JP2546633B2 - 缶胴を溶接するための装置 - Google Patents

缶胴を溶接するための装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、缶胴（缶の胴体）を溶
接するための装置であって、該装置が溶接ローラの備え
られた溶接ステーション、案内手段及び運動手段を有し
ており、案内手段及び運動手段により、缶胴の溶接すべ
き縁が溶接のために互いに相対的に位置決め可能であり
かつ溶接ステーション内へ運動可能である形式のものに
関する。
【０００２】
【従来の技術】公知技術によれば、薄板、例えば鋼薄板
又は錫薄板から缶胴を製造するために、薄板ロールから
薄板片が切断され、この切断片が、ラウンディング装置
でラウンディングされ、ラウンディングにより隣合わせ
にされた両方の縁が一般的には電気的な抵抗溶接、レー
ザ溶接又はその他の溶接法により溶接される。縁の溶接
のために、両方の縁は例えば２つの案内溝を備えたＺ字
形案内レール内での案内により正確に位置決めされ、溶
接ステーションを通して連続的に案内される。この溶接
ステーションは抵抗溶接の場合には一般的に２つのロー
ラ形の溶接電極を備えており、これら両方の電極間で、
薄板のオーバラツプされた溶接されるべき縁が貫通案内
されて同時に溶接される。
【０００３】生産性向上に鑑み、比較的長い溶接シーム
を有する缶胴を製造して、これにより製品を安価にする
ためには、薄板の縁の溶接を迅速に行い、要するに薄板
の縁を常に高速で溶接ステーションを貫通せしめ、その
際、溶接すべき材料を常に迅速に溶接温度まで加熱しな
ければならないという要求が生じる。しかし、所要の熱
エネルギを与えることが溶接速度を制限すると共に、純
物理学的な条件によっても種々の制約が生じる。例え
ば、抵抗溶接では、パワーフローが著しく高いと非均一
性が回避できず、局部的な過熱によりスパッタが生じ、
レーザ溶接では、パワーフローが著しく高いとレーザ光
線が金属蒸気プラズマ内で収束されない。他面におい
て、加熱時に材料内に生じる応力は、加熱速度が高いと
大きくなり、これにより、製品の質がマイナスに影響さ
れてしまう。このことにより、使用材料の選択が狭くな
り、特に、質の悪い安い材料を同じ高さの速度で溶接す
ることができない。それというのは、この種の材料内に
は熱応力の負荷時に亀裂を生じる可能性が高いからであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上述
の溶接速度を越えた溶接速度で溶接ができると共に、こ
れにより不経済な装置拡充を必要としないような溶接装
置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に基づく構成では、缶胴の溶接すべき縁の運動
方向で溶接ステーションの前に配置されて該縁を溶接に
先立って予熱する予熱手段を付加的に設けてあり、案内
手段が、缶胴の溶接すべき両方の縁のためのそれぞれ１
つの案内溝を備えたＺ字形案内レールから成っており、
かつ、予熱手段の少なくとも一部がＺ字形案内レールの
領域内に配置されている。本発明は、缶胴の溶接すべき
縁を溶接ステーション内へ案内する前に次のように予熱
し、即ちもはや材料を問題なくかつ正確に案内できずか
つ運動させることのできなくなる程度にまでは材料の機
械的な特性に影響を与えないようにし、しかしながら溶
接すべき縁に溶接の直前で既に所定の温度を与えて、こ
れによって所定の溶接速度において予期される温度勾配
を明らかに減少せしめるようにするという思想に基づい
ている。温度勾配は溶接速度にとって材料に依存する限
定的かつ重要なファクタであるので、溶接に先立って行
われる予熱過程は、該予熱によって例えば選択された材
料に対して最大可能な溶接速度を高めることができ、か
つ低下値の材料に対して質的に十分な溶接を通常速度で
可能にすることができることを意味している。
【０００６】溶接に必要な熱エネルギの５％〜４０％、
