JP2755938B2 - コーティングの施された板金用の溶接法 - Google Patents
コーティングの施された板金用の溶接法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に缶胴をシーム
溶接するためのローラシーム抵抗溶接機による、導電性
コーティング層を有する板金の電気抵抗溶接法並びに、
該溶接法を実施するための溶接装置に関するものであ
る。
溶接するためのローラシーム抵抗溶接機による、導電性
コーティング層を有する板金の電気抵抗溶接法並びに、
該溶接法を実施するための溶接装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】コーティング層を有する板金を溶接しよ
うとする場合、導電性コーティング層の層厚が溶接品質
に著しい影響を及ぼすことがある。特にブリキ板を溶接
して缶胴を形成する場合、薄い錫メッキ層を有する所謂
ＬＴＳ薄板を使用した場合には錫メッキ層の層厚が比較
的強いばらつきを有していることが判った。例えば、こ
の素材のロール体（巻成コイル）を測定してみると、目
標錫メッキ層が １ｇ／ｍ2の場合、約９００ｍｍのコイ
ル幅に沿って錫メッキ層の層厚が最大約３．０ｇ／ｍ2
錫まで変動することが判った。高い値は殊にコイルの縁
領域で発生する。ローラシーム溶接によって重ねシーム
を形成する場合、ローラ電極間に位置することになる錫
メッキ層は４層であるので、錫メッキ層の層厚が溶接結
果に著しい影響を及ぼすことがある。それというのは原
則として一定に保持された溶接電流によって溶接が行わ
れるからであり、該溶接電流は、相応に制御可能な公知
の定電流式溶接電流源によって発生される。その場合、
種々の層厚に錫メッキの施された板金の重ね溶接シーム
の電気抵抗が変化することによって、溶接ゾーンへの電
力供給も変化することになる。このことは、良質の溶接
品質を得るためには好ましいことではない。これは、ブ
リキ以外のコーティングの施された板金の場合にも当て
嵌まる。
うとする場合、導電性コーティング層の層厚が溶接品質
に著しい影響を及ぼすことがある。特にブリキ板を溶接
して缶胴を形成する場合、薄い錫メッキ層を有する所謂
ＬＴＳ薄板を使用した場合には錫メッキ層の層厚が比較
的強いばらつきを有していることが判った。例えば、こ
の素材のロール体（巻成コイル）を測定してみると、目
標錫メッキ層が １ｇ／ｍ2の場合、約９００ｍｍのコイ
ル幅に沿って錫メッキ層の層厚が最大約３．０ｇ／ｍ2
錫まで変動することが判った。高い値は殊にコイルの縁
領域で発生する。ローラシーム溶接によって重ねシーム
を形成する場合、ローラ電極間に位置することになる錫
メッキ層は４層であるので、錫メッキ層の層厚が溶接結
果に著しい影響を及ぼすことがある。それというのは原
則として一定に保持された溶接電流によって溶接が行わ
れるからであり、該溶接電流は、相応に制御可能な公知
の定電流式溶接電流源によって発生される。その場合、
種々の層厚に錫メッキの施された板金の重ね溶接シーム
の電気抵抗が変化することによって、溶接ゾーンへの電
力供給も変化することになる。このことは、良質の溶接
品質を得るためには好ましいことではない。これは、ブ
リキ以外のコーティングの施された板金の場合にも当て
嵌まる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前記
従来技術に基づく欠点を惹起させることのない溶接法を
提供することである。
従来技術に基づく欠点を惹起させることのない溶接法を
提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】冒頭で述べた形式の溶接
法における前記課題を解決するための本発明の構成手段
は、溶接機の稼働中に溶接領域の上流側で板金の少なく
