JPS6227347Y2

JPS6227347Y2 -

Info

Publication number: JPS6227347Y2
Application number: JP1981132564U
Authority: JP
Priority date: 1981-09-08
Filing date: 1981-09-08
Publication date: 1987-07-13
Also published as: JPS5838392U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は鋼板の切断・溶接ラインのレーザ溶接
機に組込まれる裏当て装置に係り、詳しくは、板
厚や、開先の板巾方向のギヤツプの差等によつて
ビーム焦点の位置を調整してレーザ溶接するとき
に、この調整に適合する構造のバツクバー、つま
り、表面に溝が形成されているバツクバー（以
下、単に溝つきバツクバーという。）と、溝が形
成されていないバツクバー（以下、単に溝無しバ
ツクバーという。）とを簡単に使い分けできる裏
当て装置に係る。

最近、鋼板の連続処理・製造ラインの先行鋼帯
（以下、先行材という。）と後行鋼帯（以下、後行
材という。）との接続にレーザによる突合わせ溶
接が用いられている。この溶接は先後行板の対向
端部をレーザ切断、機械切断等によつて切断して
から、各切断端面を突合わせて突合わせ開先線を
形成し、その後、この突合わせ開先線に沿つてレ
ーザトーチを走行させ、このレーザビームにより
開先線に沿つて溶融し、レーザ溶接される。

例えば、第１図ａ，ｂ，ｃならびにｄは従来例
のレーザ溶接法の各工程の説明図であつて、はじ
めに、第１図ａに示す如く、先後行板５，６の各
対向端部をそれぞれ入・出側の各クランプ１，２
でクランプし、続いて、例えば、ダブルシヤーの
上刃３を下降させ、上刃３と下刃４との間で先後
行板５，６のそれぞれ対向端部を同時に切断し
（第１図ｂ参照）、切断端面を形成する。次に、上
刃３を上昇、下刃４を下降後、このダブルカツト
シヤーを第１図ｃに示す如くオフラインに退避さ
せ、第１図ｄに示す如く入側クランプ１を切断間
隔だけ前進させて先後行板５，６の各切断端部を
突合わせて開先を形成し、この突合わせ開先線に
沿つてレーザトーチ７を板巾方向に走行させてレ
ーザ溶接する（第１図ｄ参照）。

このレーザ溶接は、レーザビームのスポツト径
を例えば0.1mm程度まで絞つてエネルギー密度を
高め、熱影響部の巾を小さくできるため、珪素鋼
板等の薄板の溶接に好適であると云われている。
しかし、スポツト径がきわめて小さいと、開先の
板巾方向に局部的に僅かなギヤツプが存在すると
きには、そのギヤツプからレーザビームがが開先
を貫通して溶接不良等が発生し、とくに、板厚
0.4mm以下の薄板に顕著にあらわれる。このた
め、板厚0.4mm以上の如き板厚のときには、ビー
ム焦点を鋼板表面付近に保持してエネルギー密度
を最大とし溶接速度を速めて十分な溶込みを確保
して溶接し、裏側に良好な裏波ビードを形成す
る。この板厚溶接のときはレーザビームが裏側ま
で通り、裏側に当てたバツクバーの表面が溶融す
るため、バツクバーのこの部分に相当するところ
に溝を形成した溝つきバツクバーが用いられる。

これに対し、板厚が0.4mm以下の如く薄いもの
は、より厳しい精度で突合わせを行なうことにな
る。しかし、高精度で突合わせを行なつても、ギ
ヤツプがどうしても残り、ビーム焦点を鋼板表面
より上方か下方に保つてビーム径を拡大して溶融
範囲を拡げて開先を順次に表面から裏面に向つて
溶融してレーザ溶接する。このため、バツクバー
の表面に溝が存在すると、溶融金属が溝に落下
し、薄板溶接のときにはどうしても表面に溝のな
いバツクバーを用いる必要がある。

