JPH04220176A

JPH04220176A - 歪防止溶接方法および構造用パネルの製造装置

Info

Publication number: JPH04220176A
Application number: JP2301891A
Authority: JP
Inventors: Shinji Takeno; 竹野　親二; Terumi Matsubayashi; 松林　照己
Original assignee: Sky Aluminium Co Ltd
Current assignee: Sky Aluminium Co Ltd
Priority date: 1990-03-26
Filing date: 1991-01-23
Publication date: 1992-08-11

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】本発明は歪防止溶接方法および構
造用パネルの製造装置に係わり、特に、隅肉溶接により
Ｔ継手を形成する際の歪を有効に防止し得るようにした
歪防止溶接方法、およびＴ継手を形成してなる構造用パ
ネルの製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、Ｉ形鋼におけるフランジとウェ
ブとの接続、あるいはまた、船舶の船体部を構成する側
板とこの側板を内側から補強する補強材との接続といっ
たように、板材にほぼ直交するように板状の細長部材が
立設されてなるものを通常、Ｔ継手と称している。これ
らＴ継手は、図４に示す如く、前記板材２とそれに立設
される細長部材３とを隅肉溶接により形成するのが一般
的である。

【０００３】しかしながら、このようなＴ継手５を形成
すべく隅肉溶接を実施した場合、例えば図４に鎖線で示
すように、溶接ビード部４を中心として板材２が細長部
材３側に向く、いわゆる角変形歪が生じ易い。また、細
長部材が長尺になると長手方向の歪も発生する。この角
変形歪は外観品質を低下させるだけでなく、例えば上記
の如く船体の構造体などとして適用する場合には、航行
時の波抵抗を増加させるといったように機能面への影響
をも与えるため、これをできる限り小さくすることが要
求される。

【０００４】そのため従来より、上記歪の対策として例
えば、１）溶接の際、前記板材２を機械的に拘束する、
２）溶接組立完了後に点状または線状に局部加熱・急冷
を行い、歪を除去する、３）前記板材２の裏面２ｂ側を
、隅肉溶接と対応させて同時に加熱する（特開昭５８−
１７９５６５号公報）、といった手段が採られている。また一方、上記の如く外板（板材２）とリブ（細長部材
３）等の補強材とから成り船体等を構成するするための
パネル（構造用パネル）としては押出し成形によるもの
も提供されている。押出し成形によりこのような構造用
パネルを作成した場合には、上記溶接による場合とは異
なり、外板（板材２）に歪の無い極めて高精度のものを
作成することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
手段において、それぞれ下記の如き不都合があった。す
なわち上記１），２）の手段にあっては、工数および手
間がかかり極めてコスト高となる上に、作業の熟練も要
求されるといった問題があった。また、上記３）の手段
にあっては、確かに歪発生の抑制効果は望めるものの完
全に近い状態までの歪除去は困難であり、ある程度の歪
が残留せざるを得ないという問題があった。一方、押出
しによる場合は確かに高精度のものが望めるものの、幅
が限定される、あるいは金型に融通がないため１種類の
パネルしか作成できない、薄板の最小板厚が大きくなり
重量が増す、等の不都合がある。

【０００６】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、簡潔な手段を以て隅肉溶接における歪を効果的に抑
制でき、高品質なＴ継手を実現することのできる歪防止
溶接方法、およびこの溶接方法により構成される構造用
パネルの製造装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
歪防止溶接方法は、板材の一面側に細長部材を隅肉溶接
により略垂直に立設してＴ継手を形成するにあたり、前
記板材における前記溶接部の裏面側を前記溶接に先行し
て加熱することを特徴とするものである。

【０００８】請求項２に係る歪防止溶接方法は、上記請
求項１記載の歪防止溶接方法において、前記先行加熱を
行う位置を溶接部に対して１０ｍｍ〜１０００ｍｍ先と
したことを特徴とするものである。

【０００９】請求項３に係る歪防止溶接方法は、上記請
求項１，２記載の歪防止溶接方法において、前記先行加
熱をＴＩＧアークにより行い、しかも該ＴＩＧアークの
起動時における初期電流に続く本電流までの立ち上げ電
流スロープを５Ａ／秒〜２００Ａ／秒の範囲としたこと
を特徴とするものである。

【００１０】請求項４に係る歪防止溶接方法は、請求項
１ないし３の何れかに記載の歪防止溶接方法において、
前記隅肉溶接の前に、前記細長部材を前記板材に対する
側が凹となるように予め板幅方向に湾曲させておくこと
を特徴とするものである。

【００１１】請求項５に係る歪み防止溶接方法は、請求
項１ないし３の何れかに記載の歪防止溶接方法において
、前記隅肉溶接の前に、前記細長部材を予熱しておくこ
とを特徴とするものである。

【００１２】また、本発明の請求項６に係る構造用パネ
ルの製造装置は、板材と、溶接により該板材に略垂直に
立設される少なくとも１本の細長部材とから成る構造用
パネルを製造するためのものであって、前記板材を支持
しかつ一方向に送る搬送ローラと、前記板材の上面に立
設状態に支持された前記細長部材を上方より前記板状に
押圧する支持ローラと、前記細長部材を挟む両側におい
て斜め上方からそれら板材と細長部材との当接部に向け
て設置された溶接トーチと、前記板材の下面側であって
前記板材と細長部材との当接部に対応しかつ前記溶接ト
ーチよりも前記板材の移動方向に対して先行する位置に
前記板材の下面に向けて設置された加熱機素と、を備え
ていることを特徴とするものである。

