JP2017030008A - 金属アセンブリの溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、周知技術にあるコストが高く、研磨する必要があるという課題を解決することにある。【解決手段】本発明は、第一金属部材と第二金属部材とを溶接して金属アセンブリを製造するための金属アセンブリの溶接方法であって、本発明を実施する過程において、前記第一金属部材の第一施工部位と前記第二金属部材の第二施工部位とを対応するように置いて溶接予定継目を定義、前記溶接予定継目の局部に対して溶接を実施し、前記溶接予定継目上に複数の溶接区間と複数の非溶接区間とを形成し、且つ前記溶接区間毎に各前記非溶接区間と間隔を置いた後、各非溶接区間に対して接着剤を提供して前記非溶接区間に充填し、硬化条件で前記接着剤に硬化を発生させて前記非溶接区間を遮蔽し、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の溶接を完成させ、金属アセンブリを製造している。【選択図】図１

Description

本発明は、金属アセンブリの溶接方法、特に接着剤充填工程を備える溶接方法に関するものである。

昨今より普及している溶接技術は、当該分野における通常の知識において、取り付け予定の少なくとも二つの金属部材に対して溶接を行い、前記二つの金属部材の継目に溶接ルートを形成することで、前記二つの金属部材は溶接した後、好ましい構造強度を生じることができる。

しかし、前記金属部材を溶接するステップにおいて、前記金属部材表面に溶融池を形成し、ろう材を加えて溶接を行うことから、溶接を完了した後の溶接ルートは前記金属部材表面から顕著に突出するため、前記金属部材表面は平坦且つ平滑なものとはならない。このことから、通常、当該業者は、溶接した後、前記金属部材表面に対して研磨を行う必要があり、製造コストを増加させている。

本発明の主要な目的は、周知技術にあるコストが高く、研磨する必要があるという課題を解決することにある。

本発明の目的を達成するため、本発明は、第一金属部材及び第二金属部材を提供し、前記第一金属部材は前記第二金属部材に取り付けられる予定の第一施工部位を有し、前記第二金属部材は前記第一金属部材に取り付けられる予定の第二施工部位を有する準備ステップと、前記第一金属部材と前記第二金属部材とを置き、前記第二金属部材の前記第二施工部位を前記第一金属部材の前記第一施工部位に対応させることで、前記第一施工部位及び前記第二施工部位で溶接予定継目を定義する溶接予備ステップと、前記溶接予定継目の局部に対して溶接を実施し、前記溶接予定継目上に、複数の溶接区間と、複数の非溶接区間とを形成し、且つ前記溶接区間は前記非溶接区間と間隔を置いて設置する局部溶接ステップと、前記非溶接区間毎に対して粘着剤を提供し、前記粘着剤を前記非溶接区間に充填し、硬化条件で前記接着剤の硬化を発生させて前記非溶接区間を遮蔽し、前記第一金属部材と前記第二金属部材との溶接を完了させ、金属アセンブリを製造する局部接着剤充填ステップと、を包括する金属アセンブリの溶接方法を提供している。

また、実施例では、前記局部接着剤充填ステップにおいて、前記硬化条件は、乾燥時間であって、溶接が完了した前記第一金属部材と前記第二金属部材とを前記乾燥時間放置することで、前記接着剤の硬化が発生している。

また、実施例では、前記局部接着剤充填ステップにおいて、前記硬化条件は、硬化温度であって、溶接が完了した前記第一金属部材と前記第二金属部材とに硬化温度を提供することで、前記接着剤の硬化が発生している。

また、実施例では、前記局部接着剤充填ステップにおいて、前記接着剤は、紫外線硬化型接着剤であって、前記硬化条件は、前記接着剤に紫外線を提供することであって、溶接が完了した前記第一金属部材と前記第二金属部材とに紫外線を提供することで、前記接着剤は照射を受けて硬化が発生している。

また、実施例では、前記局部接着剤充填ステップの後、前記溶接区間を研磨し、溶接を行った後の前記溶接予定継目表面の平坦度を前記第一金属部材或いは前記第二金属部材表面の平坦度と同じになるようにする研磨ステップをさらに包括している。

