JP2001185121A - 鉛蓄電池の鉛接合部用溶接装置 - Google Patents

鉛蓄電池の鉛接合部用溶接装置

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JP2001185121A
JP2001185121A JP37387099A JP37387099A JP2001185121A JP 2001185121 A JP2001185121 A JP 2001185121A JP 37387099 A JP37387099 A JP 37387099A JP 37387099 A JP37387099 A JP 37387099A JP 2001185121 A JP2001185121 A JP 2001185121A
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JP
Japan
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welding
burner
lead
flame
pilot
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JP37387099A
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Minoru Asano
稔 浅野
Akio Murao
昭夫 村尾
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉛蓄電池用のストラップ溶接等に用いる溶接
装置において、本バーナーやパイロットバーナーがカー
ボンや鉛酸化物の粉塵で詰まったり、風圧により失火し
て溶接火炎が不安定になることを防ぐ。 【解決手段】 鉛蓄電池の鉛接合部用溶接装置におい
て、溶接用火炎を放出する本バーナー1、本バーナー点
火用火炎を放出するパイロットバーナー3を備え、この
パイロットバーナー3は溶接用火炎の放出方向と反対方
向に本バーナー火口2から間隔を有して設けられるとと
もに、パイロットバーナー1の点火用電気スパークを発
生する電極6をパイロットバーナー3の火口4に隣接し
て備え、溶接用火炎着火後には本バーナー点火用火炎を
消火するように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉛蓄電池のストラ
ップ溶接や端子溶接に用いる溶接装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】鉛蓄電池のストラップ溶接には、キャス
トン溶接とガスバーナーによるバーニング溶接とがあ
る。キャストン溶接はストラップ鋳型に流し込んだ溶融
鉛合金に極板耳部を浸漬し、溶融鉛合金を冷却凝固させ
ることによりストラップを形成する方法である。一方、
バーニング溶接は櫛状の鋳型に極板耳部を挟み込み、極
板耳部に近接して鉛合金を補充する、所謂足し鉛合金と
接続体部品を載置し、バーナーの火炎により、足し鉛合
金を溶融させて極板耳部を集合溶接しストラップを形成
するとともに、ストラップ部と接続体部品とを一体に溶
接する方法である。
【0003】上記のバーニング溶接では溶接用の火炎を
放出する本バーナーへの着火を確実にするために、本バ
ーナーの火口にパイロットバーナーから種火を常時供給
する方式をとっていた。このパイロットバーナーから放
出する種火の熱量を大きくすれば本バーナーへの着火を
より確実にすることができる。しかし被溶接物が融点の
低い鉛合金であるため種火の熱量を大きくすると本バー
ナーによる溶接開始前に被溶接物、特に溶接体部品を溶
かしてしまうという問題があった。また、種火に消費す
る燃料ガスや酸素ガスを低減するという目的からも種火
の熱量は可能な限り少なく抑えるのが好ましい。しかし
ながら種火の熱量を抑制すると以下のような問題点が発
生する。
【0004】すなわち、 問題点1:熱量を抑制した種火で本バーナー火口を直接
あぶることによって、本バーナー火口にすすが詰まって
しまい、正常な溶接ができなくなる。
【0005】問題点2:パイロットバーナー火口は本バ
ーナー火口に隣接しているため、被溶接物から発生した
鉛酸化物の粉塵でパイロットバーナー火口が詰まってし
まい本バーナーの着火遅れや失火の原因となり、溶接不
能となる。
【0006】問題点3:パイロットバーナーの移動時の
風圧により種火が失火し、次回の本バーナーへの着火が