とも片面のコーティング層厚を測定・検出し、かつ溶接
動作中に、溶接領域への給電量を実質的に一定に保つよ
うに、検出したコーティング層厚に関連して前記溶接機
の溶接電流源を制御する点にある。
法における前記課題を解決するための本発明の構成手段
は、溶接機の稼働中に溶接領域の上流側で板金の少なく
とも片面のコーティング層厚を測定・検出し、かつ溶接
動作中に、溶接領域への給電量を実質的に一定に保つよ
うに、検出したコーティング層厚に関連して前記溶接機
の溶接電流源を制御する点にある。
【０００５】
【作用】板金のコーティング層厚又は板金に現存するコ
ーティング材料量を測定・検出することによって、板金
の溶接電流をコーティング層厚に相応して変化させて給
電電力を一定に保つように板金の溶接時に溶接電流源を
制御することが可能になる。要するに溶接電流は、コー
ティング層厚に基づいて予測される接触抵抗に連続的に
適合される訳である。その場合、コーティング層厚が高
くなると、接触抵抗は概ね僅かになり（尤もコーティン
グ材料に応じて事情が逆転することもある）かつ、より
高い電流を必要とする。さもないと冷間溶接が当然予測
されるからである。最新の溶接電流源（例えばスイス国
Soudronic社製のUNISOUD型溶接電流源）は目下のところ
定電流で稼働しているが、溶接電流を迅速に変化させる
ことができるので、溶接時にコーティング層厚の変化
に、充分迅速に応答することが可能である。
ーティング材料量を測定・検出することによって、板金
の溶接電流をコーティング層厚に相応して変化させて給
電電力を一定に保つように板金の溶接時に溶接電流源を
制御することが可能になる。要するに溶接電流は、コー
ティング層厚に基づいて予測される接触抵抗に連続的に
適合される訳である。その場合、コーティング層厚が高
くなると、接触抵抗は概ね僅かになり（尤もコーティン
グ材料に応じて事情が逆転することもある）かつ、より
高い電流を必要とする。さもないと冷間溶接が当然予測
されるからである。最新の溶接電流源（例えばスイス国
Soudronic社製のUNISOUD型溶接電流源）は目下のところ
定電流で稼働しているが、溶接電流を迅速に変化させる
ことができるので、溶接時にコーティング層厚の変化
に、充分迅速に応答することが可能である。
【０００６】
【実施例】次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説す
る。
る。
【０００７】図１には、缶胴溶接時における本発明の溶
接法の処理プロセスが概略的に図示されている。缶胴の
溶接時に、扁平な断裁板金１が丸め成形機において缶胴
２に変形加工される。ローラシーム抵抗溶接機において
重ねシーム溶接されるオーバーラップ部を有する丸め変
形加工の施された缶胴は図１では符号３で示されてい
る。ローラシーム抵抗溶接機の上部ローラ電極４と下部
ローラ電極５との間で溶接継ぎ目が溶接される。この溶
接では原則として、図示の上部ローラ電極４と下部ロー
ラ電極５とに沿って走行する図示を省いたワイヤ電極が
使用される。溶接シームを形成するための溶接電流は溶
接電流源６から給電される。該溶接電流源６は、溶接変
圧器７と該溶接変圧器用のドライバ（励振器）８とを有
し、該ドライバは供給電圧Ｕから前記溶接変圧器用の例
えば５００Ｈｚの周波数を有する一次電圧を調整する。
その場合通常のように溶接変圧器７の二次側から、相応
の制御器を有するドライバ８への電流フィードバック部
９を介して一定の溶接電流Ｉが形成される。しかしなが
ら断裁板金１のコーティングの層厚が各断裁板金毎に変
動したり或いは同一の断裁板金範囲内で変動する場合、
前記の一定の溶接電流Ｉも溶接シーム領域内への入力を
変動させ、ひいては不均一な溶接品質を生ぜしめること
になる。ところで本発明は、断裁板金１のコーティング
層の層厚を稼働中に測定・検出し、かつ溶接電流をコー
