JPS6043239B2 - 鋼パイプの溶接フラツクス充填方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶接用フラックス入りワイヤの製造工程にお
けるフラックスの鋼パイプ内への充填方法に関するもの
で、さらに詳しくは溶接パイプ、シームレスパイプ等の
鋼パイプをコイル状に形成した巻装体に振動を与えて鋼
パイプ内にフラックスを充填するための方法に関する。

自動および半自動アーク溶接に使用されるフラＬ 姦當
以プ１ら＋ｎ？、海す目−ｆ、−を詮隼阜’一溶接しう
る特徴をもつため、その適用範囲が広い。フラックス入
りワイヤのうち合せ目を溶接接合した溶接管あるいは継
目なしのシームレス管等の鋼パイプ内にフラックスを充
填して製造したフラックス入りワイヤは、他の方法すな
わち帯鋼を折り曲げその内部にフラックスを充填して製
造したフラックス入りワイヤに比し、完全に閉塞された
表面を有する鋼パイプによりその内部のフラックスが外
気から保護されているため、吸湿性のフラックスを充填
した場場合でも特別な配慮なしに長時間貯蔵することが
容易であり、さらに溶接作業時のワイヤ送給性、給電性
改善のため外皮鋼パイプに銅メッキ等の表面処理が可能
となる等、他の方法の持つ欠点を解消し性能的にすぐれ
た特徴をもつている。従来公知の鋼パイプヘの溶接フラ
ックスの充填方法は特公昭４５−３０９３７号公報に開
示された方法である。

これを第１図により説明すると、ボビン１に巻取られた
外径５〜２−程度の鋼パイプＰはＪ振動テーブル２０上
にボビン１の軸Ｂを垂直にして固定載置され、巻取られ
た鋼パイプＰの自由端２１はボビン１の上部フランジを
越えて上方に曲げられ可撓性管７を介してフラックスを
収納した容器９に接続している。そして振動テーブル２
０７よりボビン１に振動を与えることによりフラッグス
を容器９から可撓性管７を介して鋼バイブ内に充填する
。この振動テーブルは軸Ｂと離れた垂直軸Ａの回りに振
動するように構成され、該振動がボビン１の軸Ｂを中心
として巻取られた鋼バイブに伝達されてフラックスの鋼
バイブ内への供給充填が施されることになる。ところが
このような従来方法は製造工程の充填作業時および製品
フラックス入りワイヤの品質面に問題があつた。

すなわち、鋼管内にフラックスを充填するに当り、充填
作業が円滑に行われず、充填に長時間を要し、かつ規定
の充填率×１００）に達せずに作業を終了する場合が発
生していた。

すなわち、外皮鋼管長手方向全長にわた．つて均一にフ
ラックスが充填されず、長手方向で充填率の粗密の差す
なわち充填率のばらつきが発生していた。このようにし
て製造されたフラックス入りワイヤによる自動又は半自
動溶接の際ビット、ブローホール等の溶接欠陥を発生す
ることもあつた。本発明は上記従来方法の問題点を解消
するためになされたものであり、コイル状に巻かれた鋼
バイブ内への溶接フラックスの供給充填を短時間に行な
うことができ、しかも充填率のバラツキがなく、均一に
所定量のフラックスをバイブ内に充填することができ、
これにより製品品質良好な溶接用フラックス入りワイヤ
を提供することを目的とする。

この目的を達成するための本発明の特徴とするところは
鋼バイブ巻装体を振動テーブル上に固定載置し、振動を
与えて、鋼バイブ内に溶接フラックスを供給充填するに
際して、振動テーブルの振動中心軸を鋼バイブ巻装体の
巻装中心軸に一致させて、振動テーブルをスパイラル振
動さぜることにより、該テーブル上に固定載置した、鋼
パーイプ両端にエアー抜き用の端末バイブを接続してな
る鋼バイブ巻装体の鋼バイブ内に溶接フラックスを供給
充填することにある。さらに好ましい実施態様としては
振動テーブルの鋼バイブ巻装体載置部分のスパイラル振
動が振動角度（対水平一面）：２０〜４５ル、振動数：
１０００〜３６００ｒ′Ｐｍとなるようにする。本発明
のフラックス充填方法はこのように振動テーブルの振動
軸と該テーブル上に載置した鋼バイブ巻装体の巻装体と
が同軸となるように構成されているので、これにより鋼
バイブ内を移動するフラックス粒子は振動軸を中心とし
て常に一定の角速度を保つことになり、鋼バイブの両端
にエアー抜き用の端末バイブを接続したこととあいまつ
て極めて円滑に鋼バイブ内を円運動して供給充填される
。

