつレーザ溶接トーチ６を支持部材３の長
手方向に移動することにより、支持部材３と被処理材１
，２の当接部が溶融されて、被処理材１，２が支持部材
３に固定される。この場合、支持部材３と被処理材１，
２との当接部の隙間は０．１ｍｍ以下にする必要がある
。当接部の隙間が０．１ｍｍを超えると、アンダーカッ
トが生じ、被処理材１，２の固定が不十分となるからで
ある。なお、被処理材１，２にクランプ力Ｐを付与して
被処理材１，２と支持部材３との当接を維持しておく必
要がある。

【００１５】なお、図２（ａ）では被処理材１，２の端
面に支持部材３を当接固定した場合について説明したが
、図２（ｂ）に示すように、被処理材１の開口側に支持
部材３を当接して、下側からレーザ溶接することもでき
る。このようにすることにより、コンベア（図示せず）
上に被処理材１と支持部材３を載置した状態で下側から
レーザ光線を照射することができる。

【００１６】ここで使用されるレーザ溶接装置は、図示
しないレーザ発振器から発せられたレーザ光線を複数の
反射鏡により屈曲させた後、集光レンズを通過して直接
またはレーザ発振器から発せられたレーザ光線を光ファ
イバーを介して溶接点すなわち支持部材３と被処理材１
，２との当接重合点に照射するものである。具体的には
、以下のような仕様を有する。

【００１７】　　◎ＣＯ２　レーザ溶接装置の仕様　　定格出力　　　　　　：１６００Ｗ　　パルス出力　　　　・ピーク出力：３０００Ｗ　　　　・設定周波数：１０〜３０００Ｈｚ　　出力ビ
ーム特性　　　　・波長　　　　　　：１０．６μｍ　　　　・
ビーム外径：約１８ｍｍ（発振器出口）　　シールドガ
ス　　：アルゴン（Ａｒ）又はヘリウム（Ｈｅ）　　◎
ＹＡＧレーザ溶接装置の仕様　　定格出力　　　　　　：４００Ｗ×３台（１．２Ｋ
Ｗ）　　パルス出力　　　　・ピーク出力：５ＫＷ×３台（１５ＫＷ）　　
　　・設定周波数：２５Ｈｚ　　出力ビーム特性　　　　・波長　　　　　　：１．０６μｍ　　　　・
ビーム外径：約１８ｍｍ（発振器出口）　　シールドガ
ス　　：アルゴン（Ａｒ）又はヘリウム（Ｈｅ）

【００
１８】ＹＡＧレーザ溶接の場合は出力ビーム波長が１．
０６μｍであるので、レーザ発振器出口から溶接個所近
傍迄光ファイバーを利用することが出来る。

【００１９】上記のようにして被処理材１，２と溶接固
定された支持部材３は例えば約１ｍの長さごとにブロッ
ク化され、各ブロックにおける被処理材同士の間隔は１
０ｍｍにされた状態で、キャリアビーム７の垂下片８に
図示しないスプリングを有する保持具９にて取付けられ
る。したがって、被処理材１，２はキャリアビーム７に
吊付けされた状態で、水平移動され、表面処理槽（図示
せず）に搬送される（図３及び図４参照）。そして、表
面処理槽に浸されて被処理材１，２の表面処理が施され
る。

【００２０】ここでは、被処理材１，２が縦方向に吊付
けられる場合について説明したが、必ずしも縦方向の吊
付けに限定されるものではなく、被処理材１，２をほぼ
水平状態に吊付けるようにしてもよいことは勿論である
。

【００２１】なお、被処理材１，２（以下に被処理材１
で代表する）と支持部材３のレーザ溶接の継手形状は被
処理材１の形状、大きさ等に応じて任意の継手形状とす
ることができ、例えば、被処理材１の基部１ａの端面と
支持部材３とを当接した突合せ溶接（図５（ａ），（ｂ
）参照）、被処理材１の両脚片１ｂ，１ｂと支持部材３
とを当接した隅肉溶接（図６（ａ），（ｂ）参照）、あ
るいはアングル状の支持部材３の一片を被処理材１の端
面に当接又は被処理材１の脚部１ｂあるいは基部１ａに
支持部材３を重ね合わした重ねプラグ溶接（図７（ａ）
，（ｂ）及び図８（ａ），（ｂ）参照）にて被処理材と
支持部材３とを固定することができる。また、図７に示
す重ねプラグ溶接において、被処理材１の形状や大きさ
に応じてレーザ溶接を１条あるいは複数条（図面では２
条の場合を示す）とすれば確実な固定ができる。

【００２２】次に、上記レーザ溶接を具体的に行った結
果について説明する。 ◎溶接条件支持部材３の材質：アルミニウム部材支持部材３の肉厚：１〜２ｍｍ被処理材１の肉厚：１〜４ｍｍ溶接速度　　　　　　　　：２０００〜５０００ｍｍ／
ｍｉｎ　シールドガス　　　　：アルゴン又はヘリウム
として、支持部材３と被処理材１とをレーザ溶接により
固定したところ良好な結果が得られた。すなわち、微小
スポットで行うことができるため、加熱領域が小さく、
かつ、溶接速度も速いので、熱影響が小さく、確実な溶
接を行うことができた。

