JP2637436B2 - 溶接機用裏当て装置 - Google Patents

溶接機用裏当て装置

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JP2637436B2 JP62255748A JP25574887A JP2637436B2 JP 2637436 B2 JP2637436 B2 JP 2637436B2 JP 62255748 A JP62255748 A JP 62255748A JP 25574887 A JP25574887 A JP 25574887A JP 2637436 B2 JP2637436 B2 JP 2637436B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、溶接機用裏当て装置に関し、特に、高炭
素鋼やマルテンサイト系ステンレス鋼のレーザビーム溶
接機又はMIG溶接機等のための溶接用と加熱機能をもっ
たバックバーを有する溶接機用裏当て装置に関する。
〔従来の技術〕
従来例は、特開昭61−154797号公報で開示されている
が、これを第4図と第5図を用いて説明する。
即ち、ストリップを突合わせて溶接するレーザビーム
溶接やMIG溶接等においては、その突合わせ精度を厳し
く管理するため、入側ストリップ1と出側ストリップ4
の端部を突合わせた被溶接部のギャップが少なくなるよ
うに、入側ストリップ1の入側でその上下にクランプ2,
3を設け、出側ストリップ4の出側でその上下にもクラ
ンプ5,6を設けている。そして前記被溶接部の上側にレ
ーザビーム加工トーチ9を配し、溶接時には、前記被溶
接部の裏面に溝突きの金属製のバックバー7が裏当て装
置8により押し当てて配置している。
次に、レーザビーム溶接機9で前記被溶接部を突合わ
せ溶接したときの状態を以下に述べる。
溶接終了後、前記被溶接部は大気放冷されて常温近く
まで数秒で温度降下する。この被溶接部及び溶接の熱影
響部の一部はマルテンサイト変態を起こし、延性及び靭
性が低下する。場合によっては溶接割れが発生すること
もある。これを防止するために、溶接後直ちに、前記被
溶接部及び溶接の熱影響部を加熱し、焼なましをして、
この部分をフェライト,パーライト変態をさせる。
この加熱と焼なましの手段を第5図の用いて以下に説
明する。入側ストリップ1と出側ストリップ4の端部を
突合わせた被溶接部の裏面に押し当てるバックバー7に
誘導加熱コイル10と絶縁材11を内在させ、これにより前
記被溶接部及び溶接の熱影響部を誘導加熱し、焼なまし
をする。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記実施例には以下の問題点を有して
いる。
即ち、誘導加熱コイル10を内在したバックバー7は、
前記被溶接部の溶接開始以前よりその裏面に押し当てら
れている。このときは、まだ、誘導加熱コイル10には交
番電流を流していない。そして溶接終了後、直ちに、誘
導加熱コイル10に交番電流を流し、前記被溶接部及び溶
接の熱影響部に生じた渦電流で前記被溶接部及び溶接の
熱影響部を誘導加熱し、焼なましをする。そのため、バ
ックバー7はレーサビーム溶接機やMIG溶接機等で前記
被溶接部を溶接する以前から終了まで、その裏面に押し
当てられていることになる。このとき、バックバー7
は、レーザビームやアークの輻射熱あるいは、加熱され
たストリップや溶融・溶着金属の熱伝導と輻射熱で加熱
され、誘導加熱コイル10(一般には銅で作られている)
と絶縁材11も加熱される。
これにより、誘導加熱コイル10や絶縁材11は、熱で劣
化するため、著しくその寿命を縮める問題を有してい
た。更に、前記溶接機で溶接する際に生じる溶接スパッ
タがバックバー7内に堆積し、バックバー7の誘導加熱
コイル10の絶縁性を悪化させ、加熱効率の低下を招く問
題点も有していた。
この発明は、上記従来例の問題点を解決することを目
的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、ストリップの突合わせ部分を溶接する際
に、この突合わせ部分を裏側から支持するバックバーを
有する溶接機用裏当て装置において、前記バックバー