【００１３】さらに請求項７に係る構造用パネルの製造
装置は、上記請求項６記載の構造用パネルの製造装置に
おいて、前記溶接トーチをＭＩＧトーチとし、かつ前記
加熱機素をＴＩＧトーチとしたことを特徴とするもので
ある。

【００１４】

【作用】板材と細長部材とを隅肉溶接することによりＴ
継手を形成するにあたり、前記板材における溶接部の裏
面側を前記溶接に先行して加熱すると、この先行加熱に
より板材には逆歪（細長部材と反対方向に折れ曲がる角
変形歪）が発生し、その後、溶接により板材が細長部材
側に角変形を生ずるため上記逆歪がある程度相殺される
。さらにその際、先行加熱部分の冷却が完了されないう
ちに、その逆歪の生じた部分の溶接を行うことにより、
先行加熱によって生じた前記逆歪が溶接時の細長部材側
への角変形によりほぼ完全に復元され、板材がほぼフラ
ットとなる。

【００１５】上記方法を実施するにあたり、細長部材を
前記板材に対する側が凹となるように予め板幅方向に湾
曲させておく、あるいは、細長部材を予熱しておくこと
により上記角変形歪み防止効果に加え、Ｔ継手の長手方
向に生ずる歪みも有効に防止することができる。

【００１６】また、上記構造用パネル製造装置では、板
材を搬送ローラ上に載置し、板材の上面に溶接すべき細
長部材を立設状態に固定し、板材を搬送ローラ上を移動
させながら、溶接トーチにより板材と細長部材とを連続
隅肉溶接していく。その際、前記溶接部の裏面側が溶接
に先だって加熱機素により加熱される。これにより、上
記歪防止溶接方法が実行される。この構造用パネルの製
造装置において、前記溶接トーチをＭＩＧトーチとし、
かつ加熱機素をＴＩＧトーチとすれば、特にアルミニウ
ム合金からなる構造用パネルに効果的に適用できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。本発明に係る歪防止溶接方法は、板材にこ
の板材と略垂直となる細長部材を隅肉溶接することによ
りＴ継手を形成するにあたり、前記板材における前記溶
接部の裏面側を前記溶接に先行して加熱することを特徴
とするものである。

【００１８】図１および図２はそれぞれ、上記方法によ
り板材２にフラットバー（細長部材）６を隅肉溶接する
ことによりＴ継手５を作成している様子を示す正面図と
側面図である。本実施例において、前記板材２およびフ
ラットバー６は共にアルミニウム合金よりなるものとし
ており、したがってこの場合、前記隅肉溶接をＭＩＧ溶
接により行うものとしている。符号４０，４０はＭＩＧ
トーチである。また、このＭＩＧ溶接に先行して実施す
る加熱はＴＩＧアークにより行うものとしており、符号
５０がＴＩＧトーチである。

【００１９】上記の如きＴ継手５を作成するには、板材
２の上面２ａに、立設すべきフラットバー６を隙間が生
じないように設置して例えば仮付け等の手段により固定
し、その後図２に示す如く記ＴＩＧトーチ５０が前記Ｍ
ＩＧトーチ４０，４０に対して常に所定距離を保って先
行するように（ＭＩＧトーチ４０，４０により溶接され
る部分の裏面側にＴＩＧトーチ４０によるＴＩＧアーク
が先に照射されるように）、固定された前記板材２およ
びフラットバー６を各トーチ４０，４０，５０に対して
移動させていけばよい。ただし、板材２およびフラット
バー６は固定しておいて、前記各トーチ４０，４０，５
０を移動させるようにしても勿論よい。また、前記ＴＩ
Ｇトーチ５０は、ＴＩＧアークによる加熱が目的である
から、溶加材（溶接棒）は用いない。

【００２０】本実施例において、上記ＭＩＧ溶接の種類
は特に限定されるものではなく、通常のスプレー移行型
、細径ワイヤ、パルス、インバータ、サイリスタ等、種
々の手法および電源方式のものが使用できる。また、先
行加熱に用いるＴＩＧ溶接機の種類も特に限定されるも
のではなく、鉄心型、サイリスタ、インバータ等のもの
を使用できる。

【００２１】上記溶接方法によれば、板材２が図４に示
した如く角変形歪を生ずることなくフラットとなり、高
精度なＴ継手５を作成することができる。これは、ＴＩ
Ｇアークによる先行加熱により板材２に逆歪（フラット
バー６と反対方向に折れ曲がる角変形歪）が発生し、そ
の後、ＭＩＧトーチ４０，４０の溶接により板材２にフ
ラットバー６側に角変形を生ずる力が生じるためで、し
かもその際、先行加熱部分の冷却が完了されないうちに
その逆歪の生じた部分の溶接を行うことにより、表裏の
熱バランスにより前記逆歪がほぼ完全に復元されるため
と思われる。

【００２２】また、上記の如きＴ継手を押出し成形によ
り作成する場合、押出し性の問題から前記板材２および
フラットバー６の最低板厚は通常５ｍｍ程度に制限され
るが、上記方法によれば薄板に効果的に適用でき、以て
必要以上の材料を使用することがなく、かつ重量の軽減
ができる。

【００２３】上記方法において、板材２の板厚としては
通常１０ｍｍ以下のものに適用できるが、好ましくは１
〜５ｍｍがよい。板厚が１０ｍｍ以上となると、先行加
熱の際に大きな入熱が必要となり、板材２の表面が溶け
下がり、外観を損ねるおそれがあるからである。