そこで、通常冷間圧延工場のラインで処理すべ
き板厚の範囲をみると0.2〜3.2mmの如く非常に広
範囲にわたり、板巾の範囲も508〜1270mmの如く
広く、一つのラインにおいて溶接法やバツクバー
の使い分けを板厚によつて行なう必要があるが、
とくに、２種のバツクバーを板厚に応じて使い分
けられる裏当て装置が未だ提案されていないた
め、一つのラインで広範囲の板厚のもの全てに安
定したレーザ溶接を行なうことがきわめてむずか
しい。

本考案は上記欠点の解決を目的とし、具体的に
は、個別的に取付けられた溝つきバツクバーと溝
無しバツクバーとを、溶接すべき先後行材の板厚
に応じて使い分けることができる裏当て装置を提
案する。

以下、図面によつて本考案の実施態様について
説明する。

なお、第２図は本考案の一つの実施例に係る裏
当て装置がレーザ溶接機に組込まれた鋼板の切
断・溶接ラインの正面図であり、第３図はそのラ
インにおいて切断装置の退避後の裏当て装置の正
面図であり、第４図は第２図に示す裏当て装置の
平面図である。

まず、第２図ならびに第３図において、符号１
０は入側クランプ、１１は出側クランプ、１２は
上刃、１３は下刃、１４は先行板、１５は後行板
を示し、レーザ溶接に先立つて先後行板１４，１
５の対向端部を切断する切断装置は昇降自在の上
刃１２ならびに下刃１３から構成し、切断後はオ
フラインに退避できるよう構成する。

また、この切断装置の退避後、先後行板１４，
１５の板巾クランプに走行できるようレーザトー
チ２５を設け、このレーザトーチ２５にレーザ発
信器（図示せず）等を接続してレーザ溶接機を構
成する。

このレーザ溶接機、とくに、レーザトーチ２５
をはさんで一対の旋回アーム装置１６，１７を設
ける。これら装置は同構造のため、以下では主と
して一方のみを示すが、一方の旋回アーム装置１
７には後記の如く溝つきバツクバー１８ａを取付
け、他方の旋回アーム装置１６には溝無しバツク
バー１８ｂを取付ける。

すなわち、一方の旋回アーム装置１７は一対の
旋回アーム１９ａ，軸２０ａ、回転シリンダ２３
ａから成つて、一対の旋回アーム１９ａの先端に
は溝つきバツクバー１８ａを取付ける。この溝つ
きバツクバー１８ａには第４図に示す通り溝２４
を形成する。一対の旋回アーム１９ａの先端には
溝つきバツクバー１８ａが取付けられているが、
各旋回アーム１９ａの後端は軸２０ａにキー等で
固定する。この軸２０ａを軸受２７によつて回転
自在に支承し、軸２０ａの略々中央に歯車２１ａ
を取付け、この歯車２１ａを歯車２３ａを介して
回転シリンダ２３ａに連結する。従つて、回転シ
リンダ２３ａを回転されると、旋回アーム１９ａ
は軸２０ａを中心として旋回し、先端の溝つきバ
ツクバー１８ａは先後行板１４，１５の突合わせ
開先に対してその裏側から当接し、レーザ溶接時
に裏当て金として機能する。

また、他方の旋回アーム装置１６も一対の旋回
アーム１９ｂの先端に溝無しバツクバー１８ｂを
取付けたことを除いて一方の旋回アーム装置１７
と同様に構成されている。すなわち、一対の旋回
アーム１９ｂは軸２０ｂを中心として回転シリン
ダ２３ｂによつて旋回できるよう構成し、溝無し
バツクバー１８ｂを先後行板１４，１５間の突合
わせ開先に対して裏面から当接できるようにす
る。