ティング層厚に相応して変化させるようにする。この目
的を達成するために図１に示したように、断裁板金１に
おいてコーティングの層厚を測定する層厚測定装置１１
が設けられている。該層厚測定装置１１から、検出され
た測定結果に相当する信号が溶接電流源６へ送出され、
該溶接電流源は、対応した断裁板金１が電極ローラ４，
５の領域に到達したときに、測定されたコーティング層
厚に相応して溶接電流を調整する。この場合、層厚測定
装置１１によっては、断裁板金１の一方の面側の層厚し
か測定・検出することができない。そこで断裁板金１の
他方の面側の層厚も測定・検出するために、この他方の
面側にも第２の層厚測定装置１２を設けることが可能で
ある。この場合板金は多種多様のコーティング板金であ
ることができる。図示の缶胴溶接の適用例は概ねブリキ
板であり、つまり原則として両面に錫メッキ層を有する
鋼薄板である。この場合コーティング層厚の測定は、缶
胴に丸め成形した後に溶接シームを形成することになる
板金領域内で行われるのが有利である。なお扁平な状態
にある断裁板金で測定する代わりに、すでに丸め成形さ
れた断裁板金において層厚を決定することも勿論可能で
ある。
接法の処理プロセスが概略的に図示されている。缶胴の
溶接時に、扁平な断裁板金１が丸め成形機において缶胴
２に変形加工される。ローラシーム抵抗溶接機において
重ねシーム溶接されるオーバーラップ部を有する丸め変
形加工の施された缶胴は図１では符号３で示されてい
る。ローラシーム抵抗溶接機の上部ローラ電極４と下部
ローラ電極５との間で溶接継ぎ目が溶接される。この溶
接では原則として、図示の上部ローラ電極４と下部ロー
ラ電極５とに沿って走行する図示を省いたワイヤ電極が
使用される。溶接シームを形成するための溶接電流は溶
接電流源６から給電される。該溶接電流源６は、溶接変
圧器７と該溶接変圧器用のドライバ（励振器）８とを有
し、該ドライバは供給電圧Ｕから前記溶接変圧器用の例
えば５００Ｈｚの周波数を有する一次電圧を調整する。
その場合通常のように溶接変圧器７の二次側から、相応
の制御器を有するドライバ８への電流フィードバック部
９を介して一定の溶接電流Ｉが形成される。しかしなが
ら断裁板金１のコーティングの層厚が各断裁板金毎に変
動したり或いは同一の断裁板金範囲内で変動する場合、
前記の一定の溶接電流Ｉも溶接シーム領域内への入力を
変動させ、ひいては不均一な溶接品質を生ぜしめること
になる。ところで本発明は、断裁板金１のコーティング
層の層厚を稼働中に測定・検出し、かつ溶接電流をコー
ティング層厚に相応して変化させるようにする。この目
的を達成するために図１に示したように、断裁板金１に
おいてコーティングの層厚を測定する層厚測定装置１１
が設けられている。該層厚測定装置１１から、検出され
た測定結果に相当する信号が溶接電流源６へ送出され、
該溶接電流源は、対応した断裁板金１が電極ローラ４，
５の領域に到達したときに、測定されたコーティング層
厚に相応して溶接電流を調整する。この場合、層厚測定
装置１１によっては、断裁板金１の一方の面側の層厚し
か測定・検出することができない。そこで断裁板金１の
他方の面側の層厚も測定・検出するために、この他方の
面側にも第２の層厚測定装置１２を設けることが可能で
ある。この場合板金は多種多様のコーティング板金であ
ることができる。図示の缶胴溶接の適用例は概ねブリキ
板であり、つまり原則として両面に錫メッキ層を有する
鋼薄板である。この場合コーティング層厚の測定は、缶
胴に丸め成形した後に溶接シームを形成することになる
板金領域内で行われるのが有利である。なお扁平な状態
にある断裁板金で測定する代わりに、すでに丸め成形さ
れた断裁板金において層厚を決定することも勿論可能で
ある。
【０００８】溶接電流源６には本溶接法を実施するため
