JP3234792B2 - 溶接ｈ形鋼の製造方法および装置 - Google Patents
溶接ｈ形鋼の製造方法および装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接Ｈ形鋼の製造
方法および装置に関し、とくに、高周波抵抗溶接法によ
るものにおいて初期通電の安定確保に好適な溶接Ｈ形鋼
の製造方法および装置に関する。
方法および装置に関し、とくに、高周波抵抗溶接法によ
るものにおいて初期通電の安定確保に好適な溶接Ｈ形鋼
の製造方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は高周波抵抗溶接法による溶接Ｈ形
鋼の製造方法を示す溶接点付近の要部側面図である。図
３において、一対のピンチロール２は、溶接Ｈ形鋼１の
構成部材（被溶接材）であるフランジ材３およびウエブ
材４を互いに圧接するために圧下力を加えると共に、こ
れらを左方に搬送する。フランジ材３およびウエブ材４
には、これらに摺動自在に当接された溶接チップ５を介
して高周波電源６から印加される電圧により電流が流さ
れる。
鋼の製造方法を示す溶接点付近の要部側面図である。図
３において、一対のピンチロール２は、溶接Ｈ形鋼１の
構成部材（被溶接材）であるフランジ材３およびウエブ
材４を互いに圧接するために圧下力を加えると共に、こ
れらを左方に搬送する。フランジ材３およびウエブ材４
には、これらに摺動自在に当接された溶接チップ５を介
して高周波電源６から印加される電圧により電流が流さ
れる。
【０００３】電流はフランジ材３およびウエブ材４の中
を通る際にジュール熱を発生させ、これらを加熱すると
共に、これらが互いに接触し合う溶接点７に集中的に流
れ、この部分を溶融させる。そのためフランジ材３とウ
エブ材４とは、これらが溶融状態になっている溶接点７
で、ピンチロール２によって圧下され、溶接結合され
る。
を通る際にジュール熱を発生させ、これらを加熱すると
共に、これらが互いに接触し合う溶接点７に集中的に流
れ、この部分を溶融させる。そのためフランジ材３とウ
エブ材４とは、これらが溶融状態になっている溶接点７
で、ピンチロール２によって圧下され、溶接結合され
る。
【０００４】溶接Ｈ形鋼の溶接電源に高周波電源が採用
される理由は、高周波電流が、被溶接部材の溶接に必要
なごく狭い部分（ウエブ材上下端面およびフランジ材の
前記ウエブ材端面に対面する幅中央部、これらの部分を
被溶接部という）のみを効果的に加熱溶融するという溶
接Ｈ形鋼の製造にとって都合のよい各種効果（表皮効
果、近接効果、インピーダンス効果、誘導効果等）を備
えるところにある。
される理由は、高周波電流が、被溶接部材の溶接に必要
なごく狭い部分（ウエブ材上下端面およびフランジ材の
前記ウエブ材端面に対面する幅中央部、これらの部分を
被溶接部という）のみを効果的に加熱溶融するという溶
接Ｈ形鋼の製造にとって都合のよい各種効果（表皮効
果、近接効果、インピーダンス効果、誘導効果等）を備
えるところにある。
【０００５】また、溶接Ｈ形鋼では、溶接結合されるフ
ランジ材とウエブ材とでサイズが異なり、通常、フラン
ジ材のほうが板厚が厚いからウエブ材に比べて温度が上
がりにくい。また、フランジ材は幅中央部が加熱される
ためその熱が幅両端部に向かう２方向に拡散するのに対
し、ウエブ材は幅上下端部が両方とも加熱されるためそ
の熱が片側端部のみの１方向に拡散する。つまりフラン
ジ材のほうが局所加熱されにくい。
ランジ材とウエブ材とでサイズが異なり、通常、フラン
ジ材のほうが板厚が厚いからウエブ材に比べて温度が上
がりにくい。また、フランジ材は幅中央部が加熱される
ためその熱が幅両端部に向かう２方向に拡散するのに対
し、ウエブ材は幅上下端部が両方とも加熱されるためそ
の熱が片側端部のみの１方向に拡散する。つまりフラン
ジ材のほうが局所加熱されにくい。
【０００６】そのため、溶接点において両者の被溶接部
