JP3591518B2 - Laminated plate used as bulge forming material and welding method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バルジ成形用素材として用いる重ね合わせ板材とその溶接方法に関し、特に少なくとも二枚の板材を重ね合わせた上でその全周に溶接を施してなる素材の板材間に圧力媒体を導入していわゆる最中構造あるいは袋構造等の中空状の成形品形状に拡張もしくは膨出変形させるにあたり、そのバルジ成形用素材として用いるのに好適な重ね合わせ板材とその溶接方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
いわゆる最中構造あるいは袋構造と称される中空状の成形品を成形する方法として、二枚の板材を重ね合わせた上でその全周に溶接を施してなる重ね合わせ板材を金型にて拘束しつつその板材間に例えば液圧を導入して拡張もしくは膨出変形させる液圧バルジ成形法が知られている。この場合、重ね合わせ板材を形成することになる各板材は、単純平板状もののほか一部が所定形状に予備成形されているものでもよく、要は内部が完全密閉構造となっていればよい。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような液圧バルジ成形法に用いる重ね合わせ板材の溶接形態もしくは溶接継手構造としては、材質の違いにかかわらず例えば図6の(A)〜(C)に示すようにへり継手構造、重ね隅肉溶接法あるいは重ねシーム溶接法等による全周連続溶接が採用されているが、重ね隅肉溶接法および重ねシーム溶接法の場合には溶接代を十分に大きく確保する必要があり、材料歩留まりの低下が余儀なくされる。また、へり継手構造の場合には溶接代が比較的小さくて済む利点がある反面、有効接合面積が小さいためにバルジ成形上必要な接合強度の確保が難しく、成形可能な成形品の形状が著しく制約されることとなって好ましくない。なお、図6において、符号51,52は上下の板材を、53は溶接ビードを、54は電極をそれぞれ示している。
【0004】
その上、特に図6の(B)の重ね隅肉溶接法の場合にはいわゆる一筆書き溶接法が最善とされ、これに対応するために例えば図7の(A),(B)に示すように上板51と下板52とが相似形ではあっても一方の板材の輪郭形状を予め他方のものより一回り大きく形成することが行われるが、双方の板材51,52の形状の相違のために特に量産工程では上板51と下板52ごとに独立した打ち抜き用プレス金型が必要となり、設備費の高騰とともに材料歩留まりの低下を招くこととなって好ましくない。
【0005】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、とりわけ設備費の高騰や材料歩留まりの低下を招くことなしに、バルジ成形上必要な溶接接合強度を容易に確保できるようにした重ね合わせ板材とその溶接方法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、少なくとも二枚の板材を重ね合わせた上でその全周に溶接を施してなる素材の板材間に圧力媒体を導入して成形品形状に拡張変形させるにあたり、そのバルジ成形用素材として用いる重ね合わせ板材であって、少なくとも輪郭を同一形状に形成した二枚の板材を両者の輪郭がいずれの位置でも一致しないように板材平面内で互いにオフセットさせて、その状態で全周に連続溶接を施したことを特徴とする。
【0007】
重ね合わせ板材を形成することになる各板材は、単純平板状もののほか一部が所定形状に予備成形されているものでもよく、さらに少なくとも輪郭形状が同一であれば双方の板材の形状が必ずしも完全一致している必要はない。そして、例えば板材が矩形状ものである場合には、二枚の板材同士を対角線方向に積極的にずらせるようにしてオフセットさせれば、その二枚の板材同士の輪郭がいずれの位置でも一致しないような関係となる。オフセット量は、板材の板厚をtとすると0.2t以上であることが望ましい。
【0008】
この場合、溶接代の縮小化の上では、請求項2に記載のように二枚の板材をオフセットさせたことによりできた隅部を溶接線として重ね隅肉溶接を施すことが望ましい。
【0009】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明を方法的な面から捉えたものであって、少なくとも輪郭を同一形状に形成した二枚の板材を両者の輪郭がいずれの位置でも一致しないように板材平面内で互いにオフセットさせ、そのオフセット状態のままでで全周に連続溶接を施すことを特徴とする。
【0010】
同じく請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の発明を方法的な面から捉えたものであって、二枚の板材をオフセットさせたことによりできた隅部を溶接線として重ね隅肉溶接を施すことを特徴とする。
【0011】
したがって、これら請求項1〜4に記載の発明では、少なくとも輪郭形状が同一の二枚の板材を互いにオフセットさせることにより双方の板材の輪郭線であるへり(外周端面)にずれを生じることになるので、内側に位置することになるへりに沿って例えば重ね隅肉溶接を施すことで所期の目的が達成される。この場合、溶接線は重ね合わせ板材の表面側もしくは裏面側においては完全な閉ループ状のものとならずに、表裏両面側にそれぞれ分かれることになるので、表裏両面から溶接を行って双方の溶接線同士を連続させることにより溶接線の連続性すなわち全周連続溶接が可能となる。
【0012】
【発明の効果】
請求項1,3に記載の発明によれば、同一形状の板材をオフセットさせながら上下に配置するだけで全周連続溶接が可能であるため、バルジ成形上必要な溶接接合強度を確保しつつ溶接代の縮小化が可能であり、材料歩留まりの向上が図れるほか、板材を打ち抜くためのプレス型の製作費も併せて低減できる。
【0013】
また、請求項2,4に記載の発明によれば、全周連続溶接を重ね隅肉溶接にて行うようにしたため、請求項1,3に記載の発明と同様の効果に加えて、バルジ成形に必要な溶接接合強度をより大きく確保できるほか、重ね合わせ板材の溶接密閉性もより良好なものとなる利点がある。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の好ましい実施の形態を示す図であり、(A)は溶接後の重ね合わせ板材の斜視図を、(B)は同図(A)のA−A線に沿う断面図をそれぞれ示している。