以下本発明を図面に示す具体例にもとずいて説明する。

第２図は本発明を実施するための装置の“一例を示す全
体側面図で、第３図は振動テーブルの平面図である。鋼
バイブＰの巻装体Ｒはそのボビン１の下部フランジ外周
縁、軸孔部をそれぞれ振動テーブル２の固定治具１７、
突起物１７″で固定することにより振動モータ１２，１
２″の振動を確実に受けるように振動テーブル上に載置
固定される。振動テーブルには１対の振動モータ１２，
１２″を鉛直線より約３００傾斜させて一体的に取付け
、該１対の振動モーターにより巻装体すなわちバイブに
巻装体中心軸を中心とする振動を−与える。そして振動
テーブル２はスプリング１３を介して架台１８に取付け
られることにより、振動テーブルの振動が架台１８に伝
わらないようになつている。このように巻装体はその中
心軸と振動テーブルの振動中心とが同一の軸Ｃになるよ
うにして振動テーブルに載置され、振動により巻装体上
方のバイブ端部からフラックスを供給し他の下方終端部
にフラックスを導く。又図に示すようにこの巻装体のフ
ラックス供給側バイブ端部にはエアー抜き用の枝バイブ
１『を具備する始端末バイブ１０を又終端部には開口端
を上方に向けた終端末バイブ１１をそれぞれ接続してい
る。このバイブＰの両端に接続する端末バイブ１０、１
１はフラックスの移動状態がわかるように可撓性の透明
バイブが使用される。これにより鋼バイブＰ内の空気は
供給されるフラックスと置換されて始端末バイブの枝バ
イブを通じて外部に排出され、さらに終端末バイブを通
じて外部に排出される。なお終端末バイブはこのような
空気排出機能の外にフラックスの流出防止機能を有して
いて、供給されるフラックスはバイブＰ終端部を経て上
方に曲げられた終端末バイブの途中まで上昇し、それ以
上上昇しない。従つてフラックスは外部に漏れることな
くバイブ巻装体全体に密充填される。始端末バイブはさ
らに電磁フィーダ６を介してフラツクスホツパ３からの
フラックスを受ける漏斗５に接続され、これにより溶接
フラックスはホッパ３→電磁フィーダ６→漏斗５→始端
末バイブ１０→巻装体のバイブＰ始端−バイブＰ終端部
一終端末バイブと巻装体の振動により移動し、所定時間
後にバイブ巻装体内全体に密充填されフラックスの移動
が停止し、供給充填を終了する。なおホッパ３内にフラ
ックスを補充する際は、漏斗５から始端末バイブ１０を
はずし、操作盤１４のボタン操作で軸１６を中心にホッ
パ架台１６を約９０ン回転させて、昇降用モーター１５
を運転し支持台１９を支柱１９″に沿つて下降させ、下
部位置にてホッパ３内にフラックスを補充する。

本具体例では第３図および振動モーターの振動テーブル
への取り付け方の説明図である第４図に示すように、振
動モーターとして回転軸の両端に設けた不平衡重錘の回
転により生じる遠心力を利用して振動を発生させるロー
タリーバイブレータを採用しこれを２個、振動テーブル
２にバイブ巻装体Ｒの軸線Ｃに対して対称になるように
取り付ける。この１対の振動モータ１２，１２″の振動
面が水平に設置した振動テーブル２面に対してなす角度
αは等しく、さらに振動モータの他の振動条件（振動数
、振幅等）、バイブレータの回転方向も等しくしてあり
、この１対のバイブレータによる振動を合成した振動を
振動テーブル２に与えるよう構成している。このような
振動牽振動テーブル２に与えると該テーブル上の粉体は
振動モータ１２，１２″の中間軸を中心として角速度一
定の円運動（図示の例では反時計方向の円運動）を行う
。この中間軸と鋼バイブ巻装体Ｒの巻装中心軸が一致す
るように巻装体Ｒを振動テーブル上に載置することによ
り巻装体Ｒの軸と振動テーブル２の振動中心軸を一致さ
せることができる。振動テーブルの振動状態を第５図Ａ
，ｂにより更に説明する。第５図ａにおいてＥは振動テ
ーブル上に振動中心軸Ｃを中心として描いた円、Ｅ″は
振動による円Ｅの移動後の円でありこのように円は振動
テーブルの振動により図の実線円Ｅ１破線円Ｅ″間をス
パイラル状に振動する。円の中心はＰ，Ｐ″間を垂直に
振動し、該中心から離れるに従つて、すなわち円の径が
大になるに従つて円周上の各点Ｐｌ，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４
の水平面に対丈ゑ振動角度βは小となつていくと同時に
振動鳴Ｐｌ，Ｎ，Ｐ２，Ｐ２″，Ｐ３，Ｐ３″，Ｐ，，
Ｐ４″は百ｉから次第に大となつていく。ただし振動幅
の垂直成分は一定である。鋼バイブの巻装体は振動テー
ブル上に巻装中心軸と振動中心軸が一致するように載置
され、鋼バイブはコイル状に巻かれているので上記円は
鋼バイブの１ターンに相当し、従つて巻装体の同一径の
鋼バイブにおいては同一の振動（振動幅、振動角度が同
一）、径が小さい巻装体の内側ターンの鋼バイブ程振動
幅は小、振動角度βは大である振動を呈する。第５図ｂ
は振動テーブル上の鋼バイブ巻装体の載置部分の振動状
態すなわち巻装体の水平断面部分の振動状態を示す図で
ある。