また、実施例では、前記研磨ステップは、接着剤を充填した後の前記非溶接区間に対して同時に研磨を行うサブステップをさらに包括している。

また、実施例では、前記研磨ステップの後、前記金属アセンブリ表面全体に色付けを実施し、前記金属アセンブリ表面の特徴を変化させる修飾ステップをさらに包括している。

また、実施例では、前記局部溶接ステップにおいて、これ等溶接区間全体の長さは、前記溶接予定継目の長さの少なくとも３０％を占めている。

上述したことから、本発明は、周知技術と比べて以下のような利点を有している。

第一に、本発明は、同じ構造強度が発生する条件下において、予め溶接を行った前記第一金属部材及び前記第二金属部材に対して局部溶接を行うことで、本発明に係る溶接した後に形成する溶接ルートは周知技術のものより小さく、研磨が必要な部位が減少し、且つ本発明に係る方法で発生する溶接ルートは小さいことから、当該業者が溶接にかかるコストを具体的に低減することができる。
第二に、本発明は、前記接着剤を利用して溶接を行っていない前記非溶接区間に充填することから、前記接着剤によって遮蔽された部分の前記溶接予定継目は、前記接着剤が硬化した後に発生する平坦な表面を利用するため、当該業者の研磨が必要な部位が減少している。

本発明に係る第一実施例を示すフローチャートである。 本発明に係る第一実施例の実施を示す模式図である。 本発明に係る第一実施例の実施を示す模式図である。 本発明に係る第一実施例の実施を示す模式図である。 本発明に係る第一実施例の実施を示す模式図である。 本発明に係る第二実施例の実施を示す模式図である。 本発明に係る第二実施例の実施を示す模式図である。 本発明に係る第二実施例の実施を示す模式図である。 本発明に係る第二実施例の実施を示す模式図である。 本発明に係る第三実施例を示すフローチャートである。 本発明に係る第四実施例を示すフローチャートである。

本発明に関する詳細な説明及び技術内容について、図面を参照しつつ説明する。
本発明は、複数の金属部材に溶接を行って金属アセンブリを構成するための金属アセンブリの溶接方法である。図１を参照すると、本発明は、準備ステップ１０と、溶接予備ステップ１１と、局部溶接ステップ１２と、局部接着剤充填ステップ１３と、を順次行っている。図２及び図３を参照しつつ、具体的に上述したステップを説明すると、まず、予め溶接を行う第一金属部材２０及び第二金属部材２１を提供する前記準備ステップ１０を行っており、そのうち、前記第一金属部材２０及び前記第二金属部材２１は、それぞれ金属管或いは金属板のいずれかとすることができ、また、本発明の実施経過を具体的に説明するため、本実施例では、前記第一金属部材２０及び前記第二金属部材は、金属板としている。また、これ等の取り付けのため、図２Ａのように、前記第一金属部材２０は前記第二金属部材２１に取り付けられる予定の第一施工部位２０１を、前記第二金属部材２１は前記第一金属部材２０に取り付けられる予定の第二施工部位２１１をさらに有している。