【0015】
図1の(A),(B)に示すように、先に述べた液圧バルジ成形に供することを前提とした重ね合わせ板材1は、中央部が膨出するように予備成形された二枚の板材2,3を重ね合わせた上で、その周縁部全周に連続溶接を施すことにより密閉構造のものとして形成される。すなわち、輪郭形状が同一となるように打ち抜いた矩形状の上板2と下板3とを互いに重ね合わせる際に、両者を互いに対角線方向にずらすようにして板材平面内でオフセットさせ、双方の板材2,3の輪郭同士がいずれの位置でも一致しないように積極的にオフセットさせるものとする。なお、上板2と下板3の幅寸法L1はともに等しいものであることは言うまでもない。そして、四周各部でのオフセット量αは、上板2および下板3の板厚をtとしたときに0.2t以上に設定する。
【0016】
上板2と下板3とのオフセットに伴い重ね合わせ板材1の表面側では上板2側の二辺部2aの輪郭線であるへりが下板3側のそれよりも内側となり、逆に重ね合わせ板材1の裏面側では下板3側の二辺部3aの輪郭線であるへりが上板2側のそれよりも内側となることから、表裏両面からの溶接によりそれらの内側となるへりに重ね隅肉溶接にて全周連続溶接を施す。例えば、重ね合わせ板材1の表面側で内側となる二辺部2aのへりに表側の溶接ビード4をもって重ね隅肉溶接を施す一方、重ね合わせ板材1の裏面側で内側となる二辺部3aのへりに裏側の溶接ビード5をもって重ね隅肉溶接を施し、溶接ビード4,5の両端で互いにオーバーラップさせて溶接線としての連続性を持たせる。これにより、上板2と下板3との全周に連続溶接が施されて、完全密閉構造の重ね合わせ板材1が得られ、この重ね合わせ板材1は先に述べたように液圧バルジ成形の素材として使用される。
【0017】
このように本実施の形態の重ね合わせ板材1によれば、全く同一形状に形成した板材2,3同士をオフセットさせながら重ね合わせた上でその全周に重ね隅肉溶接により連続溶接を施したものであるから、溶接代の確保のために上板2と下板3とを互いに異なる形状に打ち抜く必要がない。その上、同一形状の板材2,3同士の溶接でありながら必要最小限の溶接代のもとでの重ね隅肉溶接が可能であり、材料歩留まりの向上が図れるとともに、液圧バルジ成形に必要な溶接接合強度を確保できることになる。
【0018】
図3〜5は本発明の第2の実施の形態を示し、図2に示すようないわゆる中抜き変形状をなす中空状の成形品6を液圧バルジ成形する際に使用される重ね合わせ板材11の例を示している。
【0019】
同図に示すように、予め中抜き形状に打ち抜いた上板12と下板13とを重ね合わせて両者を対角線方向にオフセットさせて、そのオフセット量αとして母材板厚tとしたときに0.2t以上に設定する。そして、表裏両面側のからの溶接により、内外周ともに重ね合わせ板材11の表面側では溶接ビード14をもって重ね隅肉溶接による連続溶接を施すとともに、重ね合わせ板材11の裏面側では溶接ビード15をもって重ね隅肉溶接による連続溶接を施し、溶接線が閉ループ状のものとなるように図4,5に示すように溶接ビード14,15同士を所定のオーバーラップ量βをもってオーバーラップさせながら連続させる。なお、図3において、実線の矢印7は表面側の溶接ビード14のための溶接トーチの移動軌跡を示し、同じく破線の矢印8は裏面側の溶接ビード15のための溶接トーチの移動軌跡を示している。
【0020】
この第2の実施の形態の重ね合わせ板材11においても先の第1の実施の形態と全く同様の機能が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい第1の実施の形態を示す図で、(A)は重ね合わせ板材の斜視図、(B)は同図(A)のA−A線に沿う拡大断面図。
【図2】図3に示す重ね合わせ板材を素材としてバルジ成形された成形品を示す斜視図。
【図3】本発明の第2の実施の形態として別の重ね合わせ板材の例を示す説明図。
【図4】図3のB部拡大図。
【図5】図4のC方向矢視図。
【図6】(A)〜(C)ともに重ね合わせ板材に用いられる従来の代表的な溶接継手構造を示す要部断面説明図。
【図7】従来の重ね合わせ板材の構造を示す図で、(A)はその斜視図、(B)は同図(A)のM−M線に沿う拡大断面図。
【符号の説明】
1…重ね合わせ板材
2…上板(板材)
3…下板(板材)
4…表面側の溶接ビード
5…裏面側の溶接ビード
6…バルジ成形された成形品
11…重ね合わせ板材
12…上板(板材)
13…下板(板材)
14…表面側の溶接ビード
15…裏面側の溶接ビード
α…オフセット量[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a laminated plate material used as a bulge forming material and a method for welding the same, and in particular, a pressure medium is introduced between the plate materials of a material obtained by welding at least two sheets and then welding the entire periphery thereof. The present invention relates to a superposed plate material suitable for use as a bulge forming material when expanding or bulging into a hollow molded product having a so-called middle structure or a bag structure, and a welding method therefor.
[0002]
[Prior art]