図でＦは振動テーブル上の鋼バイブ巻装体の載置部分を
示し、これは円ｆ１と円Ｆ２に囲まれた部分である。又
Ｆ″は振動による載置部分Ｆの移動後の状態を示し、こ
れは破線円ｆ１″とＦ２″に囲まれた部分である。前記
したとうり振動中心軸Ｃに近づくにつれ振動角度βは大
となるので図のように巻装体の最外円ｆ１と最内円Ｆ２
の振動角度をそれぞれβ１，β２とするとβ１くβ２と
なる。後記する如くβ１＼２０す、β２≦４５２となる
ように巻装体を振動テーブル上に固定載置すると鋼バイ
ブ内に溶接フラックスを円滑に充填する上で効果が大き
い。鋼′５イプにフラックスを充填する本発明の場合、
フラックス粒子は鋼バイブ内をバイブ内面壁で運動規制
をされながらバイブ巻装体の内側層から外側層（又はそ
の逆）へと振動搬送され鋼バイブ内全体に密充填される
ことになる。

フラックス・粒子は角速度一定で円運動を行なうので振
動中心軸（すなわち巻装中心軸）Ｃから離れた位置にあ
るフラックス粒子ほど移動速度は大となる。従つて鋼バ
イブ巻装体の内側層から外側層へとフラックスを供給充
填する場合は供給されたフラックス粒子の移動速度は外
側層すなわち鋼バイブＰの終端部へ近づくにつれて次第
に高速度になり、フラックスは鋼バイブＰの終端部から
密充填される状態を呈する。逆に鋼バイブの外側層から
内側層へとフラックスを供給充填する場合は鋼パ）イプ
内のフラックス粒子の移動速度は次第に遅くなることに
なるから鋼バイブのフラックス供給端から密充填されな
がら鋼バイブ内全体に充填される。しかしいずれも上述
した如く鋼バイブ巻装体の巻装中心軸と振動テーブルの
振動中心が一致し、これによりフラックス粒子が角速度
一定の運動を行なうならば常に良好なフラックス充填状
態となり、従来に比べて短時間でかつ充填率のバラツキ
のない充填が可能となる。なお鋼バイブの巻装体には上
記具体例に示したボビン巻きの他に下層から上層へとコ
イル状にして積層した軸芯なしの巻装体がある。

前者のボビン巻きの場合は鋼バイブの傾斜度合が小さい
整列巻（鋼バイブのピッチと鋼バイブ径とが等しい巻き
方）が最も良い。又後者の軸芯なしの巻装体の場合はボ
ビン巻き巻装体のようにフラックス粒子が上り状態と下
り状態を繰り返すことはなく上層のバイブ端からフラッ
クスを供給すれば常に下り状態でフラックスを供給充填
することができるのでフラックス粒子の移動は前者の場
合に比べて無理がない。ただこの場合は軸芯がないので
振動テーブルの振動が巻装体のバイブ全体に均一に伝達
されるよう振動テーブルへの固定載置手段を考慮する必
要がある。鋼バイブ巻装体に溶接フラックスを充填する
のに要する時間はフラックス粒子の移動速度が速ければ
短かくなるが、このフラックス粒子の移動速度は振動テ
ーブルの振動条件、すなわち振動幅、振動角度、振動数
等に大きく左右される。振動幅は振動テーブルの振動中
芯軸に近づく程小さい。該振動幅は鋼バイブ巻装体の巻
き径、巻き幅等の形状、鋼バイブ径等により状況に応じ
て決定すればよいが、好ましくは振動幅の垂直成分を鋼
バイブの内径より小とする。振動角度は振動中心で垂直
（９００）、振動中心から離れるに従つて小になつてく
る。振動テーブルの鋼バイブ巻装体載置部分の振動角度
は２０〜４５鋼が好ましい。すなわち鋼バイブ巻装体の
内側層の振動角度は４５なを超えないように、外側層の
振動角度は２００未満にならないようにする。これは振
動テーブルの振動角度が２０うに満たない場合はフラッ
クス粒子の鋼バイブ内での移動が困難となり、４５クを
越えるとフラックス粒子の飛行距離が短かくなる傾向に
あり、いずれも充填時間が長くなるからである。振動数
は振動テーブルの位置に関係なく一定であり、振動数：
１０００〜３６００ｒ′Ｐｍが好ましい。すなわち振動
数が１０００ｒ′Ｐｍに満たない場合はフラックス粒子
が飛行せず。摺動するか、飛行してもその距離が短かく
、３６００ｒｐｍを越えるとフラックス粒子の運動状態
が不規則になる傾向にありいずれの場合も充填時間が長
くなる。このように溶接フラックスを鋼バイブの巻装体
に充填する場合の振動テーブルの振動条件は上記の範囲
で選定することが好ましい。（実施例） 本発明の充填方法と従来技術による充填方法を比較する
ために次の条件で溶接フラックスを鋼バイブに充填した
。

