CN1390671A - 焊接强度的判定方法、框架构造、图像成形装置的框架构造及其焊接强度判定方法 - Google Patents

焊接强度的判定方法、框架构造、图像成形装置的框架构造及其焊接强度判定方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用多个金属零件的立体组装构成的框架的框架构造及其焊接强度的判定方法，其目的在于：在用焊接接合多个金属零件时，容易进行已接合的被接合零件的焊接强度的判定。为了实现此目的，在用焊接接合多个金属零件时，根据背面焊道的状态，进行已接合的被接合零件的焊接强度的判定。

Description

焊接强度的判定方法、框架构造、图像成形 装置的框架构造及其焊接强度判定方法
技术领域
本发明涉及金属零件的焊接技术，特别涉及焊接金属板的焊接强度保证技术。
进而本发明涉及图像成形装置的框架构造的强度保证的判定技术。
背景技术
有关把母材重叠起来焊接的技术，已知有特开平9-47873号公报公开的技术。
有关复印机、激光束打印机等的图像成形装置的框架构造的焊接接合，已知有在特开平11-135956号公报、特开平11-346065号公报等中公开的技术。
在图像成形装置等的办公机器、产业机械等的工业产品的机器框架构造中，其构造形状复杂，有一些不是正方形、长方形的异形形状。
在这种框架构造中，需要焊接接合多张金属板构成构造体，并保证该构造体的机械强度。
金属板的焊接接合部分的强度保证的实施过程是，考虑接合的金属板的厚度、焊接手段、接合的框架构造要求的设计强度等诸多条件来设定焊接条件，把根据已设定的焊接条件焊接的框架经强度试验得到最佳条件。由于金属板的尺寸的不均匀、焊接手段的条件变化等诸多原因，会产生不能充分保证已被焊接接合的框架强度的现象。
在框架构造的制造现场，对应因焊接的金属零件的种类、零件的厚度的变化引起的焊接条件的变更等各种各样的制造状况的变化，改变焊接条件，每次都迫切需要实施用于焊接后的框架的强度保证的试验，但在焊接条件频繁的变更状态下，确认强度保证对生产率有非常大的影响。
发明内容
因而，本发明就是鉴于上述的课题而提出的，其目的在于，在用焊接接合多个金属件时，容易进行已接合的被接合零件的焊接强度的判定。
为了解决上述问题，实现本发明，涉及本发明的焊接强度的判定方法，以下述构成为特征。
即，在用焊接接合多个金属零件时，根据背面焊道的状态进行被接合的零件的焊接强度的判定。
此外，本发明的图像成形装置的框架构造，如果采用其第1方面，则以下述构成为特征。
即，本发明的图像成形装置的框架构造，是图像成形装置的框架构造，上述框架为焊接多块金属板的构造，在经上述焊接接合的框架构造中，通过把焊接接合部分的背面焊道的长度设置在规定长度以上，来保证该框架构造的强度。
此外，本发明的图像成形装置的框架构造，如果采用其第2方面，则以下述构成为特征。
即，包括安装有原稿组件和光学组件的构架部分，以及固定在该构架部分上的多个侧板零件、底板零件、前板零件，使上述构架零件、多个侧板零件、底板零件、前板零件的一部分重合，通过激光焊接接合，构成立体结构。
此外，在本发明的图像成形装置中的焊接强度判定方法，以下述构成为特征。
即，是图像成形装置的框架中的焊接强度判定方法，所述的图像成形装置的框架包括：安装有原稿组件和光学组件的构架部分，以及固定在该构架部分上的多个侧板部件、底板部件、前板部件，使上述构架部件、多个侧板部件、底板部件、前板部件的一部分重合，通过激光焊接接合，其特征在于，根据在通过上述激光焊接接合的部分的背面显现出的焊接痕迹的大小判定焊接强度。
此外，本发明的框架构造，以下述构造为特征。
即，是用多个金属零件的立体组装结合构成框架的框架构造，具备基板零件、与该基板零件结合的多个板零件，使上述基板零件和上述多块板零件的一部分重合并用激光焊接接合，把用该激光焊接接合的部分的表面焊道的长度和背面焊道的长度的比率设定在规定值以上。
附图说明
图1是本发明的一实施例的焊接接合的说明图。
图2是本发明的一实施例的焊接接合的说明图。