は、前記突合わせ部に当接する当て金部を有する溶接用
のバックバーと、前記突合わせ部を誘導加熱する加熱部
を有し、前記溶接用のバックバーとは別体の加熱用のバ
ックバーからなり、さらにこれらのバックバーを異なる
位置で保持し、溶接時には前記溶接用のバックバーを、
また誘導加熱時には前記加熱用のバックバーをそれぞれ
前記ストリップの突合わせ部分の裏側に位置する向きに
位置決めするホルダーとを有することを特徴とする。
〔作用〕
ストリップの突合わせ部分に裏側から溶接用バックバ
ーの当て金部を当接して、溶接機で前記ストリップの突
合わせ部分を溶接する。そして溶接終了後、直ちに、前
記当て金部に代えて誘導加熱コイルを内蔵した加熱用バ
ックバーの加熱部を前記突合わせ部裏面に配置すると共
に、前記誘導加熱コイルに交番電流を流し、前記被溶接
部及び溶接の熱影響部を誘導加熱する。誘導加熱するこ
とによって、前記被溶接部及び溶接の熱影響部はマルテ
ンサイト変態を阻止され、フェライト,パーライト変態
を起こし、焼なまし処理される。
〔実施例〕
この発明について、第1図〜第3図を用いて説明す
る。第1図はこの発明を説明する側面図で、第2図はこ
の発明の主要部を説明する第1図のA−A矢視図で、第
3図(A),(B)はこの発明を説明する正面図であ
る。以下にその詳細を説明する。
図中、22は先行ストリップであり、21はストリップ22
と同一鋼種の後行ストリップである。これらのストリッ
プ21,22の上下には、ストリップ21,22をそれぞれ狭圧す
る上クランプ23,24と下クランプ25,26がある。ストリッ
プ21と22の裁断面を突合わせた突合わせ部の上方にはレ
ーザビーム加工トーチ27が配置され、その下面にはこの
発明に係る溶接機用裏当て装置28を配置してある。
この溶接機裏当て装置28は、ホルダー29,当て金部30,
加熱部31,一対のガイド34と35,一対のシリンダー36,回
転駆動装置37,継断器39及びトランス40から構成されて
いる。そしてバックバーは、溶接用のバックバーを構成
する当て金部30と加熱用のバックバーを構成する加熱部
31とからなる。ホルダー29には、その長手方向の軸線と
一致して、ホルダー29の端部に回転駆動装置37が取付け
られている。この回転駆動装置37によって、ホルダー29
は前記軸線を中心にして回転する。そして、当て金部30
と加熱部31は、ホルダー29の回転中心に対して、お互い
に90度の角度をなしてホルダー29に一体的に取付けられ
ている。また、加熱部31は誘導加熱コイル32と絶縁材33
及びそれらを保持する保持具によって構成されている。
そして、ホルダー29の下部に直方体をしたブロック41が
あり、その下側に溶接機用裏当て装置28の主要部を支え
るベース42があり、ブロック41とベース42との間には、
上下動するピストンを上にした一対のシリンダー36と上
下するピストンをガイドする一対のガード35が、ホルダ
ー29の長手方向の中心を挟んで対称的に配置している。
更に、ホルダー29の外側部で、ベース42の上にホルダー
29を支えてガイドするバネを内蔵したガイド34がもう一
対ある。このガイド34の一方にはホルダー29の下降を規
制するストッパー38が取付いている。また、加熱部31の
誘導加熱コイル32に交番電流を流すトランス40とトラン
ス40から誘導加熱コイル32に電気的に接続する継断器39
がベース42上に取付いている。
以上がこの発明による溶接機用裏当て装置28の構成で
あるが、この動作について以下に説明する。
ホルダー29は、その回転軸に設けられた回転駆動装置
37によって回転される。また、ホルダー29はブロック41
を介してシリンダー36のピストン上昇とガイド35のガイ
ドにより上に移動する。ホルダー29は、ブロック41の上
面がストッパー38の位置以下にシリンダー36で下降して
いるとき、ガイド34に内蔵されているバネでストッパー
38の位置まで下降する。もしストッパー38により上にブ
ロック41の上面が有る場合には、ホルダー29はガイド34
に内蔵されたバネでブロック41の上面までしか下降でき
ない。また、ブロック41の上面は、ホルダー29がその回