【００２４】次に、上記方法による実験例を下記に示す
。〔実験例−１〕上記方法に従い、下記の条件の下で図２
に示す如く連続隅肉溶接を実施した。・板材２：ＪＩＳＡ５０８３−０　　アルミニウム材，
寸法３００ｍｍ＊５００ｍｍ，厚さ４ｍｍ．・フラット
バー６：ＪＩＳＡ５０８３−０　　アルミニウム材，寸
法６０ｍｍ＊５００ｍｍ，厚さ５ｍｍ．・溶接前処理：
薬品脱脂．・溶接条件：ＭＩＧ　　電流　　１８０〜２２０Ａ．　
　電圧　　２０〜２３Ｖ．ＴＩＧ電流　　１５０〜２０
０Ａ．・溶接速度：１６００ｍｍ／ｍｉｎ．・ＴＩＧトーチの先行位置：２００ｍｍ前方．上記実験
の結果を、上記同一条件で、１）先行加熱を行わない場
合、２）ＴＩＧアークにより溶接部の真下を加熱（同位
置加熱）した場合、３）板材２の加熱を行なわなかった
場合のそれぞれについて下表１に示す。なお、表中にお
ける変形量Ｈ１は、図３に示すように、板材２における
フラットバー６を中心とした幅１００ｍｍのレベルを結
んだ線ｌが、溶接部においてどれだけフラットバー６側
に寄ったかを示す量である。

【００２５】

【表１】

【００２６】上記表１からも明らかなように、上記の如
く溶接部下面の先行加熱を行った場合には、ほとんど板
材２の歪が生じない。また、先行加熱を行わない場合、
および溶接部と同位置加熱を実施した場合のそれぞれと
比較しても、本発明に係る溶接方法による方が明らかに
板材２の歪が小さいことが解る。

【００２７】〔実験例−２〕前記ＴＩＧトーチ５０によ
るＴＩＧアークの起動時の電流を下記条件とし、かつそ
の他の条件は上記実験例−１と同一とし、上記方法に従
い図２の如く板材２とフラットバー６の溶接を行った。・ＴＩＧアーク：初期電流　　　　　　　　　　１００
Ａ．アークスロープ　　　　２５Ａ／秒．本電流　　　
　　　　　　　　　１８０Ａ．上記実験結果における、
溶接スタート部近傍および溶接終了部近傍の歪量測定結
果を下表２に示す。なお、表２には、比較として上記の
如き立ち上げスロープの制御を実施しなかった場合の結
果も示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】上記表２に示すように、ＴＩＧアークの立
ち上げスロープ電流を制御した場合には溶接開始部と溶
接終了部に差がなく、溶接開始部から歪の極めて小さい
溶接ができることが解る。また、立ち上げスロープ電流
を制御しない場合には、変形量Ｈがマイナス値となり、
先行加熱による逆歪が残留する可能性があることが伺え
る。従って、上記方法を実施する際には、ＴＩＧアーク
の立ち上げスロープ電流の制御を行うことが望ましい。これは、アークの起動時には加熱部近傍が十分に加熱さ
れないため歪防止効果が十分でなく、ある程度起動した
後に定常的な熱バランスがとれて所期の歪防止効果が発
揮されるためである。その場合、ＴＩＧアークの起動を
、初期電流に続く本電流までの立上げ電流スロープを５
Ａ／秒〜２００Ａ／秒の範囲とすることが好ましい。このＴＩＧアークの立ち上げスロープ電流を上記範囲と
するのは、５Ａ／秒未満では定常状態である本電流に達
するまでの時間が長過ぎ、逆に２００Ａ／秒を越えると
熱バランスをとるまでの時間的余裕がないためである。

【００３０】ただし、上記表２にも示すように、例え上
記の如きＴＩＧアークの立ち上げスロープ電流の制御を
行わない場合でも、上記実験例−１の結果（表１）と見
比べれば解るとおり、先行加熱の実施により変形量（残
留変形量）を小さくできる。

【００３１】次に、図５は上記の如くＴＩＧアークによ
り溶接部の先行加熱を行った際の、溶接部に対する先行
距離と残留歪（変形量Ｈ）との関係を示したものである
。ただし、実験条件は、先行加熱位置による変形量の差
異がより明確に現れるよう上記実験例−１および実験例
−２とは若干変えてある。図において、線図Ｉは先行加
熱を実施した場合の板材２の変形量を、また線図ＩＩは
先行加熱を行わない場合の板材２の変形量を示している
。図に示すとおり横軸（ＴＩＧアークによる先行加熱位
置）の始点は、先行加熱位置（ＴＩＧトーチ５０の設置
位置）の溶接位置（ＭＩＧトーチ４０の設置位置）に対
する先行距離を０としており、溶接部直下を加熱したと
きの値を示したものとなっている。

【００３２】上記図５に示すように、ある程度までは、
ＴＩＧアークによる加熱位置が溶接部から離れるほど（
つまり先行するほど）板材２の変形量Ｈが減少する。また、加熱箇所の先行位置を無限大（∞）とした場合に
は、変形量Ｈが大きくなるが、それでも溶接部直下を加
熱した場合（同時加熱）、あるいは先行加熱を行わない
場合よりは小さいものとなる。

【００３３】ここで、上記現象について考えてみると、
先行加熱位置が０のときの線図Ｉと線図ＩＩとの差イは
いわゆる溶接部表裏の熱バランス、すなわち溶接部表裏
の入熱量の差が等しく（あるいは小さく）なること、に
よる歪発生の抑制効果の現れと見ることができる。一方
、先行加熱位置が∞のときの線図Ｉと線図ＩＩとの差ロ
は、先行加熱により板材２に生じた逆歪（予歪）が溶接
時の歪により戻されたことによる残留歪の減少と見るこ
とができる。そして、その間における線図Ｉと線図ＩＩ
との差は、上記の熱バランスと予歪との双方の効果が作
用し、それによって板材２の残留歪が効果的に抑制され
るものと考察される。