の温度を一致させることが難しく、フランジ材の加熱不
足或いはウエブ材のオーバーヒート（加熱過剰）を来た
し、ひいては溶接Ｈ形鋼における圧接部の溶接不良やそ
れに伴う強度不足を招くという問題があり、この問題を
解決するために、予熱用の電流（予熱電流）を溶接チッ
プの上流側でフランジ材の被溶接部（板幅中央部）に沿
わせるように流し、この予熱電流の援用によりフランジ
材にウエブ材よりも大きいジュール熱を発生させて、溶
接点におけるフランジ材とウエブ材との温度の一致を図
る技術が提案されている。
の温度を一致させることが難しく、フランジ材の加熱不
足或いはウエブ材のオーバーヒート（加熱過剰）を来た
し、ひいては溶接Ｈ形鋼における圧接部の溶接不良やそ
れに伴う強度不足を招くという問題があり、この問題を
解決するために、予熱用の電流（予熱電流）を溶接チッ
プの上流側でフランジ材の被溶接部（板幅中央部）に沿
わせるように流し、この予熱電流の援用によりフランジ
材にウエブ材よりも大きいジュール熱を発生させて、溶
接点におけるフランジ材とウエブ材との温度の一致を図
る技術が提案されている。
【０００７】このような予熱方法として、フランジ材に
対して予熱台を設けて予熱電流を誘導する方法（特開昭
62-199274 号公報参照）や、図３に示すように溶接チッ
プ５とは別に設けた予熱チップ８をフランジ材３に押し
つけて予熱電流を直接通電する方法が知られている。な
お、図３において６Ａは予熱用の高周波電源である。
対して予熱台を設けて予熱電流を誘導する方法（特開昭
62-199274 号公報参照）や、図３に示すように溶接チッ
プ５とは別に設けた予熱チップ８をフランジ材３に押し
つけて予熱電流を直接通電する方法が知られている。な
お、図３において６Ａは予熱用の高周波電源である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、溶接Ｈ形鋼
のウエブ材、フランジ材には一般に表面が薄い酸化膜で
覆われたままの熱延鋼板が使用される。溶接Ｈ形鋼の製
造開始時にウエブ材、フランジ材に溶接チップを当接し
て高周波通電を開始するとき、チップ当接部の酸化膜の
抵抗が大きくて十分な高周波電流が流れない場合があ
る。このため、製造開始時にチップ当接部の酸化膜を除
去する必要があるが、その除去作業は従来人手によるブ
ラッシングで行われ、溶接Ｈ形鋼の生産効率を阻害する
一因となっていた。なお、理由はよくわからないが、一
旦初期の通電が確保されると、それ以降の定常通電・通
板時に溶接チップが連続的に酸化膜上を摺動しても通電
が途切れることはない。
のウエブ材、フランジ材には一般に表面が薄い酸化膜で
覆われたままの熱延鋼板が使用される。溶接Ｈ形鋼の製
造開始時にウエブ材、フランジ材に溶接チップを当接し
て高周波通電を開始するとき、チップ当接部の酸化膜の
抵抗が大きくて十分な高周波電流が流れない場合があ
る。このため、製造開始時にチップ当接部の酸化膜を除
去する必要があるが、その除去作業は従来人手によるブ
ラッシングで行われ、溶接Ｈ形鋼の生産効率を阻害する
一因となっていた。なお、理由はよくわからないが、一
旦初期の通電が確保されると、それ以降の定常通電・通
板時に溶接チップが連続的に酸化膜上を摺動しても通電
が途切れることはない。
【０００９】本発明の目的は、上記従来技術の問題に鑑
み、ウエブ材、フランジ材への初期通電を自動的に確保
できる溶接Ｈ形鋼の製造方法および装置を提案すること
にある。
み、ウエブ材、フランジ材への初期通電を自動的に確保
できる溶接Ｈ形鋼の製造方法および装置を提案すること
にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、高周波抵抗溶
接法による溶接Ｈ形鋼の製造方法において、被溶接材に
摺動自在に当接させて溶接用の高周波電流を給電するた
めの溶接チップで、被溶接材のチップ当接部を通電開始
前に打撃することを特徴とする溶接Ｈ形鋼の製造方法で
ある。