に少なくとも１つの入力部が設けられ、該入力部には前
記層厚測定装置１１の測定結果が供給される。該測定結
果は次いで、測定された層厚に応じて溶接電流を変化さ
せるために、又は該測定された層厚に夫々溶接電流目標
値Ｉを即応させ、次いで該溶接電流目標値Ｉを溶接電流
源によって維持するために使用される。第２の層厚測定
装置１２が設けられている限りでは、該層厚測定装置の
信号は制御のために使用され、該信号は、第１の層厚測
定装置１１の信号と組合わされる。層厚は連続的に、或
いは各断裁板金毎に多数の測定点で測定され、かつ、溶
接電流１の適合は、同一缶胴内又は同一断裁板金内にお
けるコーティング層厚のばらつきを、溶接電流の変化に
よって補正できるように迅速に行われる。しかし該溶接
電流は各断裁板金毎に、当該断裁板金における層厚を１
個所又は複数個所で測定することに基づいて、当該断裁
板金における全溶接操作にとって妥当な電流値に確定さ
れ、こうして当該溶接シームの領域内における電流値が
変化しないようにすることもできる。このようにすれ
ば、断裁板金が、各断裁板金内では実質的に均等のコー
ティング層厚を有してはいるが、個々の断裁板金毎には
異なったコーティング層厚を有している場合でも、均質
な溶接を得ることが可能になる。往々にして、板金コイ
ルの縁域から断裁された板金の錫メッキ層厚が、板金コ
イルの中央域から断裁された板金の錫メッキ層厚よりも
大きい場合がある。このような断裁板金１と板金コイル
中央部から断裁された板金とのミキシングによって、従
来慣用の溶接法の場合では、より厚い錫メッキ層の領域
では、接触抵抗が小さいために冷間溶接が生じる。前記
の本発明の両変化態様による溶接法を用いれば各断裁板
金又は各缶胴は、適合した電流で溶接され、或いは該電
流は缶胴内で、最適の溶接を保証するために変化させら
れる。
に少なくとも１つの入力部が設けられ、該入力部には前
記層厚測定装置１１の測定結果が供給される。該測定結
果は次いで、測定された層厚に応じて溶接電流を変化さ
せるために、又は該測定された層厚に夫々溶接電流目標
値Ｉを即応させ、次いで該溶接電流目標値Ｉを溶接電流
源によって維持するために使用される。第２の層厚測定
装置１２が設けられている限りでは、該層厚測定装置の
信号は制御のために使用され、該信号は、第１の層厚測
定装置１１の信号と組合わされる。層厚は連続的に、或
いは各断裁板金毎に多数の測定点で測定され、かつ、溶
接電流１の適合は、同一缶胴内又は同一断裁板金内にお
けるコーティング層厚のばらつきを、溶接電流の変化に
よって補正できるように迅速に行われる。しかし該溶接
電流は各断裁板金毎に、当該断裁板金における層厚を１
個所又は複数個所で測定することに基づいて、当該断裁
板金における全溶接操作にとって妥当な電流値に確定さ
れ、こうして当該溶接シームの領域内における電流値が
変化しないようにすることもできる。このようにすれ
ば、断裁板金が、各断裁板金内では実質的に均等のコー
ティング層厚を有してはいるが、個々の断裁板金毎には
異なったコーティング層厚を有している場合でも、均質
な溶接を得ることが可能になる。往々にして、板金コイ
ルの縁域から断裁された板金の錫メッキ層厚が、板金コ
イルの中央域から断裁された板金の錫メッキ層厚よりも
大きい場合がある。このような断裁板金１と板金コイル
中央部から断裁された板金とのミキシングによって、従
来慣用の溶接法の場合では、より厚い錫メッキ層の領域
では、接触抵抗が小さいために冷間溶接が生じる。前記
の本発明の両変化態様による溶接法を用いれば各断裁板
金又は各缶胴は、適合した電流で溶接され、或いは該電
流は缶胴内で、最適の溶接を保証するために変化させら
れる。
【０００９】図２には、断裁ブリキ板１におけるコーテ
ィング層厚の測定例が概略的に図示されている。垂直断
面図で部分的に図示したにすぎない該断裁ブリキ板１