图3是把一实施例的焊接方法用于图像成形装置的框架构造的说明图。
图4是焊接部分的说明图。
图5是焊接部分的说明图。
图6是展示把本发明用于图像成形装置(复印机)的框架构造的例子的分解斜视图。
图7是展示组装框架后的状态的斜视图。
图8是展示复印机的组件构成的图。
图9是展示在涉及一实施例的图像成形装置的激光焊接作业中使用的焊接用卡具构成的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的最佳的一实施例。
图1是用激光光源焊接接合多块金属板时的焊接状态的说明图。
在图1中，符号1、2是焊接接合的金属板，在本例子中是在表面上镀锌的钢板。
符号4是从未图示的激光光源发出的激光光线，6是用于防止激光光线扩散的遮挡板零件，在该遮挡零件6的内侧喷射保护气体8。
图2是焊接接合的金属板1、2的焊接操作说明图。镀锌钢板1、2的厚度是1.2mm，焊接接合部分的长度是10mm。
该焊接接合的框架构造体10，被作为复印机、激光束打印机等的图像成形装置的框架使用，在本申请人的公司内设计标准中，设计上规定作为拉伸方向P的机械强度要保证其为140kgf以上的强度。
(实施例1)
作为焊接的激光光源使用二氧化碳(CO2)激光器，在以下条件下进行焊接。
焊接材料：有镀锌层的钢板零件
钢板厚度：1.2mm
焊接姿势：水平姿势
重合部分的间隙尺寸：0mm
保护气体：氩气(Ar)
保护气体流量：25升/min
激光输出：2.0KW
焊接速度：1.5m/min
焊接方向：正交方向(相对拉伸方向)
焊接部分的长度：10mm
在以上述焊接条件照射激光的情况下，相对第1块钢板1的表面一侧的焊接部分的长度(表面焊道)1A的10mm，测量作为在第2块钢板2的背面一侧显现出的焊接轨迹的背面焊道2A的长度是9-10mm。
在对经该焊接接合的框架10进行拉伸强度试验的情况下，是350-400kgf。
该拉伸强度试验的数值满足上述标准值。
(第1实施例的比较例子)
和第1实施例一样，作为焊接用的激光光源使用二氧化碳(CO2)激光器，按照以下条件进行焊接。
焊接材料：有镀锌层的钢板零件
钢板厚度：1.2mm
焊接姿势：水平
重合部分的间隙尺寸：0mm
保护气体：氩气
保护气体流量：25升/min
激光输出：1.0KW
焊接速度：1.5m/min
焊接方向：正交方向(相对拉伸方向)
焊接部分的长度：10mm
用上述条件重合接合的第2钢板的背面侧的焊道的长度是0mm。
而后，用比较例子制造的框架的拉伸强度在10kgf左右。
该数值不符合上述设计的标准条件。
(第2实施例)
作为焊接激光光源使用YAG激光，用以下条件进行焊接。
焊接材料：有镀锌层的钢板
钢板厚度：1.2mm
焊接姿势：垂直
重合部分的间隙尺寸：0.2mm
保护气体：氮气(N2)
保护气体流量：10升/min
激光输出：1.5KW
焊接速度：1m/min
焊接方向：平行方向
焊接部分的长度：10mm
对于用上述第2实施例的焊接条件接合的框架构造，测定在第2钢板2的背面显现出的背面焊道的长度是9mm，进行拉伸强度试验的结果是350-400kgf。
(第2实施例的比较例子)
和第2实施例一样，作为焊接激光光源使用YAG激光器，用以下条件进行焊接。
焊接材料：有镀锌层的钢板
钢板厚度：1.2mm
焊接姿势：垂直
重合部分的间隙尺寸：0.2mm
保护气体：氮气
保护气体流量：2.5升/min
激光输出：0.7KW
焊接速度：1m/min
焊接方向：平行方向
焊接部分的长度：10mm
测定在该比较例子中的第2钢板2的背面侧的焊道的长度是0mm，拉伸强度试验的结果是10kgf左右。
(第3实施例)
作为第3实施例，改变重合焊接的钢板的厚度，确认背面焊道和机械强度的关系。
作为焊接的激光光源使用二氧化碳(CO2)激光器，按照以下条件进行焊接。
焊接材料：有镀锌层的钢板零件
钢板厚度：2.0mm
焊接姿势：水平姿势
重合部分的间隙尺寸：0mm
保护气体：氩气(Ar)
保护气体流量：25升/min
激光输出：2.0KW