転駆動装置17により当て金部30の中心軸のあった位置に
加熱部31の中心軸がくるように90度回転する際、ホルダ
ー29がブロック41に接触しないための十分な隙間を生じ
るだけシリンダー36により下降する。
次にストリップ21,22が溶接され、焼なまし終了まで
の工程を詳述する。
ストリップは、アンコイラー(図示省略)から巻戻さ
れてフィールドロール(図示省略)等によってライン上
を送られてくる。そして先行するストリップ22は、出側
にある上クランプ24と下クランプ26で、後行するストリ
ップ21は、入側にある上クランプ23と下クランプ25で、
それぞれ上下から狭圧され、ストリップ22及び21の尾端
及び先端を剪断機(図示省略)により剪断される。次い
で、出側にある上クランプ24と下クランプ26が前進し
て、ストリップ21,22の裁断面をレーザビーム溶接機27
の真下で突当たるようにセットされる。そして突合わせ
た部分の下部からシリンダー36により、当て金部30が上
に向いたホルダー29を上昇させ、上クランプ23,24と前
記当て金部30とでストリップ21,22を挟圧し、ストリッ
プ21,22の板形状を平坦化する。その後、レーザビーム
加工トーチ27でストリップ21とストリップ22の突合わせ
た部分を溶接する。そして溶接後直ちに、シリンダー36
のピストンを下降させてブロック41を下降させ、ガイド
34に内蔵されたバネでホルダー29をストッパー38に当た
る位置まで下降させる。一方、ブロック41は、シリンダ
ー36のピストンが上下するストロークの下位位置まで降
下し、ホルダー29が回転駆動装置37で90度回転され、加
熱部31が上面位置に代わる。そして再びシリンダー36の
ピストンが上昇し、ブロック41を上昇させ、ブロック41
の上面とホルダー29の下面を接触させてホルダー29を上
昇させる〔第3図(B)〕。そしてホルダー29の上面に
代わった加熱部31の上面とストリップ21,22の突合わせ
部分の下面との距離が、所定値(約5〜10mm)になるま
で加熱部31を上昇させ、停止させる(第2図)。尚、停
止した位置は当て金部30の中心軸と加熱部31の中心軸と
が一致している。更に、ベース42に取付けられている継
断機39のアームを加熱部31の端部に差込み、トランス40
の二次側に発生する交番電流を加熱部31の誘導加熱コイ
ル32に流し、それにより発生する渦電流でストリップ2
1,22の突合わせ部分の被溶接部と溶接の熱影響部を700
〜900℃の温度に保温し、その後常温まで冷却される。
以上で、ストリップ21,22の端部を溶接し、焼なまし
を終了する。
したがって、ストリップ21と22の端部の被溶接部と溶
接の熱影響部は、この発明装置により、マルテンサイト
変態を阻止され、フェライト,パーライト変態を起こ
し、延性及び靭性が向上する。しかも溶接時には当て金
部30を使用し、溶接後直ちに加熱部31を用いて被溶接部
及び溶接の熱影響部を焼なましするので、誘導加熱コイ
ル32と絶縁材33は、レーザビームおよび加熱されたスト
リップ21,22と溶溶融着金属の熱伝導と輻射熱とで加熱
されることがなくなった。それ故に、誘導加熱コイル32
と絶縁材33は著しい寿命低下を防止する。更に、溶接時
に発生するスパッタが、加熱部31内に堆積することも防
止でき、加熱降下を向上できる。全体として、溶接品質
を向上し、且つ溶接効率を向上させる顕著な効果を有す
る。
更に、当て金部30と加熱部31とがホルダー29の回転に
より、ストリップ21,22の溶接部に対して同一位置に配
置できるので、別ポジションで溶接部を加熱する場合に
焼なましの加熱装置を溶接部に位置決めするのが困難で
あったのに比べ、極めて容易に位置決めできるなどの顕
著な効果も有する。
尚、上記実施例においては、当て金部30と加熱部31が
ホルダー29の回転中心に対してお互いに90度の角度をも
って一体的に取付けた例について述べたが、90度の角度
でなくてもホルダー29の回転中心に対して90度以外の角
度であっても、ストリップ21,22の溶接時にその熱影響
を受けず、且つホルダー29が回転して当て金部30の中心
軸があった位置に、加熱部31の中心軸が配置できる構成
であれば、この発明の目的に添うものである。