は、少なくとも片面に、しかし原則として両面に錫メッ
キ層１５を有する鋼薄板１３から成っている。鋼板板１
３と錫メッキ層１５との間には鉄−錫中間層１４が形成
されている。断裁ブリキ板１の表面に高エネルギの電磁
波（Ｘ線又はガンマ線）を照射する場合、鋼及び錫メッ
キ層の固有放射線が励磁される。図２ではガンマ線は放
射線１６で表されている。鋼及び錫の固有放射線は放射
線１７として示され、該放射線は放射線受信器１８によ
って受信されて評価される。評価結果は、図１に示した
ように溶接電流源へ送出される。このような測定装置は
それ自体公知であり、かつ、板金にコーティングを施す
メーカーによって、錫析出層を制御しかつ監視するため
に使用される。鋼面の錫層を測定するために大抵は高エ
ネルギの鉄−Ｋ−アルファ線が固有放射線１７として使
用され、該固有放射線は、錫の層厚のばらつきによっ
て、種々の、しかし特定の仕方で弱められるので、錫層
による鉄−Ｋ−アルファ線の弱化度は該錫層の層厚の尺
度となる。
ィング層厚の測定例が概略的に図示されている。垂直断
面図で部分的に図示したにすぎない該断裁ブリキ板１
は、少なくとも片面に、しかし原則として両面に錫メッ
キ層１５を有する鋼薄板１３から成っている。鋼板板１
３と錫メッキ層１５との間には鉄−錫中間層１４が形成
されている。断裁ブリキ板１の表面に高エネルギの電磁
波（Ｘ線又はガンマ線）を照射する場合、鋼及び錫メッ
キ層の固有放射線が励磁される。図２ではガンマ線は放
射線１６で表されている。鋼及び錫の固有放射線は放射
線１７として示され、該放射線は放射線受信器１８によ
って受信されて評価される。評価結果は、図１に示した
ように溶接電流源へ送出される。このような測定装置は
それ自体公知であり、かつ、板金にコーティングを施す
メーカーによって、錫析出層を制御しかつ監視するため
に使用される。鋼面の錫層を測定するために大抵は高エ
ネルギの鉄−Ｋ−アルファ線が固有放射線１７として使
用され、該固有放射線は、錫の層厚のばらつきによっ
て、種々の、しかし特定の仕方で弱められるので、錫層
による鉄−Ｋ−アルファ線の弱化度は該錫層の層厚の尺
度となる。
【００１０】図３に示した線図では、板金面における錫
析出層の層厚を関数とする、鉄−Ｋ−アルファ線２０並
びに錫−Ｋ−アルファ線２１についての固有放射線強度
が示されている。当該線図から、固有放射線強度の測定
によって錫析出層を正確に検出できることが判る。
析出層の層厚を関数とする、鉄−Ｋ−アルファ線２０並
びに錫−Ｋ−アルファ線２１についての固有放射線強度
が示されている。当該線図から、固有放射線強度の測定
によって錫析出層を正確に検出できることが判る。
【００１１】放射線測定システムによるコーティング層
厚の測定に代えて、別の測定法を採用することも勿論可
能である。例えばコーテイングの施された板金の磁気的
又は電気的パラメータを介してコーティング層厚を求め
ることも可能である。その都度適正な測定法は、各コー
ティング層のために適した公知の方法から選択すること
ができる。
厚の測定に代えて、別の測定法を採用することも勿論可
能である。例えばコーテイングの施された板金の磁気的
又は電気的パラメータを介してコーティング層厚を求め
ることも可能である。その都度適正な測定法は、各コー
ティング層のために適した公知の方法から選択すること
ができる。
【図１】缶胴溶接時における本発明の稼働態様の概略構
成図である。
成図である。
【図２】コーティング厚を決定するための測定法の概略
図である。
図である。
【図３】放射線測定法によって得られる固有放射線強度
の経過図である。
の経過図である。
１ 断裁板金又は断裁ブリキ板、 ２ 缶胴、 ３
重ねシーム溶接される缶胴、 ４ 上部ローラ電
極、 ５ 下部ローラ電極、 ６ 溶接電流源、
７ 溶接変圧器、 ８ ドライバ、 ９ 電流フ
