JPS61273286A - 金属ストリツプの突合わせ溶接装置 - 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】 〈発明の目的〉 産業上の利用分野 本発明は金属ストリップの突合わせ溶接装置に係り、詳
しくは、板厚０．５〜０．１５ｍｍ、板幅５００〜１５
００ｍの如く極薄でかつ広幅の金属ストリップであって
もその金属ストリップの端部を表面性状よく切断して高
い精度のもとで突合わすことができ、しかも、この突合
わせ開先線と溶接１・−チの走行線と一致させてレーザ
溶接できる溶接装置に係る。

従来の技術 一般に、鋼板ストリップ等の金属ストリップの端部は互
いに接合、連続化してから、所定の処理が行なわれ、こ
の接合は、先行の金属ス°トリップ（以下、先行板とい
う。）の後端と後行の金属ストリップ（以下、後行板と
いう。）の先端、つまり、両対向端部を切断し、これら
切断面を突合わせ、この突合わせ開先に沿って溶接トー
チを走行させて溶接することによって行なわれている。

また、この溶接は、通常、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接が用
いられていたが、最近は、レーザ溶接が用いられ、レー
ザ溶接であると、ＴＩＧヤＭＩＧ等の溶接に比べると、
熱影響部をほとんど生成させずに溶接ビードの幅も小さ
くできるため、板厚の薄くかつ広幅の金属ストリップで
は、レーザ溶接が用いられることがきわめて多い。

しかし、レーザ溶接は、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接程度に
要求される精度の開先に比べると、−■高い精度の開先
が要求され、この高精度開先でないと、レーザビームの
ように熱線径を非常に細くできるという利点が十分にい
かされない。また、溶接トーチの走行線と先後行両板間
の突合わせ線の一致がレーザ溶接の特性が十分にいかす
上に必要であり、突合わせ開先を形成する対向面の表面
状態も粗度が５〜１０μの如く平滑で真直性が要求され
、これらの条件はきわめて厳格なものとなっている。

すなわち、金属ストリップの端部の溶接はなるべく熱影
響部を発生させずに溶接ビード幅をなるべく小さくする
ことが必要で、レーザ溶接は、レーザビームの径が０．
１〜０．２ｍｌφの如く小さくできることからこの条件
を十分に満足させることができる。その上、レーザビー
ム自体は直進性に優れ、径０．１〜０．２間程度のレー
ザビームであっても、開先精度が高いときには、溶接ビ
ード幅をきわめて小さくして金属ストリップを溶接でき
、例えば、板厚０．５〜０．１５ｍｍの如く極薄でかつ
板幅５００〜１５００胴の如く広幅の金属ストリップで
あっても溶接部を最小限におさえて支障なく溶接できる
。更に、レーザビーム径の極細化は、先後行板間の突合
わせ間隙の許容値がきわめて小さいこと、開先線の直線
性の要求を非常に厳しくすること、開先を形成する各対
向面の粗度を平滑にすることが必要となり、この要求に
合致した開先の形成がレーザ溶接適用の必須条件である
。

しかしながら、従来例のシングルカットシャーやダブル
カットシャーでの切断ならびにその後の突合わせでは、
上記の条件で合致した開先が得られず、とくに、極薄で
かつ広幅のものでは上記の条件に合致した開先が得られ
ない。

そこで、これらのところを従来例に係る先後行画板の突
合わせ方法により更に具体的にすると、次の通りである
。

まず、この従来例に係る突合わせ方法を大別すると、次
の通りである。

（１）先後行両板の対向端部を予め切断位置でシャー、
レーザビーム、又は、打抜き等により個別的に切断し、
その後、溶接位置まで移動させてから、そこで切断面を
互いに突合わせ、この突合わせ線を溶接線と一致させる
方法である。