As a method of forming a hollow molded product called a so-called middle structure or bag structure, two sheets are superimposed and welded around the entire circumference, and the superposed sheets are constrained by a mold. There is known a hydraulic bulge forming method in which, for example, a hydraulic pressure is introduced between the plate members to expand or bulge. In this case, each plate material forming the laminated plate material may be a simple flat plate-shaped one or a part of which is preformed in a predetermined shape, and it is essential that the inside has a completely closed structure.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Regarding the welding form or the welded joint structure of the overlapped plate material used in such a hydraulic bulge forming method, regardless of the difference in the material, for example, as shown in FIGS. Continuous perimeter welding using the meat welding method or the lap seam welding method is adopted.However, in the case of the lap fillet welding method and the lap seam welding method, it is necessary to secure a sufficiently large welding margin, and the material yield is reduced. The decline is forced. In addition, in the case of the edge joint structure, there is an advantage that the welding margin can be relatively small, but on the other hand, since the effective joining area is small, it is difficult to secure the joining strength necessary for bulge molding, and the shape of the moldable product is remarkably large. It is not preferable because it is restricted. In FIG. 6,
[0004]
In addition, especially in the case of the lap fillet welding method of FIG. 6B, the so-called single stroke welding method is considered to be the best, and in order to cope with this, for example, as shown in FIGS. 7A and 7B. Although the
[0005]
The present invention has been made in view of such a problem, and in particular, a lap which can easily secure a welded joint strength required for bulge forming without causing a rise in equipment cost and a decrease in material yield. An object of the present invention is to provide a laminated plate material and a welding method thereof.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0007]
Each plate material forming the laminated plate material may be a simple flat plate shape or a partially pre-formed one in a predetermined shape. Further, if at least the contour shape is the same, the shape of both plate materials is not necessarily perfect. It does not need to match. If, for example, the plate material is rectangular, the two plate materials can be positively shifted in the diagonal direction and offset, so that the contours of the two plate materials match at any position. The relationship does not. The offset amount is desirably 0.2 t or more, where t is the plate thickness of the plate material.