【００３４】よって、上記において先行加熱位置は、溶
接位置に対して１０〜１０００ｍｍとすることが好まし
い。先行加熱位置が１０ｍｍ未満であると同位置加熱と
同程度の歪抑制効果しか望めず、また１０００ｍｍ以上
であると先行加熱部分が溶接時に完全冷却されてしまい
上記の熱バランス作用を十分に得られなくなるからであ
る。そして、図５より、さらに好ましくは先行加熱位置を溶
接位置に対して５０〜５００ｍｍとするのがよいことが
解る。

【００３５】なお、上記実施例においてはＴ継手５を形
成する前記板材２およびフラットバー（細長部材）６を
アルミニウム合金より成るものとしたが、本発明に係る
歪防止溶接方法はアルミニウム以外の金属、例えば鋼等
にも適用することができ、かつ上記同様の効果を奏する
ことができる。

【００３６】また、上記実施例では、板材２とフラット
バー６との隅肉溶接をＭＩＧ溶接により行うものとして
いるが、この溶接手段もＭＩＧに限定されるものではな
く、従来一般に実施されている炭酸ガスアーク溶接、マ
グ溶接等その他の溶接法により行うものであってもよい
。さらに実施例では、加熱機素（加熱手段）としてＴＩ
Ｇトーチ５０（ＴＩＧアーク）を用いる例を示したが、
この加熱手段もこれに限定されるものではなく、例えば
ガスバーナ，プラズマアーク，レーザ等その他の高エネ
ルギー熱源を用いることが可能である。

【００３７】次に図６ないし図８は本発明の請求項４に
係る発明について示したものである。本発明は、上記の
如くしてＴ継手を形成するにあたり、前記隅肉溶接の前
に、前記細長部材３を前記板材２に対する側が凹となる
ように予め板幅方向に湾曲させておくことを特徴とする
ものである。本発明は、Ｔ継手を形成するにあたり、上
記の如き板材２の角変形歪を防止するのみでなく、図９
に示す如き長手方向の歪をも有効に防止しようとするも
のである。

【００３８】本発明では、板材２に細長部材３を溶接に
より立設させてＴ継手を形成するにあたり、まず図６に
示すように、細長部材３を予め、板材２に対する側が凹
都なるように板幅方向に湾曲させておく。上記細長部材
３を上記の如く湾曲させる際のその湾曲の程度は、各部
材の条件および得るべきＴ継手５の寸法によっても異な
るが、おおよそ１ｍ当たり５ｍｍ〜２０ｍｍ程度である
。また、細長部材３は、直線のものを上記の如く湾曲加
工する他、予め所定の曲率に湾曲したものを得るように
してもよい。

【００３９】次いで、上記の如く板材２に対して上方に
湾曲された細長部材３を図７に示すように板材２に立設
して隅肉溶接により連続溶接していく。この時、板材２
の裏面側を該隅肉溶接に先行して加熱する。この先行加
熱の条件は上述の通りである。

【００４０】上記溶接方法によれば、本溶接すなわち連
続隅肉溶接の際には、細長部材３は板材２側に凸となる
歪を生ずるため、板材２に対し凹となるように付与され
ていた歪が相殺され、図８に示す如く長手方向に湾曲歪
を生じないＴ継手を得ることができる。また、板材２へ
の上記先行加熱により板材２の角変形歪も生じず、した
がって、板材２の細長部材３がほぼ直角で、かつ長手方
向に対してもほぼ直線となるＴ継手５を簡単に得ること
が可能となる。

【００４１】次に図１０は本発明の請求項５に係る発明
を説明するものである。本発明は、同じく板材２と細長
部材３とを隅肉溶接してＴ継手を形成するにあたり、上
記の隅肉溶接の前に前記細長部材３を予熱しておくこと
を特徴とするものである。本発明による方法もまた、Ｔ
継手の長手方向の湾曲を有効に阻止すべく作用する。

【００４２】図１０は、細長部材３を板材２に溶接する
直前の状態で、細長部材３が予熱されて膨張している様
子を示している。この状態より該細長部材３と板材２と
を連続隅肉溶接する。

【００４３】上記溶接方法によれば、細長部材３が図９
に示すように反板材方向に反ることなく、長手方向に対
してほぼ真直ぐなＴ継手５を得られる。また、板材２の
裏面側を隅肉溶接に先行して加熱するものであるから、
板材２に角変形歪がほとんど生じないことは言うまでも
ない。

【００４４】上記方法により細長部材３の湾曲歪が防止
されるのは、元々、細長部材３が図９に示す如く湾曲す
るのは該細長部材３の溶接熱のバランスの異常によるも
の、すなわち溶接部位近傍にのみ入熱されるため該溶接
部位近傍のみが膨張するために生ずるものであるためで
あり、細長部材３を予熱しておくことによりこの熱のア
ンバランスが緩和され、これにより変形が大きく減少す
るためと考察できる。