（２）次に、切断装置としては、ダブルカットシ１７−
、ロータリー、両側シャー等によって、先後行画板の両
端部は同時に切断し、このときに、一方の金属ストリッ
プの切断線は溶接線に一致されている。その債、切断線
が溶接線に一致している一方の金属ストリップ、例えば
、先行板はそのまま固定しておぎ、この先行板の切断面
に相手方の後行板を寄せて開先を形成し、開先線と切断
線と一致させる方法である。

しかしながら、（１）の方法は、金属ストリップの切断
は切断位置で行なってから、溶接位置まで移動させて突
合わせるため、精密に溶接線と合わせるのに、それに対
応する技術や突合わせ装置の開発が必要であるが、これ
らの技術等が未だ開発されていない。また、切断位置で
の切断は先行板ならびに後行板について同じシャー等の
切断手段が使用されている利点はあるが、切断がシＡシ
ーや打抜き等の剪断を主体とするため、レーザ溶接を行
なうには溶接位置で別に突合わせのために仕上げ切断が
必要になり、このために、仕上げ切断のときに固定装Ｕ
が別に必１要となる。しかし、この型式の装置は開発さ
れておらず、仮りに、固定に十分の考慮をはらって仕上
げ切断しても（大変な手数がかかる）、従来例の如く剪
断を主体としたものでは、切断面性状が悪化する。

次に、（２）の方法は、先行板と後行板とを例えばダブ
ルカットシャー等で同時に切断し、これを突合わせるた
め、（１）の方法の如く切断位置と溶接位置とがほとん
ど一致し、この間を移動させない。しかし、口の場合に
は、ダブルカットン１アーの如く、これら両板の端部は
別々のシャー刃で切断され、このため、各切断面の形状
が一致せず突合わせ精度が劣化し、所謂、開先の合同性
が失なわれる。また、一方の金属ストリップ、つまり、
先行板の切断線は固定し溶接線と合わせであるとは言え
、実際には、切断線と溶接線とは厳密には一致させるこ
とがきわめてむづかしいため、精度の高い突合わせ開先
が得られない。

更に、溶接位置と切断位置が一致していると、切断時に
は、先行板と後行板とをクランプする下クランプ台はそ
れぞれ別個のものであるため、溶接時に目違いが発生し
易く、特に、薄物（珪素鋼板、０．２５ｍｍｔ以下）の
如く目違い０．０１１１１＋ｌ＋以下でないと、溶接仕
様を満足しないものには適、用できない。

なお、剪断を主体とするものに代って、レーザビームで
溶断することも考えられるが、溶断時に熱歪や酸化膜が
発生し、そのままではレーザ溶接することが困難である
。

要するに、（１）ならびに（２）の方法は上記の如く一
長一短があるが、何れにしても、開先形成のだめの切断
がシ１１−１打抜き等の剪断を主体とするか、レーザ等
の溶断であることから、切断面の性状が悪く、とくに、
極薄で広幅のものであると、この性状悪化によってビー
ム径を細くしてのレーザ溶接に支障がある。

発明が解決しようとする問題点 本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的には、上記
（１）の方法の如く、先行板の後端部と後行板の先端部
とを切断位置で切断し、その後、これら両板を切断位置
と別個な溶接位置に移動させて、突合わせる方法におい
ては、従来例では、溶接位置まで移動させたとぎに、突
合わせ開先線と溶接線とを厳格に一致させる技術が開発
されていないと共に、互いに対向する切断面の表面性状
が悪いこと等の理由により、例えば、板厚０．５〜０．
１５８の如（薄（かつ板幅５００〜ｔ５００ｍの如く巾
広のものには適用できない問題点を解決することを目的
とする。

〈発明の構成〉 問題点を解決するための手段 すなわち、本発明に係る溶接装置は、金属ストリップの
走行通路に交差して設けられた走行レールに沿って走行
自在に少なくとも２つの走行台車を配設し、口のうちで
一方の走行台車の一側に、金属ストリップの端部を板幅
方向に砥粒により切削する回転砥粒切削体を回転自在に
取付ける一方、他方の走行台車の他側には、前記回転砥
粒切削体により砥粒切削された金属ストリップの切断切
削面を互いに突合わせて形成された開先を溶接する溶接
トーチを取付けて成ることを特徴とする。