接法による溶接Ｈ形鋼の製造方法において、被溶接材に
摺動自在に当接させて溶接用の高周波電流を給電するた
めの溶接チップで、被溶接材のチップ当接部を通電開始
前に打撃することを特徴とする溶接Ｈ形鋼の製造方法で
ある。
【００１１】また、本発明は、高周波抵抗溶接法による
溶接Ｈ形鋼の製造方法において、被溶接材に摺動自在に
当接させて溶接用の高周波電流を給電するための溶接チ
ップ、および被溶接材に摺動自在に当接させて予熱用の
高周波電流を給電するための予熱チップで、それぞれ被
溶接材のチップ当接部を通電開始前に打撃することを特
徴とする溶接Ｈ形鋼の製造方法である。
溶接Ｈ形鋼の製造方法において、被溶接材に摺動自在に
当接させて溶接用の高周波電流を給電するための溶接チ
ップ、および被溶接材に摺動自在に当接させて予熱用の
高周波電流を給電するための予熱チップで、それぞれ被
溶接材のチップ当接部を通電開始前に打撃することを特
徴とする溶接Ｈ形鋼の製造方法である。
【００１２】また、本発明は、高周波抵抗溶接法による
溶接Ｈ形鋼の製造装置において、被溶接材に摺動自在に
当接させて溶接用の高周波電流を給電するための溶接チ
ップを、被溶接材のチップ当接部に打ちつけ可能な駆動
機構を備えたことを特徴とする溶接Ｈ形鋼の製造装置で
ある。また、本発明は、高周波抵抗溶接法による溶接Ｈ
形鋼の製造装置において、被溶接材に摺動自在に当接さ
せて溶接用の高周波電流を給電するための溶接チップ、
および被溶接材に摺動自在に当接させて予熱用の高周波
電流を給電するための予熱チップを、それぞれ被溶接材
のチップ当接部に打ちつけ可能な駆動機構を備えたこと
を特徴とする溶接Ｈ形鋼の製造装置である。
溶接Ｈ形鋼の製造装置において、被溶接材に摺動自在に
当接させて溶接用の高周波電流を給電するための溶接チ
ップを、被溶接材のチップ当接部に打ちつけ可能な駆動
機構を備えたことを特徴とする溶接Ｈ形鋼の製造装置で
ある。また、本発明は、高周波抵抗溶接法による溶接Ｈ
形鋼の製造装置において、被溶接材に摺動自在に当接さ
せて溶接用の高周波電流を給電するための溶接チップ、
および被溶接材に摺動自在に当接させて予熱用の高周波
電流を給電するための予熱チップを、それぞれ被溶接材
のチップ当接部に打ちつけ可能な駆動機構を備えたこと
を特徴とする溶接Ｈ形鋼の製造装置である。
【００１３】前記駆動機構はエアシリンダ、液圧シリン
ダ、電磁コイルのいずれかで構成することができる。
ダ、電磁コイルのいずれかで構成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明者らは、初期の通電をスム
ースに行うために種々の実験を行った結果、通電用の溶
接チップや予熱チップとして常用される銅あるいは銅合
金製の接触子（コンタクトチップ（チップと略称））を
用いて高周波通電前に被溶接材のチップ当接部を打撃し
た場合に初期の通電がスムーズに確保できることを知見
し、この知見に基づいて本発明をなした。それゆえ本発
明によれば、前記目的を達成することができる。なお、
打撃力は、単位面積当たりの力積で100 Ns/mm2程度以上
付与するのが好ましい。
ースに行うために種々の実験を行った結果、通電用の溶
接チップや予熱チップとして常用される銅あるいは銅合
金製の接触子（コンタクトチップ（チップと略称））を
用いて高周波通電前に被溶接材のチップ当接部を打撃し
た場合に初期の通電がスムーズに確保できることを知見
し、この知見に基づいて本発明をなした。それゆえ本発
明によれば、前記目的を達成することができる。なお、
打撃力は、単位面積当たりの力積で100 Ns/mm2程度以上
付与するのが好ましい。
【００１５】図１は、本発明による溶接チップ保持部の
一例の説明図である。この例の溶接チップ保持部20は、
フランジ材３、ウエブ材４にそれぞれ当接させるべき溶
接チップ５Ａ，５Ｂを導電ヘッド10の一端に取り付け、
この導電ヘッド10を支点軸11を介して導電アーム12に回