そこで、上記の如く構成される本考案裏当て装
置を鋼板の切断、レーザ溶接ラインのレーザ溶接
機に組込んだ場合を通じてその効果を説明する
と、次の通りである。

まず、溶接に先立つて先後行板１４，１５を所
定位置で第２図に示す如く、入・出側の両クラン
プ１０，１１によつてクランプし、そこで、切断
装置の上刃１２を下降し、先後行板１４，１５の
各対向端部を同時に切断する。切断後は、上刃１
２を上昇、下刃１３を下降させて切断装置をオフ
ラインに退避させ、その後、入側クランプ１０を
前進させ、先後行板１４，１５の各切断端部を突
合わせて突合わせ開先２８を形成する。

次に、溶接時には、板厚が例えば0.4mm以上に
厚いときには、溝つきバツクバー１８ａを使用す
ることになり、この時には、一方の旋回アーム装
置１７で回転シリンダ２３ａを駆動させ、旋回ア
ーム１８ａを旋回させて、第３図に示す如く、突
合わせ開先２８が溝２４のほぼ中央に一致するよ
うにする。この状態でレーザトーチ２５を板巾方
向に走行させ、とくに、レーザビームの焦点を先
後行板１４，１５の表面に保つて溶接を行なう
と、十分な溶込みと良好な裏波ビードが得られ
る。

また、板厚が0.4mm以下で溝無しバツクバー１
８ｂを使用するときには、他方の旋回アーム装置
１６の回転シリンダ２３ａを駆動し、溝無しバツ
クバー１８ｂを旋回させて、突合わせ開先の裏面
に当接し、レーザビームの焦点は先後行板１４，
１５の表面から僅かに上方のところに保つて溶接
を行なう。

以上要するに、本考案はレーザ溶接機のレーザ
トーチをはさんで一対の旋回アーム装置を設け、
一方の旋回アーム装置に溝つきバツクバー、他方
の旋回アーム装置に溝無しバツクバーを取付けて
成るものであるから、一つの鋼板の切断・溶接ラ
インで主として板厚に応じてそれに適合するレー
ザ溶接ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ，ｃならびにｄは従来例のレーザ
溶接法の各工程の説明図、第２図は本考案の一つ
の実施例に係る裏当て装置がレーザ溶接機に組込
まれた鋼板の切断・溶接装置の正面図、第３図は
ラインにおいて切断装置の退避後の裏当て装置の
正面図、第４図は第２図に示す裏当て装置の平面
図である。符号、１……入側クランプ、２……出側クラン
プ、３……上刃、４……下刃、５……先行板、６
……後行板、７……レーザトーチ、１０……入側
クランプ、１１……出側クランプ、１２……上
刃、１３……下刃、１４……先行板、１５……後
行板、１６，１７……旋回アーム装置、１８ａ…
…溝つきバツクバー、１８ｂ……溝無しバツクバ
ー、１９ａ，１９ｂ……旋回アーム、２０ａ，２
０ｂ……軸、２１ａ……歯車、２２ａ……歯車、
２３ａ，２３ｂ……回転シリンダ、２４……溝、
２５……レーザトーチ、２７……軸受。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

先行鋼板と後行鋼板の各対向端部を切断し、こ
れら各切断端面を突合せて、この突合わせ開先を
レーザ溶接する鋼板の切断・溶接ラインにおい
て、このレーザ溶接する溶接機の溶接トーチをは
さんで両側にそれぞれ同構造でかつ後端を中心と
して旋回する旋回アームを具える旋回アーム装置
を設け、これら旋回アーム装置のうち一方の旋回
アーム装置の旋回アームの先端に、先行鋼板なら
びに後行鋼板の各切断端面間の突合わせ開先に裏
面から当接しかつこの当接状態で前記突合わせ開
先に対応するように表面に溝が形成されている溝
つきバツクバーを取付け、更に、他方の旋回アー
ム装置の旋回アームの先端に、前記突合わせ開先
に裏面から当接しかつ表面に溝が形成されていな
い溝無しバツクバーを取付けて成ることを特徴と
する鋼板の切断・溶接ラインのレーザ溶接機に組
込まれる裏当て装置。