そごで、この手段たる構成について図面によって更に詳
しく説明すると、次の通りである。

なお、第１図、第２図ならびに第３図は本発明の一つの
実施例に係る溶接装置の各正面図であって、とくに、第
１図ならびに第２図は先行板と後行板との各切断時を示
す、第３図は突合わせ溶接時を示す。

まず、第１図において符号１で示す先行板は矢印方向に
走行し、この先行板１に交差させて、通常、その板幅方
向に走行レール１０を設ける。

この走行レール１０上に沿って走行自在に少なくとも２
つの走行台車１１．１４を配設する。この走行台車１１
．１４は走行レール１０に沿って走行できれば、何れに
も構成できるが、通常は走行レール１０をまたいで走行
できるよう構成しても、走行台車に車輪を取付けて車輪
の転勤により走行できるよう構成することもできる。

次に、これら走行台車のうちで一方の走行台車１１の上
に回転砥粒切削体１３を回転自在に取付ける。この回転
砥粒切削体１３は通常薄い円板状の砥石等から構成し、
とくに、この円板状砥石１３には駆動モータ１２を連結
し、この駆動モータ１２を一方の走行台車１１に取付け
る。従・〕で、後記の如く、走行レール１０に沿って走
行台車１１を走行させ、しかも、駆動モータ１２により
円板状砥石１３を回転させると、この砥石１３により先
行板１や後行板２の端部は砥粒による切削で切断され、
きわめて表面性状に優れた切断面が得られる。なお、回
転砥粒切削体１３とは上記の円板状砥石の如く砥粒によ
って切削して金属ストリップを切断できるものであれば
何れでも良く、例えば、所謂砥粒切削を主体としたデス
クカッタの如きものを用いることができる。

また、上記の如く、一方の走行台車１１の一側に円板状
砥石１３を取付ける一方、他方の走行台車１４の他側に
溶接トーチ１５を取付ける。この溶接トーチ１５は従来
例の如＜ＭＩＧ、　ＴＩＧ等として構成できるが、通常
はレーザ溶接トーチとして構成する。

このように金属ストリップの走行通路と交差する共通の
走行レールに沿って少なくとも２つの走行台車を設け、
一方の走行台車に例えば円板状砥石等の回転砥粒切削体
を設けると共に、他方の走行台車に溶接装置を設けると
、先行板と後行板の切断位置と溶接位置とをはなして切
断、突合わせ溶接を行なっても、支障なくレーザ溶接で
きる。

すなわち、第１図、第２図ならびに第３図は上記の如く
本発明の一つの実施例に係る溶接装置によって溶接する
際の各工程を説明したものであって、はじめに、先行板
１の後端部１′は第１図に示す如く一対の上クランプ６
．７と一対の下切断用テーブル８．９との間でおさえて
、円板状砥石１３で切断する。この際、円板状砥石１３
は通常のシ１アー等とは異なって先行板１を研削しつつ
切断するものであって、切断面は砥粒によって切削され
ており、表面性状の優れたものが得られる。先行板１は
切断後は一対の送りローラ等の板送り装置（図示せず）
によって切断位置から第２図に示す如く、溶接位置に送
られ、そこで先行板１は上クランプ４ならびに下溶接用
テーブル３の間にはさまれて保持される。