転可能に結合し、導電アーム12に固定したエアシリンダ
９で導電ヘッド10の他端を駆動して支点軸11の回りに正
転・逆転させるように構成している。エアシリンダ（駆
動機構）９は、図示しないコントローラによって短周期
でロッドを反復進退させることができ、かかるロッドの
進退動作によって溶接チップ５Ａ，５Ｂはそれぞれフラ
ンジ材３、ウエブ材４のチップ当接部に打撃力を反復付
与することができる。
一例の説明図である。この例の溶接チップ保持部20は、
フランジ材３、ウエブ材４にそれぞれ当接させるべき溶
接チップ５Ａ，５Ｂを導電ヘッド10の一端に取り付け、
この導電ヘッド10を支点軸11を介して導電アーム12に回
転可能に結合し、導電アーム12に固定したエアシリンダ
９で導電ヘッド10の他端を駆動して支点軸11の回りに正
転・逆転させるように構成している。エアシリンダ（駆
動機構）９は、図示しないコントローラによって短周期
でロッドを反復進退させることができ、かかるロッドの
進退動作によって溶接チップ５Ａ，５Ｂはそれぞれフラ
ンジ材３、ウエブ材４のチップ当接部に打撃力を反復付
与することができる。
【００１６】なお、当然ながら、導電ヘッド10、支点軸
11、導電アーム12はすべて絶縁板13で二分され、それぞ
れ溶接チップ５Ａ，５Ｂへの給電ルートとして電気的に
互いに絶縁されている。また、図１では上部のみ図示し
たが下部においても同様であり、かつ、溶接点７を圧下
するピンチロール、および導電アーム12に接続する高周
波電源は図示を省略した。また、図１の例では、エアシ
リンダ９がフランジ材用導電ヘッドおよびウエブ材用導
電ヘッドを同時に駆動させる例を示しているが、両者を
独立して駆動させるべくエアシリンダ９を２個設けても
よい。
11、導電アーム12はすべて絶縁板13で二分され、それぞ
れ溶接チップ５Ａ，５Ｂへの給電ルートとして電気的に
互いに絶縁されている。また、図１では上部のみ図示し
たが下部においても同様であり、かつ、溶接点７を圧下
するピンチロール、および導電アーム12に接続する高周
波電源は図示を省略した。また、図１の例では、エアシ
リンダ９がフランジ材用導電ヘッドおよびウエブ材用導
電ヘッドを同時に駆動させる例を示しているが、両者を
独立して駆動させるべくエアシリンダ９を２個設けても
よい。
【００１７】図２は、本発明による予熱チップ保持部の
一例の説明図である。この例の予熱チップ保持部21は、
フランジ材３の被溶接部に当接させるべき予熱チップ８
を導電ヘッド10の一端に取り付け、この導電ヘッド10を
支点軸11を介して導電アーム12に回転可能に結合し、導
電アーム12に固定したエアシリンダ９で導電ヘッド10の
他端を駆動して支点軸11の回りに正転・逆転させるよう
に構成している。エアシリンダ９は、図示しないコント
ローラによって短周期でロッドを反復進退させることが
でき、かかるロッドの進退動作によって予熱チップ８は
フランジ材３のチップ当接部に打撃力を反復付与するこ
とができる。
一例の説明図である。この例の予熱チップ保持部21は、
フランジ材３の被溶接部に当接させるべき予熱チップ８
を導電ヘッド10の一端に取り付け、この導電ヘッド10を
支点軸11を介して導電アーム12に回転可能に結合し、導
電アーム12に固定したエアシリンダ９で導電ヘッド10の
他端を駆動して支点軸11の回りに正転・逆転させるよう
に構成している。エアシリンダ９は、図示しないコント
ローラによって短周期でロッドを反復進退させることが
でき、かかるロッドの進退動作によって予熱チップ８は
フランジ材３のチップ当接部に打撃力を反復付与するこ
とができる。
【００１８】なお、当然ながら、予熱チップ８は相補的
電極として一対必要であり、この例ではそれに応じて導
電ヘッド10、支点軸11、導電アーム12も各一対備え、対
をなす個々の導電アーム12を、絶縁板13で二分されたフ
レーム15の一方と他方でそれぞれ独立に支持し、該フレ
ーム15はフランジ材３との距離を一定に保つために同材