【００４５】上記請求項４および５に係る方法による実
験例を下記に示す。〔実験例−３〕上記方法に従い、下記の条件の下で連続
隅肉溶接を実施した。・板材２：ＪＩＳ　Ａ５０８３−０　　アルミニウム材
，寸法３００ｍｍ＊３０００ｍｍ，厚さ４ｍｍ．・フラ
ットバー６：ＪＩＳ　Ａ５０８３−０　　アルミニウム
材，寸法６０ｍｍ＊３０００ｍｍ，厚さ５ｍｍ．・溶接
前処理：薬品脱脂．・溶接条件：ＭＩＧ　　電流　　１８０〜２２０Ａ．　
　電圧　　２０〜２３Ｖ．ＴＩＧ電流　　１５０〜２０
０Ａ．・溶接速度：１６００ｍｍ／ｍｉｎ．・ＴＩＧトーチの先行位置：２００ｍｍ前方．・細長部
材３の予備曲げ量：１５ｍｍ／ｍ．・細長部材３の予熱
温度：８０℃．上記実験の結果を表３に示す。なお、表
３に示す縦曲がり変形量Ｈ２は、図１１に示す如く、Ｔ
継手５の上方に反った両端を結んだ線と最も離れた部位
との離間距離を示す。角変形量Ｈ１は先に図３に示した
通りである。

【００４６】

【表３】

【００４７】上記表３から明らかなように、細長部材３
に予め逆歪を与えた場合（表中１）、および細長部材３
を予熱した場合（表中２）は、共に、それらを実施しな
かった場合（表中３）に比して縦曲がり変形が極めて小
さく、ほぼ真直ぐなＴ継手５が形成されることが解かる
。また、板材２の先行加熱を行なったもの（表中１，２
）は角変形も極めて小さい。これに対し、細長部材３に
何等予備処理をせず、また板材２の先行加熱行なわない
場合には、Ｔ継手５は、板材２が角変形を生じ、かつ長
手方向に湾曲したものとなっている。

【００４８】次に、本発明の請求項６，７に係る構造用
パネルの製造装置について説明する。図１２ないし図１
９は、構造用パネルの製造装置の一実施例を示すもので
ある。この構造用パネルの製造装置（以下“パネル製造
装置”と略称する）１は、板材と、溶接により前記板材
に略垂直に立設される少なくとも１本の細長部材とから
成る構造用パネル、すなわち上記した如きＴ継手により
構成される構造用パネルを製造するためのものである。本実施例において製造する構造用パネルは、例えばアル
ミニウム製の船体を構成するものであり、アルミニウム
合金からなる所定幅の板材２と、同じくアルミニウム合
金からなるバルブプレート（細長部材）７とから構成さ
れる。

【００４９】前記パネル製造装置１は、前記板材２を支
持しかつ一方向に送る搬送ローラ１０，１０，…と、前
記板材２の上方に位置し、バルブプレート７を上方より
板状２に押圧する支持ローラ２０と、板状２とバルブプ
レート７と溶接するＭＩＧトーチ（溶接トーチ）４０と
、板状２の下面より前記ＭＩＧトーチ４０により溶接す
る部分を先行加熱するＴＩＧトーチ（加熱機素）５０と
を備えて構成されたものとなっている。

【００５０】前記搬送ローラ１０は、平行に設置された
フレーム１１，１１間に軸回り回動自在に横架されたも
のである。これら搬送ローラ１０，１０，…のうち所定
位置に配されたものは図示しない駆動機構を介して回転
する駆動ローラ１０′となっており、これら駆動ローラ
１０′の回転駆動によりこれら搬送ローラ１０上に載る
前記板材２が長手方向に移動される。前記フレーム１１
，１１には、搬送ローラ１０，１０，…上に載った板材
２の両端縁２ｃ，２ｃに当接して板材２を幅方向から支
持する案内ローラ１２Ａ，１２Ｂがそれぞれ対向した位
置に、かつフレーム１１の長手方向に沿った複数箇所に
設けられている。これら案内ローラ１２Ａ，１２Ｂのう
ち一方のフレーム１１に配設された案内ローラ１２Ｂは
、図１２に示す如く、長孔１３ａが形成された調整プレ
ート１３の先端に設けられることにより、対向する案内
ローラ１２Ａとの間隔を変えられるよう構成されている
。

【００５１】また、前記搬送ローラ１０，１０，…が並
ぶローラ列の上方には、支持ローラユニット２１，２１
，…およびガイドローラユニット２２，２２，…（１個
のみ図示）が、前記フレーム１１の長手方向に沿った一
直線上に配設されている。なお、これら各ローラユニッ
ト２１，２２は、図示の如く全て前記搬送ローラ１０，
１０，…の何れかの真上に位置したものとなっている。ここでは、これら支持ローラユニット２１およびガイド
ローラユニット２２が共に複数台ずつ設けられ、かつフ
レーム１１，１１間において２列に設けられた構成とな
っている（図１２において一方列側のものは鎖線にて略
示してある）。また、これら両ローラユニット２１，２
２はそれぞれ、前記フレーム１１，１１間に架設された
門型ガイド１４の垂直材１４ａ，１４ａにスライド可能
に架設された水平材１５に取り付けられている（図１４
，図１５参照）。すなわち、これら両ローラユニット２
１，２２は、板材２に対する設置高さを変えられるよう
になっているわけである。さらに、これら各ローラユニ
ット２１，２２は、前記水平材１５に沿った横移動も可
能なものとなっている。