できなくなり、溶接不能となる。
【0007】特に溶接中に溶接バーナーを水平方向に起
動させる場合に問題点2と問題点3がより顕著になる。
このような溶接バーナーの移動は、溶融した足し鉛合金
に流れを発生させて足し鉛合金と極板耳部および接続体
部品との間に足し鉛合金が隙間なく流れ込ませる目的で
行うものである。ところがバーナーを15mm/秒程度
の比較的高速で移動させるために、足し鉛の溶湯面に波
が発生し、溶湯表面上に形成された鉛酸化物が吹き飛ば
される結果、鉛酸化物粉塵の飛散がより激しくなる。ま
たこのような粉塵の飛散は被溶接部の鉛合金がSnもし
くはCaを含む場合に特に顕著となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は鉛蓄電池用の
ストラップ溶接等に用いる溶接装置において、前記した
ような本バーナーやパイロットバーナーがすすや鉛酸化
物の粉塵で詰まったり、風圧により失火して溶接火炎が
不安定になるという課題を解決するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために、本発明の請求項1記載に係る発明は、鉛蓄電池
のストラップ部および端子部等の鉛接合部の溶接に用い
る溶接装置において、溶接用火炎を放出する本バーナー
と、本バーナー点火用火炎を放出するパイロットバーナ
ーとを備え、パイロットバーナーは溶接用火炎の放出方
向と反対方向に本バーナーの本バーナー火口から間隔を
有して設けられていて、パイロットバーナーの点火用電
気スパークを発生する電極を前記パイロットバーナーの
火口に隣接させ、前記溶接用火炎の着火後には前記本バ
ーナー点火用火炎を消火するように制御する鉛蓄電池の
鉛接合部用溶接装置とした。
【0010】また、本発明の請求項2記載に係る発明
は、請求項1に記載の構成を有する溶接装置において、
本バーナーとパイロットバーナーと電極とを互いに一体
に結合して溶接ヘッドを構成し、溶接中はこの溶接ヘッ
ドを被溶接物に対して水平方向へ往復運動させる駆動部
を備えることとした。
【0011】また、本発明の請求項3記載に係る発明
は、請求項2に記載の構成を有する溶接装置において、
溶接ヘッドの往復運動での溶接ヘッドの移動速度の最大
値は少なくとも15mm/s以上とする溶接装置とし
た。
【0012】また、本発明の請求項4記載に係る発明
は、請求項2または3のいずれかに記載する構成を有す
る溶接装置において、被溶接物の少なくとも一つはPb
−Ca系合金もしくはPb−Sn系合金で構成すること
とした。
【0013】また、本発明の請求項5記載に係る発明
は、請求項1ないし4のいずれかに記載する構成を有す
る溶接装置において、パイロットバーナーの火口は網目
フィルターによって被覆することとした。
【0014】また、本発明の請求項6記載に係る発明
は、請求項2ないし5のいずれかに記載の構成を有する
溶接装置において、溶接ヘッドは複数の本バーナーを有
することとした。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を用いて以下に説明する。
【0016】図1は本発明の一実施の形態における溶接
装置の要部を示す側面図である。本バーナー1が2本並
列状態に配置されている。本バーナー1は溶接用火炎を
本バーナー火口2から放出する。本バーナー1に隣接し
て本バーナー1へ種火を供給するパイロットバーナー3
が設けられている。パイロットバーナー3の火口4は本
バーナー火口2から溶接炎の放出方向の反対方向に5〜
60mm程度の間隔を有して位置している。またパイロ
ットバーナー3の火口4の先端部には網目フィルター5
が装着されている。この網目フィルター5は半球状であ
り、種火を広角度で放出できるとともに、溶接時に飛散
する鉛酸化物の粉塵を火口4の内部に引き込んで詰まら
せることを防止し、バーナーの失火や着火遅れを防止す
る。網目フィルター5の先端に対向する位置に種火着火
用の電極6が位置している。電極6とパイロットバーナ
ー3との間に高電圧が印加されることによって、電極6
と網目フィルター5間に電気スパークが発生し、パイロ
ットバーナー3に着火される。なお、本バーナー1,パ
イロットバーナー3および電極6は互いに固定されて全
体として溶接ヘッド7を構成している。また、パイロッ
トバーナー3はその燃料ガス消費量に応じて酸素ガス供
給系統を省略することもできる。この場合には火口近辺
に空気取り入れ孔を形成し、燃料ガスの流れによる負圧