次に、図２Ｂを参照すると、前記第一金属部材２０及び前記第二金属部材２１に対して予備取り付けを行う前記溶接予備ステップ１１に移行する。前記第一金属部材２０と前記第二金属部材２１とを置き、前記第二金属部材２１の前記第二施工部位２１１を前記第一金属部材２０の前記第一施工部位２０１に対応させることで、前記第一施工部位２０１及び前記第二施工部位２１１で溶接予定継目２２を定義している。次に、前記溶接予定継目２２の局部に対して溶接を実施し、前記溶接予定継目２２上に、複数の溶接区間２２１と、複数の非溶接区間２２２とを形成し、且つ前記溶接区間２２１は前記非溶接区間２２２と間隔を置いて設置する前記局部溶接ステップ１２に移行する。さらに具体的に説明すると、本願発明に係る溶接技術は、アーク溶接、ガス溶接、抵抗溶接、硬ろう（Ｂｒａｚｉｎｇ）或いは軟ろう（Ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）のいずれかで実施することができ、これを限定するもではない。前記局部溶接ステップ１２の実施過程において、図２Ｃのように、溶接開始地点を予め設定し、一定の区間を溶接することで、前記溶接区間２２１を形成し、前記溶接予定継目２２に対する溶接を止めたもう一つの区間で、前記非溶接区間２２２を形成しており、その後、再度、記溶接予定継目２２に対して一定の区間を溶接することで、もう一つの前記溶接区間２２１を形成するというように、繰り返しこの工程が行われている。これにより、前記溶接予定継目２２が本ステップによって行われた溶接で形成する溶接ルートは、継続的なものではなく、間隔を置くように、前記溶接予定継目２２上に形成している。また、実施例では、これ等溶接区間２２１全体の長さは、前記溶接予定継目２２の長さの少なくとも３０％を占めているが、本発明は、求めている金属アセンブリの長さに基き、これ等溶接区間２２１全体の長さが前記溶接予定継目２２の長さにおいて占める割合を調整することもできる。

次に、図２Ｄを参照すると、前記局部溶接ステップ１２を完了すると、本発明は、前記非溶接区間２２２毎に対して粘着剤２３を提供し、前記粘着剤２３を前記非溶接区間２２２に充填し、硬化条件で前記接着剤２３の硬化を発生させて前記非溶接区間２２２を遮蔽し、前記第一金属部材２０と前記第二金属部材２１との溶接を完了させ、金属アセンブリ２４を製造する前記局部接着剤充填ステップ１３に移行する。さらに具体的に説明すると、前記接着剤２３は、実施需要或いは取り付け工程における作業環境に基づいてそれ相応の材質を選出して実施することができ、例えば、前記接着剤２３は、溶剤型接着剤、乳化重合型接着剤、熱接着剤或いは紫外線硬化型接着剤のいずれかで実施することができる。実施例において、前記接着剤２３の硬化条件が乾燥時間の場合、前記局部接着剤充填ステップ１３の実施過程において、接着剤の充填が完了すると、前記第一金属部材２０と前記第二金属部材２１とを放置し、前記乾燥時間を経過することで、前記接着剤２３の硬化が発生している。また、前記乾燥時間は、選出された様々な前記接着剤或いは前記接着剤の配合の割合によって変化している。また、もう一つの実施例において、前記接着剤２３の硬化条件が硬化温度の場合、前記局部接着剤充填ステップ１３の実施過程において、接着剤の充填が完了すると、前記金属アセンブリ２４を加熱装置中に置くか、或いは携帯型熱風装置で前記金属アセンブリ２４に対して熱風を提供したりして、前記第一金属部材２０及び前記第二金属部材２１が定義する前記溶接予定継目２２に対して前記硬化温度を提供し、前記接着剤２３の硬化を発生している。また、もう一つの実施例において、前記接着剤２３は、紫外線硬化型接着剤で実施しており、前記硬化条件は、前記接着剤２３に対して紫外線を提供し、前記金属アセンブリ２４に対して紫外線を提供することで、前記接着剤２３は、照射を受けて硬化を発生している。さらに、紫外線硬化型接着剤は硬化すると、温度等の一般的な物理的現象を受けて変化するが難しいため、除去溶剤を用いて除去しなければならないことから、紫外線硬化型接着剤を用いて本発明を実施する場合、前記金属アセンブリ２４は、その後の加工工程における温度等の環境要素を受けて発生する変化を防ぐことができる。

このことから、本発明によって完成する前記金属アセンブリ２４は、前記溶接予定継目２２において、局部のみ溶接する前記溶接区間２２１を形成し、その他の部分は、前記接着剤２３を充填して遮蔽するように前記非溶接区間２２２を形成するため、前記溶接予定継目２２が必要とする研磨等のその後の加工部分が減少すると同時に、溶接過程において必要とするろう材も低減している。