焊接速度：1.5m/min
焊接方向：正交方向(相对拉伸方向)
焊接部分的长度：10mm
测量在该焊接条件下接合的框架的在第2钢板的背面侧显现出的焊道部分的长度是5mm，进行拉伸强度试验的结果是200kgf。
(第3实施例的比较例子)
作为焊接的激光光源使用二氧化碳(CO2)激光器，在以下条件下进行焊接。
焊接材料：有镀锌层的钢板零件
钢板厚度：2.0mm
焊接姿势：水平姿势
重合部分的间隙尺寸：0mm
保护气体：氩气(Ar)
保护气体流量：25升/min
激光输出：1.0KW
焊接速度：1.5m/min
焊接方向：正交方向(相对拉伸方向)
焊接部分的长度：10mm
在上述条件中，在第2钢板2背面上显现出的焊道的长度是0mm，进行拉伸试验的结果是10kgf。
(实施例4)
图3展示把本发明用于图像成形装置的复印机框架构造的例子，展示四方体的框架构造部分的局部的构造体。
该构造体，是用第3板零件C焊接接合第1板零件A和第2板零件B的构造体。
第1板零件A和第3板零件C，如图4的放大图所示，将第1板零件的一部分A和第3板零件的左端部分重合，该部分如图所示，在第3板零件的纵向方向的焊接部分x1，和x2上焊接。
第2板零件B和第3板零件C也在其重合部分上，如图5所示，在x3、x4上向X轴方向焊接接合。
而后，通过把在各焊接部分x1、x2、x3、x4中的背面侧焊道的长度，如上述的实施例那样设置在规定的长度以上，就可以实现保证焊接强度。
如上所述，如果采用上述的实施例，则通过测量背面侧焊道的长度确认重合焊接的块个金属板的机械强度，可以适应频繁的变更焊接条件。
以下，图6是展示把本发明用于图像成形装置(复印机)的框架构造的例子的分解斜视图，图7是展示在组装框架的状态下的斜视图。
在图6中，符号101是构架零件，该构架部分经组合金属钢板101A并冲压成形形成箱型形状，用于安装原稿台组件，照射原稿扫描的光学组件。构架零件101的材质是镀锌钢板，厚度是1.2mm。
符号102，是复印机的底板零件，是冲压出所需要的凹部分102a的金属板。底板零件102的材质是镀锌钢板，尺寸是1.2mm。
104是复印机的后侧板零件，用镀锌钢板制成，用冲压加工形成所需要的多个位置的开口部分104a和多个折弯部分104b。后侧板零件104的厚度是1.2mm。
106是被安装在构架零件101上的前板部分中的右板零件，108是前板部分中的左板零件，折弯部分106a、106b、108a通过冲压加工形成。右板零件以及左板零件，都用镀锌钢板制作，厚度是1.2mm。
110是连接后侧板零件104和右板零件106的支撑零件，112是连接后侧板零件104和左板零件108的支撑零件。
114是保持右板零件106和左板零件108的搬送支撑零件。
各支撑零件，由镀锌钢板制作，厚度是1.2mm。
由上述的构架零件101，和前板部分(右板零件106、左板零件108、搬送支撑零件114)等构成立体的框架构造体。
在图6以及图7的零件构成中，各零件通过激光焊接接合。例如，构架零件101和右板零件106，通过把构架零件101的折弯侧面101a和右板零件106的折弯部分106a重合，在用符号P1所示的多个位置上焊接接合。进而，右板零件106，在用P2所示的位置上和支撑零件110接合。而右板零件106，通过把下部的折弯部分106b焊接在底板零件102的用符号102A所示的位置上，和底板零件102接合。
其它的构成零件也一样地焊接接合。
在构架零件101和右板零件106的焊接位置P1上的激光焊接，是从右板零件106侧照射来自激光焊接装置的激光，在右板零件106的表面上显现出表面焊道，在构架零件101的背面上显现出背面焊道。激光种类是YAG激光，输出是1.5-2.0kw。
构架零件101和右板零件106的焊接位置的间隙由塞尺测定，是0-0.15mm。在右板零件106上的激光扫描距离10mm、构架零件101的背面上显现出的作为背面焊道的焊接痕迹是8-10mm。
在本例子中，由于把各焊接位置的激光扫描距离设定为10mm，激光输出也设定在1.5-2kw进行焊接作业，因而，可以把作为背面侧的焊接痕迹长度的背面焊道尺寸确保为8-10mm。