に車輪で当接させている。また、図２では上部のみ図示
したが下部においても同様であり、かつ、溶接点７を圧
下するピンチロール、および導電アーム12に接続する高
周波電源は図示を省略した。
電極として一対必要であり、この例ではそれに応じて導
電ヘッド10、支点軸11、導電アーム12も各一対備え、対
をなす個々の導電アーム12を、絶縁板13で二分されたフ
レーム15の一方と他方でそれぞれ独立に支持し、該フレ
ーム15はフランジ材３との距離を一定に保つために同材
に車輪で当接させている。また、図２では上部のみ図示
したが下部においても同様であり、かつ、溶接点７を圧
下するピンチロール、および導電アーム12に接続する高
周波電源は図示を省略した。
【００１９】なお、図１、図２で導電ヘッド10の駆動機
構を構成するエアシリンダ９に代えて、液圧シリンダも
しくは電磁コイルとすることができる。また、予熱が不
要な場合は、溶接チップのみで打撃すれば良い。
構を構成するエアシリンダ９に代えて、液圧シリンダも
しくは電磁コイルとすることができる。また、予熱が不
要な場合は、溶接チップのみで打撃すれば良い。
【００２０】
【実施例】最小サイズＨ100 ×100 ×3.2 ×3.2 、最大
サイズＨ300 ×150 ×4.5 ×6.0の溶接Ｈ形鋼を高周波
抵抗溶接法で製造するラインに、図１、図２に示した形
態の溶接チップ保持部、予熱チップ保持部を備えた製造
装置を配設し、初期セッティングにあたり各チップでフ
ランジ材、ウエブ材のチップ当接部を素早く自動的に３
回打撃（単位面積当たりの打撃の力積：約100 Ns/mm2）
してから通電・通板し、初期通電不全によるトラブルは
皆無となった。
サイズＨ300 ×150 ×4.5 ×6.0の溶接Ｈ形鋼を高周波
抵抗溶接法で製造するラインに、図１、図２に示した形
態の溶接チップ保持部、予熱チップ保持部を備えた製造
装置を配設し、初期セッティングにあたり各チップでフ
ランジ材、ウエブ材のチップ当接部を素早く自動的に３
回打撃（単位面積当たりの打撃の力積：約100 Ns/mm2）
してから通電・通板し、初期通電不全によるトラブルは
皆無となった。
【００２１】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
高周波抵抗溶接法で溶接Ｈ形鋼を製造する際に、ウエブ
材、フランジ材への初期通電を自動的に確保できて生産
効率が向上するとともに、初期通電不全による溶接不良
が解消されるので歩留りも向上するという優れた効果を
奏する。
高周波抵抗溶接法で溶接Ｈ形鋼を製造する際に、ウエブ
材、フランジ材への初期通電を自動的に確保できて生産
効率が向上するとともに、初期通電不全による溶接不良
が解消されるので歩留りも向上するという優れた効果を
奏する。
【図１】本発明による溶接チップ保持部の一例の説明図
である。
である。
【図２】本発明による予熱チップ保持部の一例の説明図
である。
である。
【図３】高周波抵抗溶接法による溶接Ｈ形鋼の製造方法
を示す溶接点付近の要部側面図である。
を示す溶接点付近の要部側面図である。
１ 溶接Ｈ形鋼 ２ ピンチロール ３ フランジ材（被溶接材） ４ ウエブ材（被溶接材） ５ 溶接チップ ６ 高周波電源 ７ 溶接点 ８ 予熱チップ ９ エアシリンダ（駆動機構） 10 導電ヘッド 11 支点軸 12 導電アーム 13 絶縁板 15 フレーム 20 溶接チップ保持部 21 予熱チップ保持部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−38784（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−335784（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−128840（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−86877（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 13/08 B23K 13/04