を利用して空気と燃料ガスとが混合される構成とすれば
よい。図2は本発明による溶接装置の概略を示す図であ
る。図1に示した溶接ヘッド7にプロパン,水素ガス等
の燃料ガスを供給するとともに燃料ガス流量を制御する
燃料ガス流量制御部8と、酸素ガスを供給するとともに
酸素ガス流量を制御する酸素ガス流量制御部9が接続さ
れている。溶接ヘッド7は駆動部10によって水平方
向、すなわちx,y方向と垂直方向、すなわちz方向に
掃引される。駆動部10は制御部11で制御される。
【0017】次に本発明による溶接装置での溶接手順を
説明する。
【0018】制御部11からの信号により、燃料ガス流
量制御部8および酸素ガス流量制御部9からパイロット
バーナー3に燃料ガスと酸素ガスが供給される。その
後、電極6と網目フィルター5間に高電圧による電気ス
パークを発生させて種火を着火する。次に制御部11か
らの信号により本バーナー1に燃料ガスと酸素ガスが供
給され、この燃料ガスに種火が引火することによって本
バーナー1に着火する。この時には種火は広角度で放射
されているので複数本の本バーナーにも確実に着火する
ことができる。この着火後、パイロットバーナー3への
燃料ガスと酸素ガスの供給は停止され、種火は消火す
る。種火が消火されることにより、種火によって被溶接
物を溶融させることがないので着火にあたっての種火の
熱量を大きくでき、着火性が大幅に向上できる。また、
従来種火中に含まれていた不完全燃焼のカーボンを減少
させることができるので、すす等のカーボンによって本
バーナー1を詰まらせることもなくなる。本バーナー1
に着火後、溶接ヘッド7は下方に移動し、被溶接物の溶
接が開始される。その後、溶接ヘッド7は駆動部10に
よって水平方向に掃引される。図3は溶接ヘッド7の掃
引パターンを示す図である。極板耳部12上に載置され
た足し鉛13と鉛合金製の接続体部品14上を、矢印で
示したように溶接ヘッド7が往復運動する。特に足し鉛
13と極板耳部12、足し鉛13と接続体部品14間の
隙間発生防止と極板耳部12の溶け落ち防止を目的とし
て溶接ヘッド7の掃引速度は15mm/s以上確保する
ことが必要である。掃引速度を15mm/s以下の速度
としたのでは極板耳部12への供給熱量が過剰になり、
極板耳部12が溶け落ちてしまう。その後、制御部11
の信号により本バーナー1への燃料ガスと水素ガスの供
給が停止されて本バーナー1が消火されるとともに、駆
動部10によって溶接ヘッド7が元の位置に復帰する。
ここで極板耳部12の溶け落ち防止と溶接後のストラッ
プでの隙間発生の防止を目的に溶接ヘッドを移動させた
場合、特に被溶接材がPb−Sn系合金かPb−Ca系
合金であると鉛酸化物の粉塵が多量に発生しパイロット
バーナー3を詰まらせてしまうが、本発明によればこの
ようなバーナーの詰まりを防止することができる。
【0019】
【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。
【0020】前記した本発明の実施の形態による溶接装
置と従来例の溶接装置を用いて鉛蓄電池のストラップ溶
接を行い、溶接時の不具合の発生頻度を確認した。
【0021】従来例の溶接装置について説明すると、従
来例の溶接装置は図4に示したような溶接ヘッド15を
有している。従来例の溶接装置は本発明の実施の形態と
同様、溶接ヘッド15を水平方向に往復移動させる駆動
部と、溶接ヘッド15へ燃料ガスと酸素ガスを供給制御
する制御部を有している。従来例での溶接ヘッド15は
本発明例での溶接ヘッド7と同様2本の本バーナー16
が平行に配置されている。この本バーナー16への種火
は種火バーナー17によって常時供給される。
【0022】本発明例による溶接装置と従来例の溶接装
置について、表1に示すような組合せで被溶接材の鉛合
金組成および溶接ヘッドの掃引速度を変化させてストラ
ップ溶接を行った。
【0023】
【表1】
【0024】なお、表1において、Pb−Ca合金とし
てはPb−0.08重量%Ca−0.2重量%Snの組
成のもの、Pb−Sn合金としてはPb−3.5重量%
Snの組成のもの、Pb−Sb−As合金としてはPb
−3.0重量%Sb−0.3重量%As合金を用いた。
【0025】表1に示した条件でストラップ溶接を20
00セル分連続して行った時のバーナーおよびストラッ
プの状態を観察した。その結果を表2に示す。
【0026】
【表2】
【0027】表2に示した結果から、本発明の構成によ
れば溶接不良の発生率を従来例に比較して極めて低く抑