【００５２】前記支持ローラユニット２１は図１６ない
し図１８（それぞれ、平面図，側面図，正面図）に示す
ように、前記支持ローラ２０を有して構成されている。この支持ローラ２０は、前記搬送ローラ１０と平行とな
る水平軸２３回りに回動自在に設けられ、カギ型を呈す
前記バルブプレート７の水平部７ａの上面に当接するも
のである。さらに、本実施例における支持ローラユニッ
ト２１は、支持ローラ２０を挟む両側に、鉛直方向に延
びた２本ずつ計４本のローラ軸２４Ａ〜２４Ｄを備えた
ものとなっている。これら４本のローラ軸２４Ａ〜２４
Ｄのうち支持ローラ２０の一方側に配置された２本のロ
ーラ軸２４Ａ，２４Ｂには、これらローラ軸２４Ａ，２
４Ｂ回りに回動自在となる水平ローラ２５，２６がそれ
ぞれ上下２段に設けられている。さらに、支持ローラ２
０の他方側に配置された２本のローラ軸２４Ｃ，２４Ｄ
のうち一方のローラ軸２４Ｃは、幅調整機構１６を備え
たブロック１７に設けられることにより、板材２の幅方
向の移動が可能となっている。そして、このローラ軸２
４Ｃには、前記上段の水平ローラ２５，２５とほぼ同レ
ベルとなる位置に１個の水平ローラ２７が設けられてい
る。また、支持ローラ２０に対しこのローラ軸２４Ｃと
同じ側に配されたもう一つのローラ軸２４Ｄは、前記ロ
ーラ軸２４Ｃを中心として回動自在に設けられたもので
、このローラ軸２４Ｄには、前記下段の水平ローラ２６
と同レベルとなる位置に水平ローラ２８が設けられてい
る。すなわち図１８に示すように、これら水平ローラ２
５，２６，２７，２８において、水平ローラ２５および
水平ローラ２７は前記バルブプレート７の水平部７ａを
幅方向両側から挾持し、また水平ローラ２６および水平
ローラ２８はバルブプレート７の垂直部７ｂを幅方向（
厚さ方向）両側から挾持するものとなっている。また、
この支持ローラユニット２１は、図１３，図１４に示す
ハンドル３４の操作により上下動させることができる構
成となっている。また、図１８において符号３６はコン
パクトシリンダー（エアシリンダーの一種）であり、支
持ローラユニット２１は、このコンパクトシリンダー３
６の作動によっても下方への押圧力を加えられるものと
なっている。

【００５３】前記ガイドローラユニット２２は図１９に
示すようなもので、前記支持ローラユニット２１を簡略
化した構成となっている。図１９中、図１８に示した前
記支持ローラユニット２１と同じ構成要素には同符号を
付しある。すなわち、前記支持ローラローラユニット２
１と同様、バルブプレート７の水平部７ａの上面に当接
する支持ローラ２０を備えてなり、この支持ローラ２０
の両側には、それぞれ１本ずつローラ軸３１Ａ，３１Ｂ
が設けられ、かつこれらローラ軸３１Ａ，３１Ｂには、
それぞれ前記支持ローラユニット２１が有する前記水平
ローラ２５，２７と同レベルとなる位置に、水平ローラ
３２，３３が設けられている。またここで、これら水平
ローラ３２，３３は互いに対向して配置されている。ま
た、このガイドローラユニット２２もハンドル３５の操
作により上下動させることができる構成となっている。

【００５４】前記ＭＩＧトーチ（溶接トーチ）４０，４
０は、バルブプレート７を挟む両側において、斜め上方
から板材２とバルブプレート７との当接部に向けて設置
されたものである。このＭＩＧトーチ４０は、この場合
図１２，図１３に示すように、門型に形成された支持枠
４１の水平材４１ａにスライド可能に設けられたトーチ
保持体４２に設けられている。前記水平材４１ａは、垂
直材４１ｂが伸縮自在に構成されることにより昇降可能
となっている。また、前記トーチ保持体４２に設けられ
た２基のＭＩＧトーチ４０，４０は互いの離間距離を調
整できるように構成されている。これらＭＩＧトーチ４
０，４０には、図示を省略する溶接電流ケーブル，ワイ
ヤ（電極線），シールドガス導管等が接続されている。

【００５５】前記ＴＩＧトーチ（加熱機素）５０は、前
記板材２の下面側に設けられたものであって、前記ＭＩ
Ｇトーチ４０，４０が設置された位置よりも板材２の移
動方向に対して先行する位置（図示例の場合、ＭＩＧト
ーチ４０の左方２００ｍｍの位置）に板材２の下面２ｂ
に向けて設置されている。また、このＴＩＧトーチ５０
も、その設置レベルおよび板材２の幅方向に対する位置
を調整できるように保持されたものとなっており、さら
に図示を省略する溶接電流ケーブル，シールドガス導管
等が接続されている。

【００５６】次に、一例として上記の如く構成されたパ
ネル製造装置１の作用について説明する。上記パネル製
造装置１により構造用パネルを製造するには、まず、前
記板材２を前記搬送ロール１０，１０，…上にセットす
る。板材２は、一方の端縁２ｃが前記案内ローラ１２Ａ
，１２Ａ，…に当接するように一方のフレーム１１側に
寄せてセットする。その後、板材２の他方の端縁２ｃに
対応する案内ローラ１２Ｂ，１２Ｂ，…を、前記調整プ
レート１３により板材２の幅に合わせて調整する。また
、板材２の長手方向のセット位置は、板材２移動方向先
端が移動方向に対して前記ＴＩＧトーチ５０よりも手前
となる位置である。なお、図示例において、前記板材２
は図１２および図１３において図の左方より右方に移動
されるものとなっている。