Claims (5)
- 【請求項１】 高周波抵抗溶接法による溶接Ｈ形鋼の製
造方法において、被溶接材に摺動自在に当接させて溶接
用の高周波電流を給電するための溶接チップで、被溶接
材のチップ当接部を通電開始前に打撃することを特徴と
する溶接Ｈ形鋼の製造方法。 - 【請求項２】 高周波抵抗溶接法による溶接Ｈ形鋼の製
造方法において、被溶接材に摺動自在に当接させて溶接
用の高周波電流を給電するための溶接チップ、および被
溶接材に摺動自在に当接させて予熱用の高周波電流を給
電するための予熱チップで、それぞれ被溶接材のチップ
当接部を通電開始前に打撃することを特徴とする溶接Ｈ
形鋼の製造方法。 - 【請求項３】 高周波抵抗溶接法による溶接Ｈ形鋼の製
造装置において、被溶接材に摺動自在に当接させて溶接
用の高周波電流を給電するための溶接チップを、被溶接
材のチップ当接部に打ちつけ可能な駆動機構を備えたこ
とを特徴とする溶接Ｈ形鋼の製造装置。 - 【請求項４】 高周波抵抗溶接法による溶接Ｈ形鋼の製
造装置において、被溶接材に摺動自在に当接させて溶接
用の高周波電流を給電するための溶接チップ、および被
溶接材に摺動自在に当接させて予熱用の高周波電流を給
電するための予熱チップを、それぞれ被溶接材のチップ
当接部に打ちつけ可能な駆動機構を備えたことを特徴と
する溶接Ｈ形鋼の製造装置。 - 【請求項５】 前記駆動機構がエアシリンダ、液圧シリ
ンダ、電磁コイルのいずれかで構成された請求項３また
は４に記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07191297A JP3234792B2 (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 溶接ｈ形鋼の製造方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07191297A JP3234792B2 (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 溶接ｈ形鋼の製造方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10263844A JPH10263844A (ja) | 1998-10-06 |
| JP3234792B2 true JP3234792B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=13474233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07191297A Expired - Fee Related JP3234792B2 (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 溶接ｈ形鋼の製造方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3234792B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105834572B (zh) * | 2016-05-18 | 2018-01-02 | 华中科技大学 | 智能自定位高频焊接系统 |
-
1997
- 1997-03-25 JP JP07191297A patent/JP3234792B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH10263844A (ja) | 1998-10-06 |
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