【００２３】なお、ＣＯ２　レーザ及びＹＡＧレーザと
も出力１０００Ｗ以下では出力不足で、十分満足できる
溶接ができなかった。また、両者とも溶接速度５０００
ｍｍ／ｍｉｎ　を超える範囲では十分な溶け込みが得ら
れず、２０００ｍｍ／ｍｉｎ　未満の溶接速度では逆に
支持部材３を切断してしまい、溶接ができなかった。ま
た、シールドガスとしてはアルゴンに比して電離電圧が
高く、溶け込みの大きいヘリウムの方が良好な結果が得
られた。

【００２４】次に、表面処理が施された被処理材１をキ
ャリアビーム７から取外す方法について、図９を参照し
て説明する。まず、表面処理工程から取出されたキャリ
アビーム７と支持部材３の保持部の保持具９を解除して
、キャリアビーム７から支持部材３及び被処理材１を取
外す。そして、支持部材３と被処理材１とを所定のベッ
ド（図示せず）上に載置した状態でレーザ溶接装置から
溶接条件よりも高いエネルギーのレーザ光線５をレーザ
溶接部に沿って照射すると、溶接部が切断され、支持部
材３に固定された被処理材１が分離される。

【００２５】このように被処理材１，２と支持部材３の
固定部にレーザ光線５を照射することにより、迅速に被
処理材１，２を取外すことができると共に、被処理材１
，２の切断部を少なくでき、材料の無駄を省くことがで
きる。

【００２６】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明は上記
のように構成されているので、以下に示すような効果が
得られる。１）請求項１記載の被処理材の吊付け方法によれば、表
面処理工程の前工程において、被処理材を支持部材にレ
ーザ溶接にて固定するため、自動化による迅速な固定作
業ができ、しかも、被処理材間の間隔を自由に設定し、
しかも小さくすることができると共に、異種形状・大き
さの被処理材も同時に吊付けできるので、生産性の向上
が図れる。

【００２７】２）請求項２記載の被処理材の吊付け方法
によれば、被処理材の形状、大きさに関係なく確実に被
処理材の吊付けを行うことができる。３）請求項３記載の被処理材の取外し方法によれば、表
面処理工程の後工程において、支持部材に固定された被
処理材をレーザ光線で分離するので、被処理材の切断代
を少なくして、歩留りを向上させることができ、かつ自
動化ができる。４）ＹＡＧレーザを使用する場合は、レーザ発振器出口
から溶接個所近傍迄光ファイバーを利用することが出来
、装置の設計が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の被処理材の吊付け及び取外し
方法の概略を示すフローチャートである。

【図２】図２は、本発明における被処理材と支持部材と
の固定状態を示す斜視図である。

【図３】図３は、本発明における被処理材の吊付け状態
を示す概略正面図である。

【図４】図４は、図３の側面図である。

【図５】図５は、それぞれ被処理材と支持部材との溶接
部の別の継手形状を示す斜視図及びその側面図である。

【図６】図６は、それぞれ被処理材と支持部材との溶接
部の別の継手形状を示す斜視図及びその側面図である。

【図７】図７は、それぞれ被処理材と支持部材との溶接
部の別の継手形状を示す斜視図及びその側面図である。

【図８】図８は、それぞれ被処理材と支持部材との溶接
部の別の継手形状を示す斜視図及びその側面図である。

【図９】図９は、発明の被処理材の取外し状態を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１，２　　被処理材３　　　　　　支持部材５　　　　　　レーザ光線７　　　　　　キャリアビーム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　アルミニウム又はアルミニウム合金製
の被処理材を支持部材を介して吊り下げて、陽極酸化工
程、メッキ工程あるいは塗装工程等の表面処理工程へ移
動するキャリアビームにて搬送される上記被処理材の表
面処理において、上記表面処理工程の前工程において、
上記被処理材を上記支持部材にレーザ溶接にて固定する
ことを特徴とする表面処理における被処理材の吊付け方
法。
【請求項２】　　レーザ溶接が、突き合わせ、隅肉ある
いは重ねプラグ溶接のいずれかであることを特徴とする
請求項１記載の表面処理における被処理材の吊付け方法
。
【請求項３】　　アルミニウム又はアルミニウム合金製
の被処理材を支持部材を介して吊り下げて、陽極酸化工
程、メッキ工程あるいは塗装工程等の表面処理工程へ移
動するキャリアビームにて搬送される上記被処理材の表
面処理において、上記表面処理工程の後工程において、
上記支持部材に固定された被処理材をレーザ光線で分離
することを特徴とする表面処理における被処理材の取外
し方法。