[0008]
In this case, in order to reduce the welding margin, it is desirable to perform the fillet welding by using the corner formed by offsetting the two plate materials as a welding line as described in
[0009]
Further, the invention described in
[0010]
Similarly, the invention described in
[0011]
Therefore, in the inventions according to the first to fourth aspects, at least two plate members having the same contour shape are offset from each other, so that the edge (outer peripheral end surface) which is the contour line of both plate members is shifted. Therefore, the intended purpose is achieved by, for example, lap fillet welding along the edge to be located inside. In this case, the welding line is not completely closed loop on the front side or the back side of the superposed plate, but separates into the front and back sides. The continuity of the welding lines, that is, continuous welding of the entire circumference, becomes possible by making them continuous with each other.
[0012]
【The invention's effect】
According to the first and third aspects of the present invention, it is possible to perform continuous welding all around by simply arranging the plate members of the same shape up and down while offsetting them. It is possible to reduce the cost, improve the material yield, and also reduce the manufacturing cost of the press die for punching the plate material.
[0013]
According to the second and fourth aspects of the present invention, the entire circumference continuous welding is performed by lap fillet welding. Therefore, in addition to the same effects as the first and third aspects of the invention, bulge forming is performed. In addition to the above, it is possible to secure a larger welding joint strength required for welding, and also to obtain an advantage that the welded sealing property of the laminated plate material is further improved.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1A and 1B are diagrams showing a preferred embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a perspective view of a laminated plate after welding, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. Each is shown.
[0015]
As shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B), the
[0016]
Due to the offset between the
[0017]
As described above, according to the
[0018]
FIGS. 3 to 5 show a second embodiment of the present invention, in which a superposed plate member used for hydraulic bulge molding of a hollow molded
[0019]
As shown in the drawing, the
[0020]
The same function as that of the first embodiment is exerted also in the superposed
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are diagrams showing a first preferred embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a perspective view of an overlapped plate, and FIG. 1B is an enlarged sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 2 is a perspective view showing a molded product formed by bulging the laminated plate shown in FIG. 3 as a raw material.
FIG. 3 is an explanatory view showing another example of a laminated plate as a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged view of a portion B in FIG. 3;
FIG. 5 is a view in the direction of arrow C in FIG. 4;
6 (A) to 6 (C) are cross-sectional explanatory views of a main part showing a conventional typical welded joint structure used for a laminated plate.
7A and 7B are views showing the structure of a conventional laminated plate material, wherein FIG. 7A is a perspective view thereof, and FIG. 7B is an enlarged sectional view taken along line MM of FIG. 7A.
[Explanation of symbols]
1: Overlapping plate 2: Upper plate (plate)
3. Lower plate (plate material)
4 ... Welding
13 Lower plate (plate material)
14: welding bead on the front side 15: welding bead on the back side α: offset amount
Claims (4)
少なくとも輪郭を同一形状に形成した二枚の板材を両者の輪郭がいずれの位置でも一致しないように板材平面内で互いにオフセットさせて、その状態で全周に連続溶接を施したことを特徴とするバルジ成形用素材として用いる重ね合わせ板材。A lapping plate used as a bulge forming material when a pressure medium is introduced between plates of a material obtained by laminating at least two sheets and welding the entire periphery thereof to expand and deform into a molded product shape And
At least two plate members having at least the contours formed in the same shape are offset from each other in the plate material plane so that the contours of the two plates do not coincide at any position, and continuous welding is performed on the entire circumference in that state. Laminated plate used as bulge forming material.
少なくとも輪郭を同一形状に形成した二枚の板材を両者の輪郭がいずれの位置でも一致しないように板材平面内で互いにオフセットさせ、
そのオフセット状態のままでで全周に連続溶接を施すことを特徴とするバルジ成形用素材として用いる重ね合わせ板材の溶接方法。A lapping plate used as a bulge forming material when a pressure medium is introduced between plates of a material obtained by laminating at least two sheets and welding the entire periphery thereof to expand and deform into a molded product shape A method of welding
At least two plate materials having the same contour formed in the same shape are offset from each other in the plane of the plate material so that the contours of both do not match at any position,
A method for welding lap sheet material used as a bulge forming material, wherein continuous welding is performed on the entire circumference in the offset state.
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