特別には１０％〜１５％を缶胴の溶接すべき縁に溶接直
前に与えるような予熱では、それにもかかわらず当該縁
を溶接ステーションの特別なＺ字形案内レールにより案
内することができ、かつ、そのことにより、材料に依存
した最大可能な溶接速度を著しく高めることができる。
このことは、一般に材料に依存したほぼ１０００℃〜１
６００℃の溶接温度で実施される抵抗溶接により鋼製缶
胴を製造するために、鋼製缶胴の溶接すべき縁がほぼ１
００℃〜６００℃に予熱されることを意味している。
【０００７】
【実施例】次に図示の実施例につき本発明を詳しく説明
する。
【０００８】図１には、缶胴溶接に用いられる本発明に
基づく装置の１実施例が示してある。この装置にはＺ字
形案内レール１が設けられており、この案内レールにそ
れぞれ薄板シート２の両方の溶接すべき縁３．１，３．
２のための案内溝１．１，１．２が設けられている。こ
のＺ字形案内レールは一般にセラミック材料から成る。
このＺ字形案内レール１を介して、ラウンディングされ
た薄板シート（缶胴）２の溶接されるべき縁が、運動方
向（矢印Ｂ）で溶接ステーションへ案内される途上で溶
接のために互いに位置決めされる。運動手段（図示せ
ず）が例えば連行体を備えた駆動可能なチエンから成
り、この運動手段により缶胴が溶接ステーションへ運動
させられる。溶接ステーション（同じく図示せず）が、
Ｚ字形案内レールの出口側の端部Ｅに続いて配置され
る。
【０００９】本発明の装置を用いて、薄板シートの、少
なくともＺ字形案内レール１内で案内されている縁３．
１，３．２が予熱される。この場合、本発明の１実施例
では薄板シートの縁は予熱のために高周波により励起さ
れる。このために、例えば高周波コイル４を設けてあ
り、、この高周波コイルはＺ字形案内レール１に取り付
けた支持体５に配置されている。図面に略示してあるよ
うに、Ｚ字形案内レール１内に組み込んだ高周波導体６
が設けられてもよい。
【００１０】例えば、３ＫＷの出力（４３００ｋｃａｌ
／ｈ）及びほぼ７００ｋＨｚの周波数を有する高周波ゼ
ネレータが使用されてもよい。
【００１１】図２は、マッシュシーム溶接で薄板シート
の互いに溶接すべき縁３．１．３．２を断面して簡略的
に示している。薄板シートの互いにオーバラップした縁
が、溶接のために運動方向（矢印Ｂ）で２つの溶接ロー
ラ７，８間を貫通案内される。薄板シートの縁は、この
溶接ローラの間に到達する前に、収束されたレーザ光線
９により予熱される。この場合、レーザ光線は、薄板シ
ートの溶接すべき縁の予熱場所と溶接場所との間の距離
が可能な限り短く、従ってレーザ光線により与えられた
エネルギが、溶接時に可能な限り溶接すべき縁の予熱箇
所に保有されているように配置されている。
【００１２】レーザ光線の代わりに、適当な放射源から
の別のエネルギ放射が使用されてもよい。
【００１３】図３は、薄板シートの溶接すべき縁の箇所
に本発明に基づく装置によって生ぜしめられるエネルギ
保有量の増大（曲線Ｎ）と、公知技術のに基づく装置に
よって生ぜしめられるエネルギ保有量の増大（曲線Ｍ）
とを示している。横軸には時間が目盛られており、縦軸
には観察された縁箇所のエネルギ保有量が目盛られてい
る。公知技術に基づく装置の場合（曲線Ｍ）には、観察
された縁箇所がＴ０の時点で溶接ステーションに達し、
Ｔ１の時点で予め与えられたパワーフローで溶接に必要
なエネルギを得る。Ｔ０とＴ１との間の時間が最大可能
な溶接速度を直接規定している。これに対して本発明に
基づく装置の場合（曲線Ｎ）には、観察された縁箇所が
Ｔｖの時点で予熱され、換言すれば例えばレーザ光線
（図２）の領域内に達する。該縁箇所がレーザ光線の領
域を通過する間に、該縁箇所のエネルギ保有量が増大
し、次いで溶接ステーションに到達する前に場合により
軽度に低下する。溶接ステーションでは、曲線Ｍの場合
と同じパワーフローでエネルギが供給され、その結果、
該縁箇所はＴ２の時点で溶接に必要なエネルギを得る。
Ｔ０とＴ２との間の時間はＴ０とＴ１との間の時間に比