【００５７】板材２がセットされたならば、この板材２
の上面に、溶接すべきバルブプレート７を水平部７ａが
上方に位置するようほぼ垂直に載置して長手方向に板材
２上を滑らせることにより、このバルブプレート７を、
前記支持ローラユニット２１およびガイドローラユニッ
ト２２の備える前記各ローラ（支持ローラ２０および水
平ローラ２５，２６，２７，２８，３２，３３）間にセ
ットしこれら各ローラにより保持させる。この状態では
、支持ローラユニット２１における支持ローラ２０がバ
ルブプレート７の水平部７ａの上面に、また水平ローラ
２５，２７が水平部７ａの両端縁に、さらに水平ローラ
２６，２８が垂直部７ｂの両側面に当接する（図１８）
。またガイドローラユニット２２においては、支持ロー
ラ２０がバルブプレート７の水平部７ａの上面に、水平
ローラ３２，３３が垂直部７ｂの両側面にそれぞれ当接
する（図１９）。さらに、ＭＩＧトーチ４０，４０は板
材２とバルブプレート７との当接部に向けて両側から溶
接適正位置にセットされたものとなる。

【００５８】上記状態となったならば、支持ローラユニ
ット２１およびガイドローラユニット２２がそれぞれ備
える前記ハンドル３４，３５をそれぞれ締め付け、両ロ
ーラユニット２１，２２の備える前記支持ローラ２０等
を下方に押圧する。これにより、バルブプレート７は板
材２に強く圧接されるものとなる。

【００５９】上記状態の後、必要に応じてバルブプレー
ト７を板材２に仮付けする。仮付けは２箇所程度でよい
。ただし、本装置１ではバルブプレート７が上記の如く
前記各ローラユニット２１，２２により保持され、かつ
板材２側に押圧されるので、仮付けを行わないことも可
能である。

【００６０】バルブプレート７が上記の如く板材２の上
方にセットされたならば、搬送ローラ１０の駆動ローラ
１０′を駆動させて板材２を図１２中右方に送り、それ
と同時に前記ＴＩＧトーチ５０、さらに前記ＭＩＧトー
チ４０のスイッチを入れる。この際、ＴＩＧトーチ５０
によるＴＩＧアークの立ち上げスロープ電流は５Ａ／秒
以上、２００Ａ／秒以下となるように設定しておく。バ
ルブプレート７は支持ローラ２０により板材２に圧接さ
れているので（さらにこの場合は仮付けされているので
）板材２と共に移動する。

【００６１】板材２およびバルブプレート７が搬送され
ると、まず板材２とバルブプレート７との当接部の裏面
側がＴＩＧトーチ５０より照射されるアークにより加熱
される。さらにその数秒後にその加熱された部分が前記
ＭＩＧトーチ４０に達し、今度は、それら板材２とバル
ブプレート７との当接部両端縁がＭＩＧトーチ４０，４
０により隅肉溶接されていく。

【００６２】以下同様に、順次、板材２とバルブプレー
ト７の当接部下面がＴＩＧトーチ５０からのアークによ
り先行加熱された後、該当接部両端縁がＭＩＧトーチ４
０，４０により連続隅肉溶接されていく。そして、本実
施例では前記支持ローラユニット２１、ガイドローラユ
ニット２２、さらにＭＩＧトーチ４０等を２列（２系列
）設けた構成であるので、前記板材２に対して２本のバ
ルブプレート７，７が上記の如く同時に溶接されていく
。これにより、目的とする構造用パネルが作成される。

【００６３】上記パネル製造装置１によれば、板材２と
バルブプレート７とを隅肉溶接する際に、板材２におけ
る溶接部の裏面側を前記ＴＩＧトーチ５０のアークによ
り前記隅肉溶接に先行して加熱するため、上記溶接方法
のところで既に説明した上記作用により、板材２がバル
ブプレート７側に角変形を生ずることがなく、歪のない
極めて高品質な構造用パネルを作成するとができる。ま
た、この場合、本装置１による溶接方法は、バルブプレ
ート７に予備変形あるいは予熱処理を施すものではない
が、バルブプレート７は前記支持ローラユニット２１，
２１，…により長手方向数箇所にわたり拘束されるため
、長手方向に歪を生ずることはない。また、上記パネル
製造装置１によれば、板材２の寸法（板厚，幅）、およ
びバルブプレート７の寸法、さらに、バルブプレート７
の設置間隔等を自由に変更，設定することができるため
、種々の寸法の構造用パネルを製造するとができる。

【００６４】なお、このパネル製造装置１において本実
施例では、構造用パネルを板材２とバルブプレート７と
により構成するものとしたが、板材２に溶接する細長部
材がこのバルブプレート７に限定されないことは言うま
でもない。また、上記のパネル製造装置１において、前
記支持ローラユニット２１に駆動機構を設け、前記支持
ローラ２０，２０，…を前記駆動ローラ１０′と同期回
転駆動させるようにしてもよい。さらに、上記実施例に
おいては、アルミニウム合金より成る構造用パネル（板
材２およびバルブプレート７）に適用した例を示したが
、本発明に係るパネル製造装置１は、その他金属からな
るパネルの作成にも適用することができる。また、溶接
手段および加熱機素のそれぞれについても、前記ＭＩＧ
トーチ４０およびＴＩＧトーチ５０に限定されないこと
は、上記歪防止溶接方法の場合と同じである。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の請求項１
に係る歪防止溶接方法によれば、溶接による板材の残留
変形量を極力小さくして、高精度なＴ継手を作成するこ
とができる。また、特に薄板に適用して好適であるので
、薄板材から構成されるＴ継手の高精度化を図れる。

【００６６】その際、請求項２に記載した方法によれば
、板材の残留変形量を特に小さくし得、板材の歪をほぼ
完全に排除した極めて高精度なＴ継手を作成することが
できる。

【００６７】また、請求項３の歪防止溶接方法によれば
、請求項１記載の歪防止溶接方法において特に先行加熱
をＴＩＧアークにより行う場合に、溶接開始部と溶接終
了部との差をなくし、溶接開始部から歪の極めて小さい
溶接を行うことができる。