制することができる。A3,A6に示す特に好ましい本
発明例では不良の発生は見られなかった。また、本発明
例によればバーナー失火による溶接不良を発生させるこ
とはなかった。このバーナー失火は本バーナーへのすす
等のカーボンもしくは鉛酸化物の粉塵の付着によるバー
ナー詰まり、そして風圧による種火失火によるものであ
った。一旦、このようなバーナー詰まりが発生すると、
バーナーを冷却後取り外し、バーナーを交換するかもし
くは詰まりを取り除く作業が発生するために、この作業
中は生産を停止することになり生産性の面では好ましく
ないが、本発明によればこのような作業を最小限にする
ことができる。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、鉛蓄電池のストラップ
等の鉛接合部用の溶接装置においてバーナー火口の状態
を安定化させ、着火遅れや失火や、これに伴う溶接不具
合の発生もなく安定した溶接ができるようになり、工業
上、極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の溶接装置の要部を示す説明図
【図2】本発明の溶接装置の概略を示す説明図
【図3】溶接ヘッドの掃引パターンを示す図
【図4】従来の溶接装置を示す説明図
【符号の説明】
1,16 本バーナー 2 本バーナー火口 3 パイロットバーナー 4 火口 5 網目フィルター 6 電極 7,15 溶接ヘッド 8 燃料ガス流量制御部 9 酸素ガス流量制御部 10 駆動部 11 制御部 12 極板耳部 13 足し鉛 14 接続体部品 17 種火バーナー

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉛蓄電池における鉛接合部の溶接に用い
    る溶接装置であって、溶接用火炎を放出する本バーナー
    と、本バーナー点火用火炎を放出するパイロットバーナ
    ーとを備え、前記パイロットバーナーは前記溶接用火炎
    の放出方向と反対方向に前記本バーナーの本バーナー火
    口から間隔を有して設けられていて、前記パイロットバ
    ーナーの点火用電気スパークを発生する電極を前記パイ
    ロットバーナーの火口に隣接させ、前記溶接用火炎の着
    火後には前記本バーナー点火用火炎を消火するように制
    御することを特徴とする鉛蓄電池の鉛接合部用溶接装
    置。
  2. 【請求項2】 本バーナーとパイロットバーナーと電極
    とを互いに一体に結合して溶接ヘッドを構成し、溶接中
    は前記溶接ヘッドを被溶接物に対して水平方向へ往復運
    動させる駆動部を備えたことを特徴とする請求項1に記
    載の鉛蓄電池の鉛接合部用溶接装置。
  3. 【請求項3】 往復運動における溶接ヘッドの移動速度
    の最大値は少なくとも15mm/s以上としたことを特
    徴とする請求項2に記載の鉛蓄電池の鉛接合部用溶接装
    置。
  4. 【請求項4】 被溶接物の少なくとも一つはPb−Ca
    系合金もしくはPb−Sn系合金で構成することを特徴
    とする請求項2または3のいずれかに記載の鉛蓄電池の
    鉛接合部用溶接装置。
  5. 【請求項5】 パイロットバーナーの火口を網目フィル
    ターによって被覆することを特徴とする請求項1ないし
    4のうちのいずれか1項に記載の鉛蓄電池の鉛接合部用
    溶接装置。
  6. 【請求項6】 溶接ヘッドは複数の本バーナーを有する
    ことを特徴とする請求項2ないし5のうちのいずれか1
    項に記載の鉛蓄電池の鉛接合部用溶接装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007035307A (ja) * 2005-07-22 2007-02-08 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 鉛蓄電池の端子溶接方法
CN101704150B (zh) * 2009-11-10 2012-10-17 王昕勇 电瓶极群焊接机
WO2023135423A1 (en) * 2022-01-12 2023-07-20 Lead Technologies Limited Joining of lead and lead alloys

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