通过上述的条件以及方法，可以得到以构架零件为中心立体构造各零件的框架。以该构架为中心构成复印机。
在该框架中，装入感光磁鼓组件、显象组件、转印组件、输纸组件、原稿台组件、电路组件、控制板等的构成复印机的各组件，进而，在前板部分和后板部分上安装外部零件(未图示)，组成复印机。
图8是展示被装入上述框架构造中的复印机的只要构成组件的图。
在图8中，符号120表示显象组件，122表示定影组件，124表示输排纸组件，126表示光学组件。
图9是展示在本实施方案中的图像成形装置的激光焊接作业中使用的焊接卡具的构成的图，和上述的图像成形装置的框架构造相同的符号表示相同的零件。
在图9中，符号220是卡具基础板，222是框架构造的保持零件，在卡具基础板220上经托架224A、224B设置。在保持零件222上的两端位置上配置底板承载零件226A、226B，在该承载零件上承载底板零件102。
228A、228B，是被固定在保持零件222上的第1以及第2构架承载零件，在该构架承载零件上承载构架零件101。在第1以及第2构架承载零件228A、228B上经梁零件228a、228b安装压板零件230A、230B。该压板零件230A、230B，可以对梁零件228a、228b如门那样开关。
以下，用上述的卡具说明实施焊接作业的操作。
在保持零件222上承载底板零件102，在第1以及第2构架承载零件228A、228B上承载构架零件1。
接着，在底板零件102和构架零件1中间插入后侧板零件104，把后侧板零件104，用与第1构架承载零件228A连接的压板零件230A，对底板零件102和构架零件1按压成固定状态。
同样，把右板零件106和左板零件108用与第2构架承载零件228B连接的压板零件230B按压成固定状态。进而，组装支撑零件110、112。
这样，用卡具把构成上述框架的各零件保持在组装状态，通过未图示的激光焊接机械执行图6所示的各焊接位置的焊接作业。
如上所述，通过测量背面焊道的长度确认重合焊接的多块金属板的机械强度，可以对应频繁的焊接条件的变更。

Claims (6)

1、一种焊接强度的判定方法，其特征在于：在用焊接接合多个金属零件时，根据背面焊道的状态进行已接合的被接合零件的焊接强度的判定。
2、一种图像成形装置的框架构造，是图像形成装置的框架构造，在作为焊接接合多块金属板的构造，并经上述的焊接接合的框架构造中，其特征在于：通过把焊接接合部分的背面焊道的长度设置在规定长度以上，保证该框架构造的强度。
3、一种图像成形装置的框架构造，其特征在于：
包含承载原稿组件以及光学组件的构架零件、被固定在该构架零件上的多个侧板零件、底板零件、前板零件，
使上述构架零件、多个侧板部件、底板部件、前板部件的一部分重合，通过激光焊接接合，构成立体结构。
4、一种焊接强度判定方法，是图像成形装置的框架中的焊接强度判定方法，所述框架包括承载原稿组件以及光学组件的构架零件、被固定在该构架零件上的多个侧板部件、底板部件、前板部件，使上述构架部件、多个侧板部件、底板部件、前板部件局部重合起来通过激光焊接接合，其特征在于：
根据在通过上述激光焊接接合的部分的背面显现出的焊接痕迹的大小判定焊接强度。
5、一种框架构造，是用多个金属零件的立体组装构成框架的框架构造，其特征在于：包括
基板零件；
与该基板零件结合的多块板零件，
上述基板零件和上述多块板零件被局部重合，通过激光焊接接合，把通过上述激光焊接接合的部分的表面焊道的长度和背面焊道的长度的比率设定在规定值以上。
6、权利要求5所述的框架构造，其特征在于：上述框架是在图像成形装置中使用的框架，上述基板零件是承载上述图像成形装置的原稿台组件、光学组件的构架零件，与此同时，上述多块板零件是与上述构架零件接合的零件，把上述构架零件和上述多块板零件的厚度、上述框架零件和上述多块板零件的重合部分的间隙大小设定在规定范围中。
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