ィードバック部、 １１，１２ 層厚測定装置、 １
３ 鋼薄板、 １４ 鉄−錫中間層、 １５ 錫
メッキ層、 １６ ガンマ線としての放射線、 １７
固有放射線、 １８ 放射線受信器、 ２０
鉄−Ｋ−アルファ線、 ２１錫−Ｋ−アルファ線、 Ｉ
溶接電流又は溶接電流目標値
重ねシーム溶接される缶胴、 ４ 上部ローラ電
極、 ５ 下部ローラ電極、 ６ 溶接電流源、
７ 溶接変圧器、 ８ ドライバ、 ９ 電流フ
ィードバック部、 １１，１２ 層厚測定装置、 １
３ 鋼薄板、 １４ 鉄−錫中間層、 １５ 錫
メッキ層、 １６ ガンマ線としての放射線、 １７
固有放射線、 １８ 放射線受信器、 ２０
鉄−Ｋ−アルファ線、 ２１錫−Ｋ−アルファ線、 Ｉ
溶接電流又は溶接電流目標値
Claims (9)
- 【請求項１】 ローラシーム抵抗溶接機による、導電性
コーティング層を有する板金の電気抵抗溶接法におい
て、溶接機の稼働中に溶接領域の上流側で板金の少なく
とも片面のコーティング層厚を測定・検出し、かつ溶接
動作中に、溶接領域への給電量を実質的に一定に保つよ
うに、検出したコーティング層厚に関連して前記溶接機
の溶接電流源を制御することを特徴とする、コーティン
グの施された板金用の溶接法。 - 【請求項２】 板金両面の所定の溶接シーム領域におけ
るコーティング層厚を測定する、請求項１記載の溶接
法。 - 【請求項３】 溶接すべき素材としてのブリキ板の錫層
厚を測定して、該ブリキ板に溶接を施す、請求項１又は
２記載の溶接法。 - 【請求項４】 コーティング層厚を放射線測定法によっ
て測定する、請求項１から３までのいずれか１項記載の
溶接法。 - 【請求項５】 溶接すべき素材にガンマ線を照射して該
素材の固有放射線を測定する、請求項４記載の溶接法。 - 【請求項６】 電気的及び／又は磁気的なパラメータを
介してコーテイング層厚を測定する、請求項１から３ま
でのいずれか１項記載の溶接法。 - 【請求項７】 缶胴のシームを溶接する、請求項１から
６までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項８】 ローラシーム抵抗溶接機が、制御可能な
溶接電流源（６）と、コーティング層厚を検出するため
の層厚測定装置（１１，１２）と、コーティング層厚を
検出するための前記層厚測定装置の出力信号から溶接電
流調整のための制御信号を導出する制御又は調整素子
（８）とを有していることを特徴とする、請求項１記載
の溶接法を実施するための溶接装置。 - 【請求項９】 コーティング層厚を検出するための層厚
測定装置が、ガンマ線照射源とアルフア線用検出器とを
有している、請求項８記載の溶接装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH02291/95-1 | 1995-08-09 | ||
| CH2291/95-1 | 1995-08-09 | ||
| CH229195 | 1995-08-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09103886A JPH09103886A (ja) | 1997-04-22 |
| JP2755938B2 true JP2755938B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=4230347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8200250A Expired - Fee Related JP2755938B2 (ja) | 1995-08-09 | 1996-07-30 | コーティングの施された板金用の溶接法 |
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