さらに、図１及び図３Ａ乃至図３Ｄを参照すると、上述したことから分かるとおり、本発明は、金属板の溶接に応用するだけでなく、金属管の溶接にも応用することができる。このため、以下において、金属管でその実施方法を説明する。前記準備ステップ１０の実施過程において、金属管の前記第一金属部材２０及び前記第二金属部材２１を提供し、これ等の取り付けのため、前記第一金属部材２０は前記第二金属部材２１に取り付けられる予定の第一施工部位２０１を、前記第二金属部材２１は前記第一金属部材２０に取り付けられる予定の第二施工部位２１１をさらに有している。その後、前記第一金属部材２０及び前記第二金属部材２１に対して予備取り付けを行い、前記第一金属部材２０の前記第一施工部位２０１及び前記第二金属部材２１の前記第二施工部位２１１で溶接予定継目２２を定義する前記溶接予備ステップ１１に移行する。上記ステップを完了すると、前記局部溶接ステップ１２に移行し、本実施例における前記第一金属部材２０及び前記第二金属部材２１は、上述した実施例で掲示する方法で溶接を行うか、或いは、図３Ｃのように、前記第二金属部材２１にある相対する少なくとも二つの側面に対して溶接を行い、溶接によって形成する溶接ルートをそのまま前記第二金属部材２１のうちの一つの側面に継続して前記溶接区間２２１を形成し、溶接されていないもう一つの側面に非溶接区間２２２を形成するというような方法で実施する。これを完了すると、前記第二金属部材２１にある溶接されていない側面に対して前記接着剤２３を充填、即ち、前記非溶接区間２２２に対して前記接着剤２３を充填した後、さらに前記接着剤２３に対して硬化を実施し、前記硬化条件で前記接着剤２３を硬化し、溶接を完了させて金属アセンブリ２４を製造する前記局部接着剤充填ステップ１３に移行する。

なお、本発明に係る方法で製造された前記金属アセンブリ２４と周知技術で製造された金属構成とに対して構造強度のテストを行ったところ、本発明に係る方法で製造された前記金属アセンブリ２４の強度は、周知技術で製造された金属構成の強度より劣ることなくほぼ同一であることから、本願発明に係る方法は、同じ構造強度を発生する上、溶接部位が減少するため、溶接に必要なろう材及びコストを低減できることが証明できる。

図４を参照すると、本発明に係るもう一つの実施例では、前記局部接着剤充填ステップ１３の後、前記溶接区間２２１を研磨し、溶接を行った後の前記溶接予定継目２２表面の平坦度を前記第一金属部材２０或いは前記第二金属部材表面２１の平坦度と同じになるようにする研磨ステップ１４をさらに実施している。これによって、前記金属アセンブリ２４の外観を修飾している。また、図５を参照すると、前記局部接着剤充填ステップ１３において、前記接着剤２３が充填された後が平坦であるとは限らないため、本発明に係るもう一つの実施例において、前記研磨ステップ１４は、接着剤２３を充填した後の前記非溶接区間２２２に対して同時に研磨を行うサブステップ１４１をさらに包括することで、前記溶接区間２２１を研磨する過程において、前記接着剤２３を充填した前記非溶接区間２２２を同時に研磨し、前記溶接予定継目２２表面の平坦度を均一にしている。また、再度、図４を参照すると、本発明は、前記研磨ステップ１４の後、前記金属アセンブリ２４表面全体に色付けを実施し、前記金属アセンブリ２４表面の特徴を変化させる修飾ステップ１５をさらに包括している。さらに具体的に説明すると、前記金属アセンブリ２４が完成した後、設計上或いは外観上の需要に応じて、吹付け等の方法で塗料を前記金属アセンブリ２４上に付着させ、前記金属アセンブリ２４表面の特徴を変化させることができる。