なお本発明による充填方法は第２図に示す方法、従来技
術による充填方法は第１図に示す方法を採用した。（１
）供試材 鋼バイブ巻装体：外径１０．２Ｗｒ！Ｆｔφ、肉厚２Ｔ
ｎ！！Ｌの軟 鋼バイブ（合せ目を溶接
した 溶接バイブ）８００ｒｎを鋼製ボ
ピンに整列巻した外径９００瓢、内径
５８０Ｔｎｔのボビン巻き の鋼バイブ
巻装体。

溶接フラツクスニ成分系（チタニア系） （２）振動条件 本発明例：振動テーブルの振動角度（巻装体載
置部分）２０〜４５振動数 １４５０
ｖ′Ｐｍ振動幅の垂直成分 ２．５？従来例
：振動テーブルの振動角度（巻装体中心
部） ４５心振動数 １４５０ｖｐ
ｍ振動幅の垂直成分 ２．５７ｍ振動
中心軸と巻装中心軸との距離
１００ｈ上記各条件で溶接フラックスを鋼
バイブに充填し、本発明例と従来例とを充填時間、充填
率のバラツキの大小において比較した結果を第１表に示
す。

充填率のバラツキは充填後に２０７ｎ間隔でｎ＝２（２
）測定してσ（σは標準偏差）で比較した第１表から本
発明の充填方法は従来技術による場合に比べて充填時間
が短かく、しかも充填率のバラツキが小さいことがわか
る。

なお前記した本発明に係る装置の具体例では振動モータ
にロータリーバイブレータを採用したがこれに限ること
なく、例えばクランク式、電磁石式の振動でもよく、又
ロータリーバイブレータの振動テーブルへの取り付け方
も図示のものに限定されない。

又鋼バイブの巻装体をボビン巻とし、これを巻装中心軸
を一致させて複数個積み重ね、同時に各ボビンの鋼バイ
ブ内に溶接フラックスを充填するようにしてもよい、要
するに鋼バイブ巻装体の巻装中心軸と振動テーブルの振
動中心軸が一致する構成にすればよく、これにより本発
明の所望の効果を得ることができる。以上説明した如く
、本発明の鋼バイブへの溶接フラックス充填方法によれ
ば充填時間の短縮化を計ることができるとともに充填率
のバラツキが小さく、従つて品質良好な溶接用フラック
ス入りワイヤを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の溶接フラックス充填方法の説明図、第２
図は本発明の実施例を示す側面図で一部は断面で示す。 第３図はその振動テーブルの平面図、第４図は振動テー
ブルへの振動モータの取付け方を示す説明図、第５図は
振動状態の説明図である。図面で、Ｐは鋼バイブ、Ｒは
その巻装体、２は振動テーブルである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋼パイプ巻装体を振動テーブル上に固定載置し、振
   動を与えて、鋼パイプ内に溶接フラックスを供給充填す
   るに際して、振動テーブルの振動中心軸を鋼パイプ巻装
   体の巻装中心軸に一致させて、振動テーブルをスパイラ
   ル振動させることにより、該テーブル上に固定載置した
   鋼パイプ両端にエアー抜き用の端末パイプを接続してな
   る鋼パイプ巻装体の鋼パイプ内に溶接フラックスを供給
   充填することを特徴とする鋼パイプの溶接フラックス充
   填方法。 ２ 振動テーブルの鋼パイプ巻装体載置部分のスパイラ
   ル振動が振動角度（対水平面）：２０〜４５゜振動数：
   １０００〜３６００ｒｐｍであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の鋼パイプの溶接フラックス充填
   方法。