【００６８】請求項４および請求項５の歪防止溶接方法
によれば、上記の如く板材の角変形歪を防止できること
に加え、Ｔ継手の長手方向の歪をもほとんど生じせしめ
ないようにすることができ、板材と細長部材とがほぼ直
角となりかつ長手方向にもほぼ真直ぐなＴ継手を極く簡
単に得ることができる。よって、例えば、本発明を、船
舶等の構造材としてのＴ継手に適用した場合には、大幅
な工数の削減、およびそれに伴うコストの大幅低減化を
実現することができる。

【００６９】そして、請求項６に係る構造用パネルの製
造装置によれば、上記歪防止溶接方法を確実に実行でき
、歪のない極めて高品質な構造用パネルを作成するとが
できる。また、板材の寸法（板厚，幅）および細長部材
の寸法、さらに細長部材の設置間隔等を自由に変更，設
定することができるため、規格の異なる種々の構造用パ
ネルを容易に作成することができる。また、この構造用
パネルの製造装置は、上記方法を導入したものであるか
ら、押出し成形によるパネルよりも薄板の構造用パネル
を提供することができ、軽量化と材料削減を実現する。

【００７０】さらに、請求項７に係る構造用パネルの製
造装置によれば、特にアルミニウム合金より構成される
構造用パネルに有効に適用することができる、等の効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る歪防止溶接方法の一実施例を説明
するもので、Ｔ継手の溶接状態を示す正面図である。

【図２】本発明に係る歪防止溶接方法の一実施例を説明
するもので、Ｔ継手の溶接状態を示す側面図である。

【図３】角変形量Ｈ１の測定法を説明するものでＴ継手
の正面図である。

【図４】従来方法の問題点を説明するものでＴ継手の正
面図である。

【図５】先行加熱位置と残留変形量との関係を示すグラ
フである。

【図６】請求項４に係る発明の一実施例を説明するもの
で、溶接前の細長部材および板材を示す斜視図である。

【図７】図６の次の工程を示すもので、隅肉溶接の状態
を示す斜視図である。

【図８】図７により形成されたＴ継手を示す斜視図であ
る。

【図９】従来の溶接における問題点を説明するもので溶
接中のＴ継手を示す側面図である。

【図１０】請求項５に係る発明の一実施例を示すもので
、溶接前の細長部材および板材を示す斜視図である。

【図１１】縦曲がり変形量Ｈ２の測定方法を説明するも
のでＴ継手の側面図である。

【図１２】本発明に係る構造用パネルの製造装置の一実
施例を示す部分平面図である。

【図１３】図１２の側面図である。

【図１４】図１２におけるＨ−Ｈ矢視図である。

【図１５】図１２におけるＩ−Ｉ矢視図である。

【図１６】支持ローラユニットの平面図である。

【図１７】図１６の側面図である。

【図１８】図１７の正面図である。

【図１９】ガイドローラユニットの正面図である。

【符号の説明】

１　　パネル製造装置２　　板材２ｂ　　下面５　　Ｔ継６　　フラットバー（細長部材）７　　バルブプレート（細長部材）１０　　搬送ローラ２０　　支持ローラ４０　　ＭＩＧトーチ（溶接トーチ）５０　　ＴＩＧトーチ（加熱機素）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　板材の一面側に細長部材を隅肉溶接に
より略垂直に立設してＴ継手を形成するにあたり、前記
板材における前記溶接部の裏面側を前記溶接に先行して
加熱することを特徴とする歪防止溶接方法。
【請求項２】　　請求項１記載の歪防止溶接方法におい
て、前記先行加熱を行う位置を溶接部に対して１０ｍｍ
〜１０００ｍｍ先としたことを特徴とする歪防止溶接方
法。
【請求項３】　　請求項１または２記載の歪防止溶接方
法において、前記先行加熱をＴＩＧアークにより行い、
しかも該ＴＩＧアークの起動時における初期電流に続く
本電流までの立ち上げ電流スロープを５Ａ／秒〜２００
Ａ／秒の範囲とすることを特徴とする歪防止溶接方法。
【請求項４】　　請求項１ないし３の何れかに記載の歪
防止溶接方法において、前記隅肉溶接の前に、前記細長
部材を前記板材に対する側が凹となるように予め板幅方
向に湾曲させておくことを特徴とする歪防止溶接方法。
【請求項５】　　請求項１ないし３の何れかに記載の歪
防止溶接方法において、前記隅肉溶接の前に、前記細長
部材を予熱しておくことを特徴とする歪防止溶接方法。
【請求項６】　　板材と、溶接により前記板材に略垂直
に立設される少なくとも１本の細長部材とから成る構造
用パネルを製造するための構造用パネルの製造装置であ
って、前記板材を支持しかつ一方向に送る搬送ローラと
、前記板材の上面に立設状態に支持された前記細長部材
を上方より前記板状に押圧する支持ローラと、前記細長
部材を挟む両側において斜め上方からそれら板材と細長
部材との当接部に向けて設置された溶接トーチと、前記
板材の下面側であって前記板材と細長部材との当接部に
対応しかつ前記溶接トーチよりも前記板材の移動方向に
対して先行する位置に前記板材の下面に向けて設置され
た加熱機素と、を備えてなる構造用パネルの製造装置。
【請求項７】　　請求項６記載の構造用パネルの製造装
置において、前記溶接トーチがＭＩＧトーチであり、か
つ前記加熱機素がＴＩＧトーチであることを特徴とする
構造用パネルの製造装置。