以上のことから、本発明は、第一金属部材と第二金属部材とを溶接して金属アセンブリを製造するための金属アセンブリの溶接方法であって、本発明を実施する過程において、前記第一金属部材の第一施工部位と前記第二金属部材の第二施工部位とを対応するように置いて溶接予定継目を定義、前記溶接予定継目の局部に対して溶接を実施し、前記溶接予定継目上に複数の溶接区間と複数の非溶接区間とを形成し、且つ前記溶接区間毎に各前記非溶接区間と間隔を置いた後、各非溶接区間に対して接着剤を提供して前記非溶接区間に充填し、硬化条件で前記接着剤に硬化を発生させて前記非溶接区間を遮蔽し、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の溶接を完成させ、金属アセンブリを製造している。これにより、同じ構造強度が発生する条件下において、周知技術にあるコストが高く、研磨する必要があるという課題を解決している。

１０ ステップ
１１ ステップ
１２ ステップ
１３ ステップ
１４ ステップ
１４１ ステップ
１５ ステップ
２０ 第一金属部材
２０１ 第一施工部位
２１ 第二金屬部材
２１１ 第二施工部位
２２ 溶接予定継目
２２１ 溶接区間
２２２ 非溶接区間
２３ 接着剤
２４ 金属アセンブリ

Claims (7)

1. 第一金属部材及び第二金属部材を提供し、前記第一金属部材は前記第二金属部材に取り付けられる予定の第一施工部位を有し、前記第二金属部材は前記第一金属部材に取り付けられる予定の第二施工部位を有する準備ステップと、
   前記第一金属部材と前記第二金属部材とを置き、前記第二金属部材の前記第二施工部位を前記第一金属部材の前記第一施工部位に対応させることで、前記第一施工部位及び前記第二施工部位で溶接予定継目を定義する溶接予備ステップと、
   前記溶接予定継目の局部に対して溶接を実施し、前記溶接予定継目上に、複数の溶接区間と、複数の非溶接区間とを形成し、且つ前記溶接区間は前記非溶接区間と間隔を置いて設置する局部溶接ステップと、
   前記非溶接区間毎に対して粘着剤を提供し、前記粘着剤を前記非溶接区間に充填し、硬化条件で前記接着剤の硬化を発生させて前記非溶接区間を遮蔽し、前記第一金属部材と前記第二金属部材との溶接を完了させ、金属アセンブリを製造する局部接着剤充填ステップと、を包括することを特徴とする金属アセンブリの溶接方法。
2. 前記局部接着剤充填ステップにおいて、前記硬化条件は、硬化温度であって、溶接が完了した前記第一金属部材と前記第二金属部材とに硬化温度を提供することで、前記接着剤の硬化が発生することを特徴とする請求項１に記載の金属アセンブリの溶接方法。
3. 前記局部接着剤充填ステップにおいて、前記接着剤は、紫外線硬化型接着剤であって、前記硬化条件は、前記接着剤に紫外線を提供することであって、溶接が完了した前記第一金属部材と前記第二金属部材とに紫外線を提供することで、前記接着剤は照射を受けて硬化が発生することを特徴とする請求項１に記載の金属アセンブリの溶接方法。
4. 前記局部接着剤充填ステップの後、前記溶接区間を研磨し、溶接を行った後の前記溶接予定継目表面の平坦度を前記第一金属部材或いは前記第二金属部材表面の平坦度と同じになるようにする研磨ステップをさらに包括することを特徴とする請求項３に記載の金属アセンブリの溶接方法。
5. 前記研磨ステップは、接着剤を充填した後の前記非溶接区間に対して同時に研磨を行うサブステップをさらに包括することを特徴とする請求項４に記載の金属アセンブリの溶接方法。
6. 前記研磨ステップの後、前記金属アセンブリ表面全体に色付けを実施し、前記金属アセンブリ表面の特徴を変化させる修飾ステップをさらに包括することを特徴とする請求項４に記載の金属アセンブリの溶接方法。
7. 前記局部接着剤充填ステップの後、前記金属アセンブリ表面全体に色付けを実施し、前記金属アセンブリ表面の特徴を変化させる修飾ステップをさらに包括することを特徴とする請求項１に記載の金属アセンブリの溶接方法。