また、ホルダー29が回転して発明の目的を達成する実
施例を説明したが、ホルダーの同一面で同一線上に当て
金部と加熱部が配置され、ホルダーがその長手方向軸線
上を移動する構成とホルダーを上昇下降できる構成と加
熱部の誘導加熱コイルに交番電流を流すことができる構
成とを有しているものであればこの発明の目的に添うも
のである。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明は、溶接用と加熱用に
一つで共有していたバックバーを、溶接用のバックバー
と溶接用とは別体の加熱用のバックバーとを使用する構
成とし、これらのバックバーを異なる位置で保接するホ
ルダーにより、溶接時には溶接用のバックバーを、誘導
加熱時には加熱用のバックバーをそれぞれストリップの
突合わせ部分の裏側に位置する向きに位置決めする構成
としているので、別ポジションで被溶接部を加熱焼なま
しをする場合に、加熱装置を前記被溶接部に位置決めす
ることが困難であったものが、極めて容易に位置決めで
きるばかりか、溶接時に発生するスパッタが加熱部内に
堆積することがないので加熱効率を向上する。そして全
体として溶接品質を向上し、且つ溶接効率を向上させる
などの顕著な効果を有する。
更に、ストリップの被溶接部を溶接する時には、前記
加熱部が前記被溶接部下面にあり、前記加熱部は溶接時
の熱影響を受けない位置にあるため、従来例にあった溶
接時の熱伝導や輻射熱で誘導加熱コイルや絶縁材の劣化
がなくなり、寿命が延びるなどの顕著な効果も有する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を説明する側面図、第2図は
この発明の主要部を説明する第1図のA−A線で断面し
た説明図、第3図(A),(B)はそれぞれこの発明の
実施例の動作を説明する正面図、第4図は従来例を説明
する正面図、第5図は第4図の主要部を改良した部分を
説明する拡大詳細図である。 1……入側ストリップ、2,3,5,6……クランプ、4……
出側ストリップ、7……バックバー、8……裏当て装
置、10……誘導加熱コイル、21,22……ストリップ、23,
24……上クランプ、25,26……下クランプ、27……レー
ザービーム加工トーチ、29……ホルダー、30……当て金
部、31……加熱部、34,35……ガイド、36……シリンダ
ー、37……回転駆動装置、40……トランス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横沢 二男 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 音羽 洋一 神奈川県川崎市多摩区枡形1丁目23番1 号 株式会社電元社製作所内 (72)発明者 高橋 善夫 神奈川県川崎市多摩区枡形1丁目23番1 号 株式会社電元社製作所内 (72)発明者 秋山 邦雄 神奈川県川崎市多摩区枡形1丁目23番1 号 株式会社電元社製作所内 (56)参考文献 特開 昭64−53770(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ストリップの突合わせ部分を溶接する際
    に、この突合わせ部分を裏側から支持するバックバーを
    有する溶接機用裏当て装置において、前記バックバー
    は、前記突合わせ部に当接する当て金部を有する溶接用
    のバックバーと、前記突合わせ部を誘導加熱する加熱部
    を有し、前記溶接用のバックバーとは別体の加熱用のバ
    ックバーからなり、さらにこれらのバックバーを異なる
    位置で保持し、溶接時には前記溶接用のバックバーを、
    また誘導加熱時には前記加熱用のバックバーをそれぞれ
    前記ストリップの突合わせ部分の裏側に位置する向きに
    位置決めするホルダーを有することを特徴とする溶接機
    用裏当て装置。
JP62255748A 1987-10-09 1987-10-09 溶接機用裏当て装置 Expired - Fee Related JP2637436B2 (ja)

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