また、第２図に示す如く、後行板２の先端部２′も同様
に一対の上クランプＧ、７ならびに下切断用テーブル８
．９にはさまれて円板状砥石１３によって切断される。

その後は、溶接位置まで移動され、イこで、後行板１′
は第３図で示す如く先行板１に突合わされ、その状態で
上クランプ５と溶接用テーブル３との間で保持される。

この突合すされた開先に沿って溶接トーチ１５を他方の
走行台車１４とともに走行させ溶接する。

また、本発明に係る溶接装置であると、先行板１の後端
部１′と後行板２の先端部２′　とを重ね合わせて同時
に切断してから、溶接位置まで移動させ、そこで、レー
ザ溶接することもできる。

すなわち、第４図、第５図ならびに第６図は本発明の一
つの実施例に係る溶接装置によって切断、溶接する際の
各過程の説明図であって、まず、第４図に示す如く、切
断位置において先行板１と後行板２とはオーバーラツプ
させ、その部分は走行台車１１とともに円板状砥石１３
を走行させることにより同時に切断しかつ各切断面を研
削する。切断後は、上クランプ６．７を上昇させてから
、先行板１のみを溶接位置に移動させる。

このときに、先行板１上には後行板２の先端部２′のス
クラップ２ａがのせられた状態にあって、移動とともに
スクラップ２ａは溶接位置の上クランプ５により押され
て第５図に示す如く除去される。

また、先行板１の後端部１′のスクラップ１ａは切断用
テーブル９の上に残るが、このスクラップ１ａは後行板
２の溶接位置への移動の間に押されて除去される。

次に、溶接位置において、先行板１ならびに後行板２の
各切断面は突合わされ、走行台車１４とともに溶接トー
チ１５を同じ走行レール１０に沿って移動させて例えば
レーザ溶接する。

〈発明の効果〉 以上詳しく説明した通り、本発明は、金属ストリップの
突合わせ溶接装置であって、しかも、金属ストリップの
走行通路に交差して共通の走行レールを設けて、この走
行レールに沿って走行自在に少なくとも２つの走行台車
を配設し、このうちの一方の走行台車の一側に金属スト
リップの端部を切断研削する回転砥粒切削体を設ける一
方、他方の走行台車の他側に溶接装置を設けて成るもの
である。

従って、先行の金属ストリップと後行の金属ストリップ
とはともに同一の回転砥粒切削体で切断するほかに、砥
粒によって切断される切断面であるから、表面性状が大
巾に向上することから突合わせ精度が向上する。

また、回転砥粒切削体は溶接トーチが同一軌道を走行す
るため、切断線と溶接線とは常に一致し、上記の如く、
デスクカッタ等の如く砥粒切削による切断であるので切
断面性状が向上し、突合わせ精度が向上し、この精度は
砥粒子の径やカッタの厚さにより調整できる。

また、切断位置と別のところで溶接するので、平面上で
突合わせができて目違いが防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図ならびに第３図は本発明の一つの実施例
に係る溶接装置の各正面図、第４図、第５図ならびに第
６図は本発明の一つの実施例に係る溶接装置によって切
断、溶接する際の各過程の説明図である。 符号１・・・・・・先行板　　　　２・・・・・・後行
板３・・・・・・溶接用テーブル ４・・・・・・溶接用上クランプ ５・・・・・・溶接用上クランプ ６・・・・・・切断用上クランプ ７・・・・・・切断用上クランプ ８・・・・・・切断用テーブル ９・・・・・・切断用テーブル １０・・・・・・走行用レール １１・・・・・・一方の走行台車 １２・・・・・・駆動モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属ストリップの走行通路に交差して設けられた走行レ
   ールに沿って走行自在に少なくとも２つの走行台車を配
   設し、このうちで一方の走行台車の一側に、金属ストリ
   ップの端部を板幅方向に砥粒により切削する回転砥粒切
   削体を回転自在に取付ける一方、他方の走行台車の他側
   には、前記回転砥粒切削体により砥粒切削された金属ス
   トリップの切断切削面を互いに突合わせて形成された開
   先を溶接する溶接トーチを取付けて成ることを特徴とす
   る金属ストリップの突合わせ溶接装置。