して著しく短い。従って、本発明に基づく装置を用いる
ことによって、比較的高い溶接速度が可能になる。
【００１４】薄板シートの溶接すべき縁の上記予熱装置
とは別の予熱装置も考えられることは言うまでもない。
例えば、薄板シートの溶接すべき両方の縁をまとめて、
又は個々に予熱するような予熱ステーションを設けるこ
とができる。この場合、予熱のために薄板シートの縁に
電流が貫流される。構成的にも機能的にも抵抗溶接のた
めのステーションに著しく類似したこの種の予熱ステー
ションでは、溶接ステーションに比して著しく弱い電流
しか使用されない。
【００１５】
【発明の効果】本発明に基づく装置を用いて缶胴の溶接
すべき縁を溶接に先立って予熱することにより、従来に
比して溶接速度が同じならば、溶接すべき縁内の温度勾
配が小さくなり、従って、従来に比して溶接速度を高め
ることができるか、又は高い温度勾配では溶接の質の悪
化を招くような材料をも溶接することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】缶胴の溶接に使用した本発明に基づく装置の１
実施例の斜視図
【図２】本発明に基づく別の１実例の略示断面図
【図３】本発明に基づく装置による利点を明瞭に示すダ
イヤグラム
【符号の説明】
１ Ｚ字形案内レール、 １．１，１．２ 案内溝、
２ 薄板シート、３．１，３．２ 薄板シートの縁、
４ 高周波コイル、 ５ 支持体、６ 高周波導
体、 ７，８ 溶接ローラ、 ９ レーザ光線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｂ 6/80 Ｈ０５Ｂ 6/80 Ｚ // Ｂ２３Ｋ 9/235 8315−4Ｅ Ｂ２３Ｋ 9/235 Ａ (72)発明者 ウルズ マウラー スイス国 シャフハウゼン プロメナー デンシュトラーセ 21アー (72)発明者 マルセル オーバーホルツァー スイス国 キントハウゼン ハウスマッ トシュトラーセ 11アー (56)参考文献 特開 昭61−38787（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−215383（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−218775（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】缶胴を溶接するための装置であって、該装
    置が溶接ローラの備えられた溶接ステーション、案内手
    段（１）及び運動手段を有しており、案内手段及び運動
    手段により、缶胴の溶接すべき縁（３．１，３．２）が
    溶接のために互いに相対的に位置決め可能でありかつ溶
    接ステーション内へ運動可能である形式のものにおい
    て、缶胴の溶接すべき縁の運動方向で溶接ステーション
    の前に配置されて該縁を溶接に先立って予熱する予熱手
    段（４，６，９）を付加的に設けてあり、案内手段
    （１）が、缶胴の溶接すべき両方の縁（３．１，３．
    ２）のためのそれぞれ１つの案内溝（１．１，１．２）
    を備えたＺ字形案内レール（１）から成っており、か
    つ、予熱手段（３，４）の少なくとも一部がＺ字形案内
    レールの領域内に配置されていることを特徴とする、缶
    胴を溶接するための装置。
  2. 【請求項２】 予熱手段が高周波コイル（４）を備えて
    おり、この高周波コイルが、Ｚ字形案内レールに取り付
    けた支持体（５）内に配置されている請求項１記載の装
    置。
  3. 【請求項３】 予熱手段が、Ｚ字形案内レール内に配置
    された高周波導体（６）から成る請求項１記載の装置。
  4. 【請求項４】 予熱手段がレーザ光線の放射及び収束の
    ための手段を備えている請求項１記載の装置。
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